Обработка и визуализация данных при моделировании электрических машин с использованием программного комплекса «Моделирование в технических устройствах
Современный научно-технический уровень в промышленности, науке и образовании в настоящее время во многом определяется степенью внедрения информационных технологий для решения многих проблем производства, научных исследований и образовательного процесса. Таким образом, при разработке нового программного обеспечения и аппаратных средств, следует учитывать последние достижения современного мира информационных технологий.
При подготовке специалистов электротехнических и электроэнергетических областей важное место в изучении занимает курс электрических машин.
На сегодняшний день подготовка квалифицированных инженеров невозможна без использования различных программных приложений.
Владение теорией электрических машин является высокой составляющей профессиональной подготовки специалиста по электрическим машинам и системам электроприводов. Современные компьютерные технологии позволяют качественно изменить и значительно улучшить технологию исследования электрических машин, переводить ее в виртуальную реальность и осуществлять в этой виртуальной лаборатории исследования статических и динамических режимов работы электрических машин, их механических характеристик, условий запуска, а также технические и экономические показатели количественных результатов.
Введение 5
ГЛАВА 1. Анализ инструментальных пакетов математического моделирования 7
1.1. Требования к современным программным комплексам 7
1.2. Программные пакеты, используемые для моделирования 9
1.3. Программный комплекс «МВТУ» 10
1.4 .Теоретический материал по программному комплексу «МВТУ» 12
1.4.1. Принципы моделирования в ПК «МВТУ» 12
1.4.2. Графический интерфейс ПК «МВТУ» 13
1.4.3. Элементы исследуемой модели 14
1.4.4. Простая модель, используемая в блоке моделирования 15
1.4.5. Поясняющие надписи в моделях 16
Выводы по главе 1 16
ГЛАВА 2. Особенности моделирование электромеханических устройств 18
2.1. Основные определения при моделировании
электромеханических устройств 18
2.2. Классификация математических моделей 22
2.3. Блочно-иерархический подход к моделированию 24
Выводы по главе 2 25
ГЛАВА 3. Асинхронный машины как объект исследования 27
3.1. История создания и область применения асинхронных двигателей 27
3.2. Устройство трёхфазной асинхронной машины 28
3.3. Получение вращающегося магнитного поля 32
3.4. Режимы работы трёхфазной асинхронной машины 34
3.5. Процессы в асинхронной машине 37
3.5.1. Цепь статора 37
3.5.2. Цепь ротора 38
3.5.3. Ток статора 40
3.6. Электромагнитный момент асинхронной машины 40
3.7. Зависимость электромагнитного момента от скольжения 43
3.8. Механическая характеристика асинхронного двигателя 44
3.9. Совместная работа асинхронного двигателя с нагрузкой на валу 45
3.10. Искусственные механические характеристики 46
3.11. Пуск в ход асинхронного двигателя 48
3.11.1. Прямое включение в сеть 48
3.11.2. Пуск при пониженном напряжении 48
3.11.3. Реостатный пуск асинхронных двигателей 49
3.11.4. Использование двигателей с улучшенными пусковыми
свойствами 50
3.12. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей 52
3.12.1. Изменение скольжения 52
3.12.2. Изменение числа пар полюсов 53
3.12.3. Изменение частоты источника питания 54
3.13. Тормозные режимы асинхронных машин 55
3.13.1. Генераторное торможение 55
3.13.2. Динамическое торможение 56
3.13.3. Торможение противовключением 58
3.14. Коэффициент мощности асинхронного двигателя и его
зависимость от нагрузки на валу 59
Выводы по главе 3 60
ГЛАВА 4. Разработка модели асинхронного двигателя в ПК «МВТУ» 62
4.1. Особенности моделирования трехфазного асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором 62
4.2. Модель разомкнутого контура управления частотой вращения
вала асинхронного двигателя с ШИМ 67
Выводы по главе 4 75
Заключение 77
Список использованной литературы 78
1. Козлов О.С., Кондаков Д.Е., Скворцов Л.М. и др. Программный комплекс для исследования динамики и проектирования технических систем // Информационные технологии. 2005. № 9, c. 45–56.
2. Карташов Б.А., Карташов А.Б., Козлов О.С. и др. Практикум по автоматике. Математическое моделирование систем автоматического регулирования. М.: Колос С, 2004, c. 184.
3. Козлов О.С., Медведев В.С. Цифровое моделирование следящих приводов. В кн.: Следящие приводы: В 3-х т. / Под ред. Б.К. Чемоданова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999, c. 125–134.
4. Справочник по электрическим машинам: В 2т./С74. Под общ. ред. Копылова И.П. и Клонова Б.К. Т.1.– М.: Энергоатомиздат, 1988, c. 231.
5. Марецкая В.В. Моделирование технологических процессов механической обработки с использованием программного комплекса «Моделирование в технических устройствах» («МВТУ») // Изв. вузов. Машиностроение. 2004, № 4, с. 39–52.
6. Сергеев В.Д. Методические указания к лабораторным работам №4 и №5
«Исследование трёхфазного асинхронного двигателя». Редакционно- издательский отдел ДВПИ, 1991, c. 24.
7. Сайт разработчиков ПК «МВТУ».
8. Бенькович Е.С., Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Практическое моделирование динамических систем. СПб.: БХВ-Петербург, 2002, c. 89–101.
9. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболенская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/А90 – М.: Энергоиздат, 1982, c. 168–209.
10. Дартау В.А. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока с насыщением / Записки ЛГИ. Т.128, СПб, 1991, c. 52–57.
11. Шрейнер Р. Т. Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в системах частотного управления [Текст]: учеб. пособие / Р. Т. Шрейнер, А. В. Костылев, В. К. Кривовяз, С. И. Шилин. Под ред. проф. д.т.н. Р.Т.Шрейнера. Екатеринбург: ГОУВПО «РГПУ»,2008, c. 136.
12. Математическая модель АД в неподвижной системе координат c переменными / А. А. Емельянов [и др.] // Молодой ученый. 2010. №3, c. 8–23.
13. Практикум по автоматике. Математическое моделирование систем автоматического регулирования. Под ред. Б. А. Карташова. – М.: КолосС, 2004, с. 78–92.
