21)Математическое описание двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

Вентельная нагрузка

МС=k×ω^2, то есть статический момент пропорционален квадрату

частоты вращения двигателя .

Для обеспечения требуемого закона изменения нагрузки на валу необхо-

димо на вход нагрузочного момента модели вместо ступеньки подать сигнал

частоты вращения, возведенный в квадрат и умноженный на соответствующий

коэффициент. Коэффициент (k) выбирается с таким расчетом, что бы в

номинальном установившемся режиме нагрузочный момент не превышал

номинального электромагнитного момента двигателя.

22)Формирование структурной схемы дпт с нв в пк мвту и настройка всех блоков.

23)Принцип работы асинхронного двигателя. Основные допущения, принятые в математическое описание.

Работа асинхронного двигателя основана на использовании вращающегося магнитного поля. На статоре асинхронного двигателя располагается 3-х фазная статорная обмотка соединенная треугольником или звездой. На роторе так же располагается обмотка либо 3-х фазная либо в форме беречной клетки. Оси фазных обмоток статора сдвинуты в электрическом пространстве на 120⁰. Статор питается 3-х фазным симметричным напряжением.

Сочетание пространственного сдвига фазных соей на 120 градусов и временного сдвига, питающих напряжения, приводит к возникновению магнитного поля. Если число пар магнитных полюсов у асинхронного двигателя равно одному, то физическое и электрическое пространство совпадают, в противоположном случи.

Вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора, наводит в них ЭДС индукции. т.к. ротор замкнут, то начинает в нем протекать ток ротора, который взаимодействуя с вращающимся магнитным полем генерирует электромагнитный момент. А электромагнитный момент заставляет вращаться вал двигателя. Магнитное поле асинхронного двигателя вращается с частотой ω_оэ, а ротор чуть отстает. Вал асинхронного двигателя в рабочих режимах вращается с частотой меньшей, чем частота магнитного поля.

24)Уравление для мгновенных значений напряжений ,токов и потокосцеплений да. Вывод уравнений для получения модели в форме схемы замещения .

25)Назначение ,особенности интерфейса и порядок работы с программой

26)Библиотека компонентов Qucs и виды моделирования .

Qucs. Программа для симулирования всех видов электрических цепей Qucs (Quite Universal Circuit Simulator - Целиком Универсальный Симулятор Цепей) с графическим QT интерфейсом.

Программа может рассчитывать цепи постоянного и переменного тока, работать с матрицей S-параметров, симулировать сильные и слабые сигналы, проводить анализ гармонического баланса и шумов. Имеет довольно мощный и развитый математический аппарат. Поддержка SPICE, Verilog.

Это свободная программа, которая достаточно проста в освоении, обладает

широкими функциональными возможностями и переведена на русский язык. Познакомиться со всеми материалами, касающимися Qucs, можно на официальном сайте разработчиков (http://qucs.sourceforge.net/

Важная информация

1. Интерфейс Qucs

Окно программы содержит четыре основных блока (рис. 2.1):

1) панель меню, содержащую стандартные разделы (файл, правка и т. д.);

2) панель инструментов с виртуальными кнопками часто используемых

операций (создать, сохранить, моделировать и т. д.);

3) окно просмотра, содержащее разделы: проекты, содержание,

компоненты;

5. рабочее пространство, где собирается схема.

2. Порядок работы с Qucs

1. Запускаем программу.

2. В окне просмотра выбираем раздел «Проекты», нажимаем кнопку

«Создать», указываем название, ставим галочку в поле «открыть новый проект»

и подтверждаем создание. В результате сформируется новый проект и автоматически откроется пустое окно – рабочее пространство для сборки схемы, пока

не имеющее названия. Под проектом в Qucs понимается определенная область

внешней памяти (папка), куда будут помещены все относящиеся к нему файлы

(по умолчанию все проекты располагаются по адресу C:\Documents and Settings\User\.qucs).

3. Теперь необходимо сохранить файл, в котором будем собирать модель

электрической схемы. Для этого выбираем «Файл / Сохранить как», вводим

имя, например «Схема 1», и подтверждаем действие. Проект может содержать

несколько схем. Обратите внимание, файл схемы в Qucs имеет расширение sch.

4. В окне просмотра выбираем раздел «Компоненты», в котором представлены модели электрических и электронных компонентов и измерительных 10

устройств. Для удобства здесь выделено несколько подразделов, из которых

основными являются:

1. Дискретные компоненты – содержит модели резистора, конденсатора, катушки индуктивности, трансформатора, переключателя и т. д.

2. Источники – набор источников постоянного и переменного напряжения,

тока, а также ряд специализированных источников сигналов.

3. Измерители – амперметр и вольтметр.

4. Нелинейные компоненты – содержит модели диода, тиристора, транзисторов, операционного усилителя и др.

5. Виды моделирования – здесь выбирается вид моделирования, подходящий для решения поставленной задачи, например «моделирование на постоянном/переменном токе» или «моделирование переходного процесса».

6. Диаграммы – подраздел содержит средства визуализации результатов моделирования.

С помощью мышки переносим требуемые компоненты из подразделов в

рабочее пространство и соединяем их между собой с помощью модели проводника. Удобство программы заключается еще и в том, что модель схемы точно

повторяет исходную принципиальную электрическую схему.

5. Подключаем амперметры и вольтметры для измерения тех величин, которые требуется определить по условиям задачи. Не забываем о том, что амперметр включается в цепь последовательно, а вольтметр – параллельно.

Рис. 2.1. Основное окно программы Qucs

6. Настраиваем параметры каждого компонента схемы, выбирая в контекстном меню «Изменить свойства». Благодаря широкому спектру настроек можем использовать модели как идеальных, так и реальных компонентов.11

7. Выбираем подходящий «Вид моделирования» и располагаем его в рабочем пространстве рядом со схемой. Чаще всего на практике используют

«Моделирование на постоянном токе» и «Моделирование переходных процессов». Первый необходим для расчета схем, содержащих источники постоянного

тока и напряжения. Второй востребован при получении временных диаграмм

различных сигналов.

Особое внимание нужно уделить настройке объекта «Моделирование переходных процессов». Так как моделирование осуществляется на основе численных методов, первостепенное значение имеет настройка шага интегрирования, который выбирается следующим образом: в схеме находим источник напряжения или тока, имеющий самую высокую частоту; определяем период это-

го сигнала по известной формуле; делим значение периода на 100 и округляем

так, чтобы в самом младшем разряде числа осталась единица (например число

0.000345673 округлим до 0.0001). Кроме того, следует правильно задать время

интегрирования. Например, не стоит указывать время 5 секунд, если вас интересует поведение каких-либо величин на протяжении первых 0.4 секунд от на-

чала отсчета. Также здесь можно выбрать метод интегрирования, задать значение погрешности и т. д.

8. Нажимаем кнопку «Моделировать» на панели инструментов. По этой

команде выполняются предварительная проверка и расчеты. В случае обнаружения ошибки появится соответствующее диагностическое сообщение. Если

ошибок не обнаружится, то автоматически открывается новая вкладка – окно

просмотра данных (результата), в котором пользователь выбирает способ представления результатов, например, в виде таблиц или графиков. На панели вкладок видно, что это окно имеет расширение dpl. Если открыть папку с используемым в настоящее время проектом, то в ней обнаружим по три файла для каждой моделируемой схемы: файл схемы с расширением sch; файл просмотра

результатов с расширением dpl; файл набора данных с расширением dat (служебный).

9. Настраиваем подходящий внешний вид полученных графиков (мас-

штаб, тип линий, их толщину и т. д.). Затем анализируем результаты и делаем

выводы. После этого можем сохранить файлы схемы, набора данных и про-

смотра для дальнейшего использования, выбрав «Файл / Сохранить все». Содержимое окон может быть распечатано на принтере (как физическом, так и

виртуальном).

Для переноса компьютерной модели электрической схемы и полученных

результатов с одного компьютера на другой нужно просто скопировать папку

проекта со всеми содержащимися в нем файлами

27)Назначение ,особенности интерфейса и порядок работы с программой Maxima. Maxima – свободная математическая программа (система компьютерной

математики – СКМ), предназначенная для работы с символьными (аналитическими) ичисленнымивычислениями, относящаяся к классу математических

экспертных систем, таких как MathCAD , Mathematica, Maple. Программа позволяет выполнить дифференцирование, интегрирование, разложение вряд, преобразования Лапласа, решать обыкновенные дифференциальные уравнения,

системы линейных уравнений, векторы, матрицы ит. д. Maxima производит

численные расчеты высокой точности, используя точные дроби, целые числа и

числа с плавающей точкой произвольной точности. Система позволяет строить

графики функций и статистических данных в двух и трех измерениях.

Изучение интерфейса программы.

Данная СКМ сочетает в себе как командный, так и оконный интерфейсы.

Для осуществления большинства типовых математических операций обработки

и представления данных вполне достаточно возможностей оконного интерфейса, для решения более сложных задач необходимо знание соответствующих команд. Главное окно программы имеет типичный вид Windows-приложений.

Все данные и команды задаются в строке «ВВОД» с клавиатуры, при

этом можно использовать различные функциональные вкладки панели инструментов. Результаты отображаются в основной части окна, которое состоит из

нумерованных строк (ячеек). Ячейки ввода именуются как «%i» с номером,

ячейки вывода – как «%o» с соответствующим номером.

Для арифметических действий используются традиционные обозначения:

«–, +, *, /»; «**» или «^» – для возведения в степень; «sqrt()» для вычисления

квадратного корня.