Лабораторна робота №3 Математичне моделювання двигуна постійного струму послідовного збудження (дпспз)

Тема: Дослідження статичних та динамічних характеристик двигуна постійного струму послідовного збудження

Мета: навчитись складати математичну модель двигуна постійного струму послідовного збудження; на отриманій моделі дослідити поведінку даного типу двигуна в динамічних режимах з прямою подачею напруги та зі ступінчатим її підвищенням.

Порядок виконання роботи:

1. По заданій викладачем марці двигуна (додаток А) в [2] знайти всі необхідні параметри та занести їх в таблицю 3.1;

2. Зробити розрахунки потрібних величин та заповнити таблицю 3.1;

3. Скласти структурну модель ДПСПЗ відповідно до системи рівнянь (3.1);

4. Виконати розрахунок статичних характеристик ДПСПЗ ;

5. Виконати розрахунок динамічних характеристик ДПСПЗ;

6. Побудувати характеристики M=f(t), ω=f(t), Ія=f(t);

7. Зробити висновки щодо виконаної роботи.

Теоретичні відомості та розрахунок.

Двигун постійного струму послідовного збудження – це електродвигун, який живиться від постійної напруги, а якірна обмотка та обмотка збудження з’єднані послідовно. Принцип дії такого двигуна базується на законі електромагнітної сили.

Електрична схема двигуна постійного струму послідовного збудження представлена на рис.3.1

Рисунок 3.1 – Спрощена електрична схема ДПСПЗ

Для побудови структурної схеми двигуна постійного струму послідовного збудження використовуємо систему рівнянь, яка описує його поведінку:

(3.1)

де напруга живлення двигуна;

струм двигуна;

загальний активний опір обмоток двигуна;

кутова частота обертання якоря двигуна;

електромагнтний момент двигуна;

магнітний потік двигуна;

конструкційна стала двигуна;

електрорушійна сила;

загальна індуктивність всіх обмоток двигуна.

На основі цієї системи складаємо структурну схему в вигляді блоків:

Рисунок 3.2 – Структурна схема ДПСПЗ

Таблиця 3.1 - Параметри ДПСПЗ

Вихідні данні:
Марка двигуна
Опір якірної обмотки;
Опір обмотки збудження;
Опір обмотки додаткових полюсів;
Номінальний струм якоря;
Номінальна напруга якоря;
Кількість активних провідників;
Кількість пар полюсів;
Кількість паралельних гілок;
Кількість витків обмотки збудження;
Номінальний електромагнітний момент;
Номінальна частота обертання якоря;
Маса якоря;
Радіус якоря;

Продовження таблиці 3.1

Розрахункові данні:
Сумарний опір обмоток двигуна , Ом
Індуктивність якірної ланки , Гн
Конструкційна стала двигуна
Магнітний потік двигуна , Вб
Кутова швидкість двигуна , рад/сек
Індуктивність обмотки збудження , Гн
Потокозчеплення обмотки збудження ( ), Гн
Сумарна індуктивність обмоток двигуна , Гн (індуктивність обмотки додаткових полюсів (приймаємо 20% від індуктивності обмотки збудження))
Електромагнітна стала часу , с
Момент інерції якоря , кгм²

Таблиця 3.2 – Крива намагнічування у відносних одиницях (при побудові у моделі необхідно помножити на величини номінального струму та потоку відповідно)

	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25	1,5
	0,502	0,759	0,9	1,0	1,059	1,112

На основі системи рівнянь ( 3.1), а також використовуючи всі розраховані параметри будуємо структурну схему ДПСПЗ та виконуємо моделювання різних режимів пуску рис. 3.3.

Рисунок 3.3 – Структурна схема ДПСПЗ

Контрольні запитання:

1. Поясніть принцип роботи ДПСПЗ;

2. Поясніть способи регулювання швидкості ДПСПЗ;

3. Штучні механічні характеристики ДПСПЗ;

4. Штучні електромеханічні характеристики ДПСПЗ.