39405

ГПТ от привода бесконечной мощности с независимым возбуждением

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Литература Объект регулирования генератор постоянного тока от привода бесконечной мощности с независимым возбуждением далее ГПТ Цель регулирования – разработка компьютерной модели ГПТ и исследование динамических режимов и характеристик Задача исследования – исследование переходных процессов в ГПТ при включении и сбросенабросе нагрузки исследование процесса регулирования напряжения по цепи возбуждения с целью стабилизации выходного тока.1 Выбираем СК связанную со статором так как в ГПТ поле статора неподвижно СК dq для...

Русский

2013-10-04

138.57 KB

3 чел.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНТИТУТ

(государственный технический университет)

Факультет «Системы управления, информатика и электроэнергетика»

Кафедра «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы»

Курс «Моделирование процессов и систем»

Курсовая работа по теме «ГПТ от привода бесконечной мощности с независимым возбуждением» (Вариант №4)

                                                         

                                                           Выполнила:                 студентка гр.03-424

                                                                                                                Зубкова Екатерина

                                                                          Принял:                        Сыроежкин Е.В.

Москва, 2010

ЗАДАНИЕ

1.Объект регулирования (тип электрической машины)

1.1 Цель регулирования. Задача исследования. (Управляющая величина, выходная величина, критерий).

1.2 Метод исследования - компьютерное моделирование.

 2. Порядок построения модели.

2.1 Обоснование выбора системы координат (ab, αβ, dq )

2.2 Схема замещения электрической цепи.

2.3 Схема замещения магнитной и механической подсистем

2.4 Математическое описание подсистем.

2.5 Пояснить, на основании каких физических законов составлена математическая модель.

3. Характеристика мат. описания. Обоснование применения численного метода интегрировании

  1.  Класс, к которому относятся уравнения математической модели (обыкновенные нелинейные)
  2.  Определение порядка системы дифференциальных уравнений.
  3.  Формулировка задачи Коши. Единственность решения задачи Коши, НУ, их количество, чем определяются.

4. Программная реализация модели

  1.  Расчетный алгоритм и программа (MathCad, Orcad) .
  2.  Интегрирование с помощью встроенного решателя MathCad, Orcad) .

4.2 Способ задания режимов работы.

4.3 Управление. Влияние характера нагрузки. Критерии регулирования

5. Анализ результатов. Выводы

5.1. Решены ли поставленные задачи, удовлетворяет ли полученный результат

5.2. Оценка качества регулирования.

5.3 Анализ результатов. Выводы по графикам расчетных характеристик

6. Литература

  1.  Объект регулирования  -  генератор постоянного тока от привода бесконечной мощности с независимым возбуждением (далее, ГПТ)

  1.  Цель регулирования – разработка компьютерной модели ГПТ и исследование динамических режимов и характеристик

Задача исследования – исследование переходных процессов в ГПТ при включении и «сбросе-набросе» нагрузки, исследование процесса регулирования напряжения по цепи возбуждения с целью стабилизации выходного тока.

                                                         Rн

W

Y

X

Z

                                           Uв

                      iя=сonst              iв                          iя

           Управляющая величина  - напряжение возбуждения Uв 

Выходная величина – ток якоря iя

Критерий – постоянство тока якоря iя

  1.  Метод исследования - компьютерное моделирование в среде MathCad.

  1.  Порядок построения модели

2.1   Выбираем СК  , связанную со статором, так как в ГПТ поле статора неподвижно (СК d,q для нашего случая будет равнозначной).

2.2        Схема замещения электрической цепи:

                   ОВ                                                                 ОЯ

                                                                               е                      

    Uв                                 Lв                           Lя                                        Uя                          Rн-var

                           

                  Rв                                                        Rя

2.3        Схема замещения магнитной подсистемы:

                                                                                     

                                                                  Oв                                                    

                                                           Oя                                                                                            

                                                                                       

2.4        Математическое описание:

(Математическая модель ГПТ формируется на основании уравнений для ОЭМП за исключением 2 и 3 строк.

Т.к. генератор питается от привода бесконечной мощности, то Mпр .  )

2.5       Математическая модель ГПТ составлена на основании второго закона Кирхгофа для электрической цепи.

  1.   Характеристика мат. описания. Обоснование применения численного метода интегрировании

  1.  Класс, к которому относятся уравнения математической модели:

Линейная СОДУ .

  1.        Определение порядка системы дифференциальных уравнений:

2 порядка (по количеству переменных)

  1.  Формулировка задачи Коши. Единственность решения задачи Коши, НУ, их количество, чем определяются.

Зада́ча Коши́ — одна из основных задач теории ДУ (обыкновенных и с частными производными); состоит в нахождении решения (интеграла) ДУ, удовлетворяющего так называемым НУ (начальным данным).

Задача Коши обычно возникает при анализе процессов, определяемых дифференциальным законом эволюции и начальным состоянием (математическим выражением которых и являются уравнение и начальное условие). Этим мотивируется терминология и выбор обозначений: начальные данные задаются при t = 0, а решение отыскивается при t > 0.

Отсюда, НУ – значения переменных в начальный момент времени определенного этапа моделирования. Их количество равно количеству уравнений (соответственно и количеству переменных).

  1.    Программная реализация модели в среде MathCad:

Задание № 1 «Исследование переходных процессов в ГПТ при включении и «сбросе-набросе» нагрузки»

  1.  Режим «Пуск» ГПТ на холостом ходу (на хх не надо!!!):

Моделирование переходных процессов в ГПТ

параметры генератора 

параметры управления

таблица идентификаторов

Математическая модель ДПТ

расчет режима пуска - НУ

параметры вычислительного процесса

вызов встроенной подпрограммы решения ОДУ 

Результаты расчетов переходных характеристик

Рис.1   Ток возбуждения

Рис.2    Ток якоря

  1.  Режим «Пуск» ГПТ при номинальной нагрузке (по варианту):

Результаты расчетов переходных характеристик

Рис.1   Ток возбуждения

Рис.2    Ток якоря

Задание № 2 «Исследование процесса регулирования напряжения ГПТ по цепи возбуждения с целью стабилизации выходного тока»

  1.  Rн =var,  Uв=const

НУ для моделирования принимаем значения переменных в момент окончания переходного процесса режима «Пуск» при номинальной нагрузке:

Заменяем в уравнении

Выбираем такой коэффициент , чтобы изменение нагрузки составило не более 50%.

Результаты расчетов переходных характеристик

Рис.1   Cопротивление нагрузки

Рис.2    Ток якоря

  1.  Rн =const,   Uв=var

НУ для моделирования принимаем значения переменных в момент окончания переходного процесса режима «Пуск» при номинальной нагрузке:

Заменяем в уравнении

Коэффициент  выбираем аналогично.

Результаты расчетов переходных характеристик

Рис.1   Cопротивление нагрузки

Рис.2    Ток якоря

A)

Рассчитаем коэффициент kрег, который бы обеспечивал стабилизацию выходного напряжения изменением напряжения возбуждения при наличии возмущающего воздействия:

  1.  Rн =var,   Uв=var

НУ для моделирования принимаем значения переменных в момент окончания переходного процесса режима «Пуск» при номинальной нагрузке.

параметры управления

Математическая модель ДПТ

Результаты расчетов переходных характеристик

Рис.1   Ток возбуждения

Рис.2    Ток якоря

(А)

Методическая погрешность составляет:

  1.   Анализ результатов. Выводы

В данной работе удалось определить параметры линейного закона изменения напряжения возбуждения  для стабилизации выходного тока ГПТ при наличии возмущающего воздействия. Поставленная задача решена. Результат удовлетворяет требуемому качеству регулирования (ошибка 3,6 %).

  1.  Литература

1.       «Динамика и регулирование источников и преобразователей электроэнергии ЛА» В.А.Постников, Е.В.Сыроежкин, С.В.Вольский, Москва, 1994 г.

2.         Конспект лекций.

3.         Интернет-ресурсы: www.radioforall.ru, www.ru.wikipedia.org


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17092. Метод прогонки розв’язання крайової задачі. Складання програми 40.5 KB
  Лабораторна робота №30 Тема. Метод прогонки розв’язання крайової задачі. Складання програми. Мета. Навчитися використовувати метод прогонки розв’язання крайової задачі звичайного диференційного рівняння. Скласти програму. Устаткування: папір формату А4 ручка кал
17093. Вивчення інтегрованого середовища С 34 KB
  Лабораторна робота № 5 Тема: Вивчення інтегрованого середовища С Ціль роботи: навчитися використовувати інтегроване середовище С. Обладнання: ПКПО Borland C Теоретичні відомості Вид інтегрованого середовища і її можливості залежать від типу і версії компілято
17094. Базові конструкції структурного програмування 105.5 KB
  Лабораторна робота № 6 Тема: Базові конструкції структурного програмування. Мета: Навчитися здійснювати запуск Borland C 4.5 створювати новий файл редагування та компіляцію програми базові конструкції структурного програмування . Обладнання: П...
17095. Функції введення/виведення printf(), scanf().Лінійні обчислювальні процеси 99.5 KB
  Лабораторна робота № 7 Тема: Функції введення/виведення printf scanf.Лінійні обчислювальні процеси Ціль роботи: Вивчити формати оголошень і роботу основних функцій уведення/виведення інформації. Навчитися складати прості програми з лінійним обчислювальним процесом. О...
17096. Розробка програм зі скалярними типами даних 90 KB
  Лабораторна робота № 8 Тема: Розробка програм зі скалярними типами даних Ціль роботи: Розглянути і вивчити скалярні типи даних С int char float і ін. і їхнє використання. Обладнання: ПКПО Borland C Теоретичні відомості У С перемінні повинні бути оголошені тобто їхній ...
17097. Склад програми циклічної структури з розгалуженням 60 KB
  Лабораторна робота № 9 Тема: Склад програми циклічної структури з розгалуженням. Мета: навчитися складати програми циклічної структури застосовуючи цикли з параметром; працювати в інтегрованому середовищі використовуючи структуру розгалуження. Обладнання: ПК. ...
17098. Розробка програм з циклічними обчислювальними процесами 127.5 KB
  Лабораторна робота № 10 Тема: Розробка програм з циклічними обчислювальними процесами Ціль роботи: Вивчити написання програм мовою С використовуючи ітераційні циклічні методи освоїти основні оператори що підтримують роботу з циклами for while do... while. Навчитися писа...
17099. Обчислювальний процес, що розгалужується, з різними логічними умовами: оператор if... else, умовна операція (?:), оператор switch, оператор break, оператор goto 107 KB
  Лабораторна робота № 11 Тема: Обчислювальний процес що розгалужується з різними логічними умовами: оператор if... else умовна операція : оператор switch оператор break оператор goto Ціль роботи: Вивчити реалізацію в мові ветвящихся обчислювальних процесів . Навчитися писат
17100. Операції С, їхні пріоритети і використання. Перетворення типів 155 KB
  Лабораторна робота № 12 Тема: Операції С їхні пріоритети і використання.Перетворення типів Ціль роботи: Вивчити основні логічні арифметичні й інші операції С навчитися правильно складати вираження С вивчити пріоритети операцій С навчитися використовувати перетвор...