Коммерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Өнеркәсіп қондырғыларының электржетегі және автоматтандыру кафедрасы

MATLAB БАҒДАРЛАМАСЫНДА ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРЫН МОДЕЛЬДЕУ
5В071800 мамандығының студенттері үшін зертханалық жұмыстарды орындау бойынша әдістемелік нұсқаулықтар

Алматы 2014

ҚҰРАСТЫРҒАНДАР: П.И. Сагитов, Ю.И. Шадхин, Ж.Ж. Тойгожинова. MATLAB бағдарламасында электр машиналарын модельдеу. 5В071800 мамандығының студенттері үшін зертханалық жұмыстарды орындау бойынша әдістемелік нұсқаулықтар. - Алматы: АЭжБУ, 2014.– 29 бет.

Әдістемелік нұсқау тұрақты және айнымалы токты қозғалтқыштардың жылдамдықтары мен моменттерінің өтпелі процестерін зерттеу үшін MATLAB бағдарламасының виртуалды модельдерінен, жұмысты орындау бағдарламасынан, электр машиналарының параметрлерін дайындау әдістерінен, тәжирибелерді орындау мен алынған нәтижелерге талдау жасаудан және бақылау сұрақтарынан тұрады.

Әдістемелік нұсқау 5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттеріне арналған.

Суреттер -19, кесте 10, әдеб. – 7 атау.

Пікір беруші: филол.ғыл.канд., доцент М.К. Нұрмаханова

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2014 ж. баспа жоспары бойынша басылады.

Кіріспе

Зертханалық жұмыстың мақсаты cтуденттерді ЭЕМ-да MATLAB бағдарламасы арқылы электр машиналардың виртуалды моделін құрумен таныстыру.

Зертханалық жұмыс MATLAB жүйесін және оның кітапханасындағы SimPowerSystems бөлігіндегі элетр техникалық құрылғыларды оқытады, электр машиналары параметрлерінің терезелерімен танысады, электр машиналары динамикалық өтпелі процестерін зерттеуді, механикалық және жұмыс сипаттамаларын құруды үйретеді.

1 Зертханалық жұмыс №1. Қозуға тәуелсіз тұрақты токты қозғалтқышты зерттеу

Жұмыстың мақсаты: тұрақты токты машиналарды қозғалтқыш режимінде зерттеу.

1.1 Жұмыстың мазмұны

1.1.1 Қозғалтқыш режиміндегі машиналардың механикалық және жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу және есептеу.

1.1.2 Білік тізбегін әртүрлі кернеумен қоректендірген кездегі механикалық сипаттамаларын өлшеп алу.

1.1.3 Білік тізбегінің әртүрлі кедергісі кезінде механикалық сипаттамаларын өлшеп алу.

1.1.4 Әртүрлі қоздыру ағымы кезіндегі механикалық сипаттамаларын өлшеп алу.

1.1.5 Білік кернеуі өзгерген кездегі реттеу сипаттамаларын өлшеп алу.

1.2 Виртуалды зертханалық қондырғылардың сипаттамалары

MATLAB жүйесіндегі виртуалды зертханалық қондырғы 1.1 суретте көрсетілген.

Ол мыналардан тұрады:

- машинаның білігін қоректендіру үшін тұрақты V₁мен V₂ кернеу көздерінен және SimPowerSystems кітапханасындағы - Electrical Sources бөліміндегі қоздыру орамдарынан,

- жүктеме моментін беру үшін Moment блогынан (Simulink кітапханасындағы - Sources бөліміндегі Constant блогы),

- тұрақты токты машинадан (SimPowerSystems кітапханасындағы - Machines бөліміндегі DC Machine блогы),

- Simulink кітапханасындағы Display (санды дисплей) машинаның айнымалы жағдайын өлшеу үшін блоктан.

1.1 сурет – Қозуға тәуелсіз тұрақты токты машинаны зерттеуге арналған модель

Display көрсетілген модельдер:

W – біліктің айналу жылдамдығы (119,8);

I_a – білік тогы (15,54);

I_f – қоздыру тогы (2,346);

Te – электр магниттік момент (15,8).

Блоктың сызбасында білік тізбегі мен қоздыру тізбегі көрсетілген, TL кірісіне жүктеме моменті беріледі, m шығысы машинаның айнымалы жағдайын өлшеу мен бақылауға арналған (бұрыштық жылдамдық (рад/с), білік тогы (А), қоздыру тогы (А), электр магниттік момент (Нм)).

Машинаны баптау жолдарына (1.2 суретке қара) мына параметрлер беріледі:

- білік орамының параметрлері -

- қоздыру орамдарының параметрлері ;

- коэффициенті;

- тұтқырлы тежеу коэффициенті - ;

- құрғақ тежеу коэффициенті - ;

- бастапқы жылдамдық (рад/с).

Баптау терезесіне енгізілетін машинаның параметрлері берілген мәндермен анықталады.

1.2 сурет – Тұрақты токты машинаның параметрлерін енгізу терезесі

Тұрақты токты машинаның параметрлері 1.1 кестеде көрсетілген.

1.1 кесте

Қозғалтқыштың түрі

, кВт

, В

, айн/мин

, %

, Ом

, мГн

2ПН-0.17

2ПН-0.25

2ПН-0.37

2ПН-0.71

2ПН-1.0

0,17

0,25

0,37

0,71

1,0

220

750

1120

1500

2360

3000

48,5

61,5

72,5

27,2

15,47

10,61

3,99

2,52

162

612

123

514

297

190

Тұрақты токты машинаның аталып өткен параметрлерінен (1.1 кестеге қара) басқа, білік пен қоздыру орамдарының арасындағы өзара әсерлесетін индуктивтілікті анықтау қажет. Қоздыруға тәуелсіз машина үшін оның шамалары төмендегі теңдеулермен анықталады:

(1.1)

1.3 Жұмысты орындау реті

1.3.1 Тұрақты токты машинаны зерттеу оқытушы берген нұсқалармен орындалады. Модельдің берілген нұсқаларындағы параметрлер (Preset model) тұрақты токты машинаның терезесіне енгізіледі (1.2 суретке қара).

1.3.2 Moment блогын енгізу терезесінен сипаттаманы өлшеп алу кезінде моменттің мәні 0-ден 1,2 М_н-дейін 0,2 қадаммен тізбектей беріледі. Моменттің әрбір мәндері үшін модельдеу орындалады және өлшенген, есептелген мәндер 1.2 кестеге жазылады.

1.2 кесте

Есептеулер төмендегі теңдеулермен орындалады:

(1.2)

1.3.3 Білік тізбегін әртүрлі кернеумен қоректендіру кезіндегі механикалық сипаттамасы кернеудің мәндері 0,6 және 0,8 болғанда өлшеп алынады. Сонымен қатар жүктеменің моментін - 1,2 -нен 1,2 -дейін 0,2 қадаммен өзгерту қажет. Білік және моменттегі әрбір кернеулер үшін модельдеу орындалады және 1.3 кесте толтырылады.

1.3 кесте

1.3.4 Әртүрлі кедергілерден тұратын білік тізбегінің механикалық сипаттамасы кедергінің мәндері 2, 4 және бірінші мәні болғанда өлшеп алынады. Білік кедергісі машинаның параметрлерін енгізу кезінде өзгереді. Сонымен қатар жүктеменің моментін - 1,2 -нен 1,2 -дейін 0,2 қадаммен өзгерту қажет. Білік және моменттегі әрбір кедергілер үшін модельдеу орындалады және 1.3 кесте толтырылады.

1.3.5 Әртүрлі қоздыру ағымдары кезінде механикалық сипаттама ағымның мәндері 0,6 және 0,8 болғанда өлшеп алынады. Ол үшін Field – armature mutual inductance (машинаның параметрлерін енгізу терезесі, 2 суретке қара) жолына мәнін алдымен 0,6, одан кейін 0,8 етіп енгізу қажет. Сонымен қатар жүктеменің моментін - 1,2 -нен 1,2 -дейін 0,2 қадаммен өзгерту қажет. Білік және моменттегі әрбір кедергілер үшін модельдеу орындалады және 1.3 кесте толтырылады.

1.3.6 Білік кернеуін өзгерту кезінде реттеу сипаттамасы кернеу мәндері 0,4-тен 1,2-дейін 0,2 қадаммен өзгергенде және жүктеме моменті тұрақты номиналды мәнге тең болғанда өлшеп алынады. Әрбір кернеу мәндері үшін модельдеу орындалады және 1.4 кесте толтырылады.

1.4 кесте

1.4 Есеп берудің мазмұны

1.4.1 Зертханалық жұмысты орындау үшін модельдің сұлбасы.

1.4.2 P₁, P₂ қуаттары мен ПӘК есептелінген теңдеулері.

1.4.3 Берілген мәндермен толықтырылған кестелер.

1.4.4 Біліктің әртүрлі кернеу кезіндегі машинаның механикалық сипаттамаларының сызбасы.

1.4.5 Біліктің әртүрлі кедергі кезіндегі машинаның механикалық сипаттамаларының сызбасы.

1.4.6 Әртүрлі ағым кезіндегі машинаның механикалық сипаттамаларының сызбасы.

1.4.7 Қозғалтқыштың реттеу сипаттамасы.

1.5 Бақылау сұрақтары

1.5.1 Қоздырылуы тәуелсіз тұрақты ток қозғалтқышының құрылысы және жұмыс істеу принципі.

1.5.2 Қоздырылуы тәуелсіз тұрақты ток қозғалтқышын жүргізу. Зертханалық жұмыс барысында жүргізудің қандай әдісі қолданылды?

1.5.3 Қоздырылуы тәуелсіз тұрақты ток қозғалтқышының зәкіріндегі кернеудің теңдеуін жазыңыз?

1.5.4 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының кернеуінiң теңдеуiнен зәкiрдiң тогының және айналу жылдамдығының теңдеуін алыңыз.

1.5.5 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының іске қосу тогы нелiктен зәкiрдің номиналды тогынан едәуiр асады?

1.5.6 Неліктен қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының жүктемесі көбейген сайын айналу жылдамдығы төмендейді?

1.5.7 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының электрмагниттiк моменттiң формуласын жазыңыз. Электрмагниттiк моменті анықтайтын шамаларды түсiндiрiңiз.

1.5.8 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының электрмагниттiк моментінің қуаттан және зәкiрдiң бұрыштық жылдамдықтан тәуелдiлiгiн жазыңыз.

1.5.9 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышындағы қуат шығындарын атаңыз. Тұрақты және айнымалы шығындарын атаңыз?

1.5.10 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының ПӘК теңдеуін жазыңыз. ПӘК жүктемеден тәуелділік сипаттамасын сызыңыз.

1.5.11 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының ПӘК қандай жағдайларда максималды мәнге жетеді?

1.5.12 Қоздырылуы тәуелсiз тұрақты ток қозғалтқышының зәкірінің айналу бағытын қалай өзгертуге болады?

2 Зертханалық жұмыс №2. Үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқышты зерттеу

Жұмыстың мақсаты: үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды машинаны желі арқылы қоректену кезін зерттеу.

2.1 Жұмыстың мазмұны

2.1.1 Қозғалтқыш режиміндегі машинаның механикалық сипаттамасын өлшеп алу.

2.1.2 Қозғалтқыш режиміндегі машинаның жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу.

2.2 Виртуалды зертханалық қондырғылардың сипаттамалары

Виртуалды зертханалық қондырғылар 2.1 суретте көрсетілген.

Ол мыналардан тұрады:

- бір фазалы айнымалы кернеу көзінен;

- қоректендіру көзінде токтың және кернеудің өлшеуіштерінен;

- зерттелетін үш фазалы асинхронды машинадан Asynchronous;

- қоректендіру көзінде активті және реактивті қуаттардың өлшеуіштерінен;

- өлшенген қуаттардың санын көрсету үшін Display 1 блогынан;

- қозғалтқыш білігіндегі механикалық моментті беру үшін негізгі Simulink/Sinnks кітапханасындағы Moment блогынан;

- Machines Measurement блогынан;

- қоректендіру көзіндегі токты өлшеу үшін блогынан;

- қоректендіру көзіндегі токтың (А) және жылдамдықтың (рад/с) санын көрсету үшін Display 2 блогынан;

- бір векторға екі сигналды қосатын Mux блогынан;

- асинхронды машинаның статорындағы токтарды, жылдамдықтарды және моментті бақылау үшін Skope блогынан.

2.1 сурет – Асинхронды машинаны зерттеу моделі

Асинхронды машинаның параметрлерін енгізу терезесі 2.2 суретте көрсетілген.

2.2 сурет - Асинхронды машинаның параметрлерін енгізу терезесі

Машинаның айнымалы жағдайын өлшейтін әмбебап блогының параметрлерін енгізу 2.3 суретте көрсетілген.

Machine type жолдары арқылы машинаның түрі беріледі. Белгі арқылы өлшеуге қажетті айнымалы таңдалады.

2.3 сурет – Өлшеу блогын енгізу терезесі

Қоректендіру көзінің параметрлерін енгізу терезесі 2.4 суретте көрсетілген.

2.4 сурет - Қоректендіру көзінің параметрлерін енгізу терезесі

Терезенің жолдарына төмендегілер енгізіледі:

- қоректендіру көзінің кернеу амплитудасы (В);

- градус бойынша бастапқы фазасы;

- жиілік (Гц).

Кернеу мен жиілігі асинхронды машинаның параметрлеріне сәйкес болуы қажет.

2.3 Жұмысты орындау реті

Жұмысты орындау үшін асинхронды машинаның параметрлерін оқытушы береді.

Қозғалтқыш режиміндегі машинаның механикалық сипаттамаларын өлшеп алу жүктеме моменті нөлден номиналды мәнге дейін өзгертілетін модель (2.1 суретке қара) арқылы орындалады. Сонымен қатар жүктеме моментінің әрбір мәні үшін модельдеу орындалады.

Жүктеме моментінің секіруі іске қосу кезінде өтпелі процестерді тоқтату үшін бастапқы модельдеуге қарағанда кешігіп орындалады.

Moment блогын енгізу 2.5 суретте көрсетілген.

2.5 сурет – Моментті енгізу терезесі

Зерттеулер нәтижесі 2.1 кестеге жазылады.

2.1 кесте

2.2 бөлім бойынша асинхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу жүктемелік моментті нөлден номиналды мәнге дейін өзгерту арқылы модельмен (2.1 суретке қара) орындалады. Сонымен қатар жүктеме моментінің әрбір мәні үшін модельдеу орындалады. Жұмысты орындау барысында 2.2 кесте толтырылады.

2.2 кесте

Өлшемдер						Есептеулер

Есептеулер төмендегі теңдеулермен орындалады:

(2.1)

Кестеде берілген мәндер арқылы машинаның механикалық сипаттамалары және жұмыс сипаттамалары тұрғызылады.

Машинаның айнымалы (жылдамдық, электр магниттік момент) жағдайының уақытқа тәуелділігін осциллограф экраны арқылы бақылауға болады (2.6 суретке қара). 2.6 суретте машинаның іске қосылу кезіндегі, жүктеме моментінің секіруі кезіндегі процесстер және қалыпты жағдайдың процесі көрсетілген.

2.6 сурет – Айнымалы токты қозғалтқыш жылдамдығы мен моментінің өтпелі процестері

2.4 Есеп берудің мазмұны

2.4.1 Виртуалды блоктардың анықтамасы және модельдің сұлбасы.

2.4.2 Машинаның механикалық сипаттамалары.

2.4.3 Машинаның жұмыс сипаттамалары.

2.5 Бақылау сұрақтары

2.5.1 Үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштың құрылысы?

2.5.2 Қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс істеу шарты?

2.5.3 Сырғу дегеніміз не және ол асинхронды қозғалтқыштарда қалай болады?

2.5.4 Не себептен асинхронды қозғалтқыштардың статор орамаларына алты шығыс жасайды?

2.5.5 Статор орамасының басын және соңын қалай анықтауға болады?

2.5.6 Реверс дегеніміз не және оны қалай үш фазалы асинхронды қозғалтқыштарда іске асыруға болады?

2.5.7 Асинхронды қозғалтқыштардың қандай сипаттамалары жұмыстық деп аталады?

2.5.8 Неліктен асинхронды қозғалтқыштардың салыстырмалы бос жүріс тогының мәні сондай қуаттағы трансформатордан көп?

2.5.9 Егер кернеуді 3 есе түсіретін болсақ, асинхронды қозғалтқыштың электрмагниттік моменті қалай өзгереді?

2.5.10 Асинхронды қозғалтқыштың аса жүктемелік қасиеті дегеніміз не және оны дөңгелек диаграммасымен қалай анықтауға болады?

2.5.11 Неліктен жүктемесіз асинхронды қозғалтқыш төмен ПӘК және төмен қуат коэффициентімен жұмыс істейді?

2.5.12 Асинхронды қозғалтқыштағы шығын түрлері?

2.5.13 Неліктен ротор жүрекшесіндегі магнит шығындарын ескермейді?

2.5.14 Статор жүрекшесіндегі пластиналардың қалыңдығы және ауа саңылауларының мәні қандай шығындарға әсер етеді?

2.5.15 I₁=f(P₂) графигі неліктен координаттар басынан аспайды?

2.5.16 Асинхронды қозғалтқыштың қандай жағдайларында жоғарғы гармоникалар қозғалтқыштық, генераторлық және тежеуіш режимдерін тудырады?

2.5.17 Механикалық сипаттамалардағы «құлау» немен байланысты?

2.5.18 Қандай жағдайларда статордың роторға «жабысу» мүмкін?

3 Зертханалық жұмыс №3. Үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқышты зерттеу

Жұмыстың мақсаты: фаза роторлы асинхронды машинаны зерттеу.

3.1 Жұмыстың мазмұны

3.1.1 Фаза роторлы асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамаларын өлшеп алу.

3.1.2 Фаза роторлы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу.

3.2 Виртуалды зертханалық қондырғылардың сипаттамалары

MATLAB жүйесіндегі виртуалды зертханалық қондырғы 3.1 суретте көрсетілген.

Ол мыналардан тұрады:

- айнымалы кернеудің идеалды қоректендіру көзінен ( - AC Voltage Source);

- машинаның статорындағы сызықты кернеуді өлшегіштен және санды дисплейден;

- зерттелетін фаза роторлы асинхронды қозғалтқыштан

;

- Simulink/Sinnks кітапхансындағы қозғалтқыш білігіндегі механикалық моментті беру үшін Moment блогы

;

- Machines Measurement блогы

;

- электр магнитті моменттің және жылдамдықтың (рад/с) санын көрсету үшін Display блогы

;

- екі сигналды бір векторға біріктіретін Mux блогы;

- асинхронды машина статорының токтарын, жылдамдықтарын және моментін бақылау үшін Skope блогы.

3.1 сурет – Фаза роторлы асинхронды машинаны зерттеуге арналған модель

Фаза роторлы асинхронды машинаның параметрлерін енгізу терезесі 3.2 суретте көрсетілген.

3.2 сурет - Фаза роторлы асинхронды машинаның параметрлерін енгізу терезесі

Машинаның айнымалы жағдайын өлшейтін әмбебап блогының параметрлерін енгізу 3.3 суретте көрсетілген.

Machine type жолдары арқылы машинаның түрі беріледі. Белгі арқылы өлшеуге қажетті айнымалы таңдалады.

3.3 сурет – Өлшеу блогын баптау терезесі

Қоректендіру көзінің параметрлерін енгізу терезесі 3.4 суретте көрсетілген.

3.4 сурет – Қоректендіру көзінің параметрлерін енгізу терезесі

Терезеге енгізілетін мәндер:

- қоректендіру кернеуінің амплитудасы (В);

- градус бойынша бастапқы фаза;

- жиілік (Гц).

Кернеу мен жиілік фаза роторлы асинхронды машинаның параметрлеріне сәйкес болуы тиіс.

3.3 Жұмысты орындау реті

Жұмысты орындау үшін фаза роторлы асинхронды машинаның параметрлерін оқытушы береді.

Фаза роторлы асинхронды машинаның механикалық сипаттамаларын өлшеп алу жүктеме моменті нөлден номиналды мәнге дейін өзгертілетін модель (3.1 суретке қара) арқылы орындалады. Сонымен қатар жүктеме моментінің әрбір мәні үшін модельдеу орындалады.

Moment блогын енгізу терезесі 3.5 суретте көрсетілген.

3.5 сурет – Моментті енгізу терезесі

Зерттеулер нәтижесі 3.1 кестеге жазылады.

3.1 кесте

2.2 бөлім бойынша фаза роторлы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу жүктемелік моментті нөлден номиналды мәнге дейін өзгерту арқылы модельмен (3.1 суретке қара) орындалады. Сонымен қатар жүктеме моментінің әрбір мәні үшін модельдеу орындалады. Жұмысты орындау барысында 3.2 кесте толтырылады.

3.2 кесте

Өлшемдер						Есептеулер

Есептеулер төмендегі теңдеулермен орындалады:

	(3.1)

Кестеде берілген мәндер арқылы машинаның механикалық сипаттамалары және жұмыс сипаттамалары тұрғызылады.

Машинаның айнымалы (жылдамдық, электр магниттік момент) жағдайының уақытқа тәуелділігін осциллограф экраны арқылы бақылауға болады (3.6 суретке қара). 3.6 суретте машинаның іске қосылу кезіндегі, жүктеме моментінің секіруі кезіндегі процестер және қалыпты жағдайдың процесі көрсетілген.

3.6 сурет – Фаза роторлы қозғалтқыш роторының токтары, моменттері мен жылдамдықтарының өтпелі процестері

3.4 Есеп берудің мазмұны

3.4.1 Виртуалды блоктардың анықтамасы және модельдің сұлбасы.

3.4.2 Машинаның механикалық сипаттамалары.

3.4.3 Машинаның жұмыс сипаттамалары.

3.5 Бақылау сұрақтары

3.5.1 Фазалы роторлы үшфазалы АҚ құрлысы?

3.5.2 Фазалы роторлы АҚ жұмыс істеу қағидасы?

3.5.3 Фазалы роторлы АҚ құрылысының ерекшелігі?

3.5.4 Фазалы роторлы АҚ жүргізу шарттары?

3.5.5 Фазалы роторлы АҚ бос жүріс әдісін жүргізу?

3.5.6 Фазалы роторлы АҚ қысқы тұйықталу әдісін жүргізу?

3.5.7 Фазалы роторлы АҚ жұмыстық сипаттамаларын алу әрекеттері?

3.5.8 Фазалы роторлы АҚ аса жүктемелік қасиеті дегеніміз не?

3.5.9 Фазалы роторлы АҚ білігіндегі жүктеме өскен сайын неліктен торап қуаты өседі?

3.5.10 Фазалы роторлы АҚ бос жүріс сипаттамасында механикалық және магниттік шығындарды қалай анықтауға болады?

4 Зертханалық жұмыс №4. Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машиналарды зерттеу

Жұмыстың мақсаты: MATLAB бағдарламасында Synchronous Machine синхронды машинаны зерттеу.

4.1 Жұмыстың мазмұны

4.1.1 Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машинаның механикалық сипаттамаларын өлшеп алу.

4.1.2 Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машинаның жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу.

4.2 Виртуалды зертханалық қондырғылардың сипаттамалары

Виртуалды зертханалық қондырғылар 4.1 суретте көрсетілген.

Виртуалды зертханалық қондырғылар мыналардан тұрады:

- айнымалы кернеудің қоректендіру көзінің AC Voltage Sourse пиктограммасы:

;

- синхронды машинаның статор тізбегіндегі Current Measurement ток өлшеуішінің пиктограммасы:

;

- Synchronous Machine зерттелетін синхронды машинаның пиктограммасы:

;

Vf – қоздыру орамының кернеуі (В),

Pm – машина білігіндегі механикалық қуат,

А, В және С – машина статоры орамының шығыстары.

- Machines Measurement Demux блогы

;

- Product көбейту блогы.

4.1 сурет – Синхронды машинаны зерттеу үшін модель

Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машинаның параметрлерін енгізу терезесі 4.2 суретте көрсетілген.

Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машинаның айнымалы жағдайын өлшейтін әмбебап блогының параметрлерін енгізу 4.3 суретте көрсетілген.

Machine type жолдары арқылы машинаның түрі беріледі. Белгі арқылы өлшеуге қажетті айнымалы таңдалады.

Синхронды машина статорының орамдарын қоректендіру көзін енгізу терезесі 4.4 суретте көрсетілген.

4.2 сурет – Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машинаның параметрлерін енгізу терезесі

4.3 сурет – Айнымалы синхронды машинаның әмбебап блогын енгізу терезесі

4.4 сурет – Қоректендіру көзін енгізу терезесі

4.4 суреттегі Phase (deg) жолындағы кернеудің бастапқы фазасы нөлге тең (бірінші қоректендіру көзі үшін). Екінші қоректендіру көзі үшін Phase (deg) жолына бастапқы кернеу фазасын -120 тең мәнді беру қажет, ал үшінші қоректендіру көзі үшін бастапқы кернеу фазасын оң таңбалы 120 мәнін беру қажет. 4.1 суретте қоректендіу көзінің есептелуін жоғарғы қоректендіру көзі арқылы енгізу қажет.

4.3 Жұмысты орындау реті

2.1 және 2.2 бөлімдерін орындау үшін синхронды машинаның параметрлерін оқытушы береді.

Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машинаның механикалық сипаттамаларын өлшеп алу жүктеме моменті нөлден номиналды мәнге дейін өзгертілетін модель (4.1 суретке қара) арқылы орындалады. Сонымен қатар жүктеме моментінің әрбір мәні үшін модельдеу орындалады.

Moment блогын енгізу терезесі 4.5 суретте көрсетілген.

4.5 сурет - Moment блогын енгізу терезесі

Моменттің нөлден номиналды мәнге дейін сандық өзгеруі Final value терезесіне беріледі.

Жұмысты орындау барысында 4.1 кесте толтырылады.

4.1 кесте

2.2 бөлім бойынша синхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамаларын өлшеп алу жүктемелік моментті нөлден номиналды мәнге дейін өзгерту арқылы модельмен (4.1 суретке қара) орындалады. Сонымен қатар жүктеме моментінің әрбір мәні үшін модельдеу орындалады. Жұмысты орындау барысында 4.2 кесте толтырылады.

4.2 кесте

Өлшемдер						Есептеулер

Есептеулер төмендегі теңдеулермен орындалады:

(4.1)

Кестеде берілген мәндер арқылы машинаның механикалық сипаттамалары және жұмыс сипаттамалары тұрғызылады.

4.4 Есеп берудің мазмұны

5.1 Виртуальді блоктардың анықтамасы және модельдің сұлбасы.

5.2 Машинаның механикалық сипаттамалары.

5.3 Машинанық жұмыс сипаттамалары.

4.5 Бақылау сұрақтары

4.5.1 Синхронды машинаның қандай қоздыру әдістері болады?

4.5.2 Айқындалған және айқындалмаған роторлардың құрылысын түсіндіріңіз.

4.5.3 Айқындалған полюсті синхронды машинада полюстар қандай әдістермен бекітіледі?

4.5.4 Синхронды машинада біркелкі емес ауа саңылауы немен толықтырылады?

4.5.5 Синхронды машинаның айқындалған полюсті магнитті тізбегі қандай аймақтардан тұрады?

4.5.6 Статор құбылысының әсері неден тұрады?

4.5.7 Синхронды машинаның қысқа тұйықталу сипаттамасы неге түзу сызықты?

4.5.8 Синхронды машинада қандай шығындар болады?

Әдебиеттер тізімі

1. Герман – Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. – СПб.: КОРОНА принт, 2007.

2. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink.–М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008.

3. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. В двух томах. 3-е издание. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

4. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

5. Алиев И.И. Электрические машины. Учебно-справочное пособие.-М.: «ИП РадиоСофт», 2011.

6. Мальц Э.Л. Электротехника и электрические машины.-СПб.: «Корона Век», 2010.

7. Вольдек А.И. Электрические машины. Электрические машины переменного тока.-СПб.: Питер, 2008.

Мазмұны

	Кіріспе	3
1	Зертханалық жұмыс №1. Қозуға тәуелсіз тұрақты токты қозғалтқышты зерттеу	3
2	Зертханалық жұмыс №2. Үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқышты зерттеу	8
3	Зертханалық жұмыс №3. Фаза роторлы асинхронды қозғалтқышты зерттеу	15
4	Зертханалық жұмыс №4. Қозғалтқыш режиміндегі синхронды машиналарды зерттеу	22
	Әдебиеттер тізімі	28

2014 ж. жиынтықтың жоспары, реті. 24

Пулат Исмайлович Сагитов
Юрий Исаеевич Шадхин
Жанар Жумакановна Тойгожинова

MATLAB БАҒДАРЛАМАСЫНДА ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРЫН МОДЕЛЬДЕУ
5В071800 мамандығының студенттері үшін
зертханалық жұмыстарды орындау бойынша әдістемелік нұсқаулықтар

Редактор Қ.С. Телғожаева
Стандарттау бойынша маман Н.Қ. Молдабекова

______ басуға қол қойылды
Пішіні 60x84 1/16
Таралымы 550 дана.
№ 1 типографиялық қағаз
Көлемі 1,8 оқу – бас. әд.
Тапсырыс 900 т. Бағасы

«Алматы энергетика және байланыс университеті»
Коммерциялық емес акционерлік қоғамының
көшірмелі – көбейткіш бюросы
050013, Алматы, А. Байтұрсынұлы көшесі, 126

Берілгендер

Есептеулер