книги / Практическое моделирование электротехнических систем и систем автоматики

–работа конвейера в течение 5 с на каждом цикле;

–отключение конвейера от источника питания;

–свободный выбегпривода конвейерадополнойостановки;

–повторный запуск конвейера на 8-й и 16-й секунде;

–рекомендованные пусковые моменты сопротивления

12; 10; 8.

Рекомендованные моменты сопротивления свободного вы-

бега 15; 18; 21.

ЗАДАНИЕ № 13

Составить и исследовать модель работы рудничного самоходного вагона в режиме пуска, движения и торможения. Приводом вагона является двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Питание двигателя вагона производится от источника переменного тока через трансформатор и выпрямитель. Момент сопротивления на валу двигателя самоходного вагона меняется по синусоидальному закону в положительной области значений, но с переменной амплитудой.

Пуск вагона производится ступенчатым изменением скорости вращения вала двигателя. Работа двигателя на очередной пусковой ступени продолжается в течение 0,2 с. Число ступеней пуска четыре. После 22 с движения вагон останавливается механическим торможением. После отключения от источника питания вагон тормозится, при этом его скорость снижается и может перейти в область отрицательных значений. Поэтому в диапазоне значений скорости вагона в пределах от 0 до –25 момент сопротивления на валу двигателя должен быть равен нулю.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 1000 В;

–трансформатор 1000/200 и выпрямитель;

–двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением и напряжением 300 В и мощностью 20 НР;

131

–изменение скорости производится ступенчатым включением сопротивлений в цепь питания двигателя;

–таймеры и идеальные переключатели;

–мультипортальныйпереключатель, управляемыйтаймером;

–источник синусоидального напряжения;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо:

–обеспечить трехступенчатое синусоидальное изменение амплитуды момента сопротивления в положительной области;

–исследовать ток и напряжение сети в процессе пуска, движения и останова вагона;

–исследовать скорость и момент на валу двигателя на каждой ступени разгона, движения и останова.

Режим работы:

–последовательный четырехступенчатый пуск вагона;

–контроль скорости на каждой ступени и при движении;

–движение вагона в течение 20 с с последовательным изменением момента сопротивления не менее трех раз;

–рекомендованные пусковые моменты сопротивления для двигателя 1; 1,2; 0,8 (амплитудное значение);

–рекомендованная частота генератора синусоидальных сигналов 0,8 рад/с;

–продолжительность движения вагона 25 с.

ЗАДАНИЕ № 14

Составить и исследовать модель в режиме пуска, движения и торможения рудничного самоходного вагона с приводом от двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Питание двигателя вагона производится от встроенного аккумулятора. Момент сопротивления на валу двигателя самоходного вагона меняется по синусоидальному закону в положительной области значений и с переменной амплитудой.

132

Пуск вагона производится ступенчатым изменением скорости вращения вала двигателя. Работа двигателя на очередной пусковой ступени продолжается в течение 0,4 с. Число ступеней пуска четыре. Во время движения на 8 с вагон тормозится противовключением двигателя на первых двух ступенях нагрузочных сопротивлений. После 22 с движения вагон останавливается противовключением двигателя и последовательным вводом всех нагрузочных сопротивлений с периодом включения на 0,1 с. После вагон останавливается свободным выбегом при отключенномпитании.

В состав модели входят:

–источник постоянного напряжения 300 В;

–двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением и напряжением 300 В и мощностью 30 НР;

–изменение скорости производится ступенчатым включением сопротивлений в цепь питания двигателя;

–таймеры и идеальные переключатели;

–мультипортальныйпереключатель, управляемыйтаймером;

–источник синусоидального напряжения;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо:

–обеспечить трехступенчатое синусоидальное изменение амплитуды момента сопротивления в положительной области;

–исследовать ток и напряжение сети в процессе пуска, движения и останова вагона;

–исследовать скорость и момент на валу двигателя на каждой ступени разгона, движения и останова.

Режим работы:

–последовательный четырехступенчатый пуск вагона;

–контроль скорости на каждой ступени разгона, движения

иостанова;

–движение вагона в течение 22 с с последовательным изменением момента сопротивления не менее трех раз;

–рекомендованные пусковые моменты сопротивления для двигателя 1; 1,5; 0,8 (амплитудное значение);

133

–рекомендованная частота генератора синусоидальных сигналов0,8 рад/с;

–продолжительность движения вагона 25 с.

ЗАДАНИЕ № 15

Составить и исследовать модель привода угольного добычного комбайна в режиме пуска и работы при динамической нагрузке на исполнительном органе. Приводным двигателем комбайна является короткозамкнутый асинхронный двигатель. Момент сопротивления на валу двигателя комбайна определяется как сумма статической и динамический составляющей. Статическая составляющая момента сопротивления равна 70 % сопротивления его перемещению. Динамическая составляющая формируется генератором прямоугольных импульсов. Статическая составляющая момента сопротивления три раза меняется через 2, 3 с. Эта последовательностьциклически сохраняется втечение25 с.

Рабочий режим привода комбайна на 5, 10 и 15 с нарушается падением напряжения в сети электроснабжения.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 1000 В;

–источник прямоугольного сигнала с амплитудой 0,5 и частотой0,2 рад/с;

–трансформатор с емкостной компенсацией; 1000/500 В;

–короткозамкнутый двигатель типа 04 50 НР;

–имитатор трехфазной RLC-нагрузки;

–таймеры, контакторы, переключатели;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. В процессе пуска и работы комбайна необходимо ис-

следовать:

–скорость вращения ротора двигателя за период 20 с;

–момент сопротивления и движущий момент на валу двигателя за тот же период;

–ток в двигателе и напряжение сети.

134

Режим работы комбайна:

–пуск в течение 0,01–0,02 с после запуска в работу модели;

–нагрузка на валу двигателя создается суммой статической

идинамической составляющих;

–статическая составляющая меняется три раза в цикле поочередно через 2, 3 с (рекомендованные значения 1, 2, 3);

–динамическая составляющая равна произведению 70 % статической нагрузки на амплитудное значение прямоугольного сигнала (рекомендованные параметры: амплитуда 0,5, частота

0,2 рад/с);

–работа комбайна в течение 20 с;

–на 5-й секунде работы комбайна на 0,3 с в сеть включается RLC-нагрузка величиной 2000 кВт;

–на 10-й секунде работы комбайна эта нагрузка включается на 1 с;

–на 15-й секунде это включение производится на 0,5 с, а на 16-й секунде нагрузка снова включается на 0,3 с.

135

ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчетпорезультатамвыполнениязаданиядолженсодержать:

1)полную формулировку полученного задания;

2)структурную схему модели, разработанную для получения необходимого результата исследований поведения модели;

3)осциллограммы полученного результата исследований;

4)анализ полученного результата.

При защите отчета студент должен продемонстрировать работу модели и подтвердить подлинность полученных осциллограмм.

136

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Моделирование систем. Практикум по компьютерному моделированию: учеб. пособие для вузов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007.

2.И.В.Черных. Моделирование электротехнических уст-

ройств и систем в Matlab, «SimPowerSystems и Simulink». – М.:

ДМК Пресс, 2014.

3.Сажин Р.А. Математическое моделирование и проектирование систем автоматики: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010.

137

138

139