XXXX EJA TUDENCKCH KÓ NAUKOYCH KOO NAUKOE MAGNEK Obliczenia ymulacyjne przebiegów ynamicznych w ilniach inucyjnych. yonal: Pawel Pernal Opieun nauowy: prof. itol am
. tep: Celem pracy bylo opracowanie w roowiu Matlab programu pozwalajacego na obluge pliów ymulujacych przebiegi ynamiczne ilniów inucyjnych: piercieniowego, - latowego i -latowego. Obluga ta polega m.in. na owolnym zaawaniu parametrów ilnia, oberwacji przebiegów, wyborze owolnego ilnia.. Opi teoretyczny: Poawa o tworzenia ymulacji omputerowej byly równania opiujace pozczególne ilnii oprowazone o potaci normalnej o zmiennych rzeczywitych. Potac normalna uzyuje ie poprzez rozzielenie na laowe rzeczywita i urojona równan np. U U a ju b, przez co uzyujemy powójna liczbe równan rzeczywitych. Prze rozzieleniem równania te maja potac: a ilni piercieniowy i -latowy: obc e J M M p U gzie: p liczba par biegunów,u pra i napiecie tojana pra wirnia rezytancja uzwojenia tojana rezytancja uzwojenia wirnia, przy czym w przypau mazyny piercieniowej itnieje mozliwoc olaczenie rezytancji oatowej w obwó wirnia, trumienie przezone wprowazone w celu oprowazenia równan o potaci normalnej, opowienio tojana i wirnia - preoc wirowania wirnia oraz wpólczynnii :
b ilni -latowy: obc e J M M p p U gzie: p liczba par biegunów,u pra i napiecie tojana, pray wirnia, opowienio lati pierwzej i rugiej rezytancja uzwojenia tojana, rezytancja wirnia, opowienio lati pierwzej i rugiej,, trumienie przezone wprowazone w celu oprowazenia równan o potaci normalnej, opowienio tojana i wirnia lati pierwzej i rugiej - preoc wirowania wirnia oraz wpólczynnii: z
3. Opi programów: Kazy ilni opiany jet przez wa rypty matlaba: pierwzy glówny zawiera równania opiujace ilni, rugi wyonawczy proceury potrzebne o uzyania przebiegów ynamicznych. Programy te pozwalaja na uzyanie przebiegów czaowych: prau tojana, momentu eletrycznego i preoci obrotowej oraz zaleznoci momentu eletrycznego w funcji preoci obrotowej. Program oblugujacy tzw. menu pozwala w latwy i w poniea intuicyjny poób zapoznac ie z tymi przebiegami oraz w owolny poób zmieniac parametry ilnia ja i równiez oberwowany ilni. tworzenie ta wygonego i latwego w obluze menu w programie Matlab, mozliwe jet ziei funcjom graficznego interfeju uzytownia Graphic Uer nterface. GU pozwala na miezy innymi reowanie w jenym onie graficznym elementów typu przycii, uwai, pola eycyjne i tetowe, ulay wpólrzene oraz rozwijane menu. 3
4. ntrucja oblugi programu: Aby rozpoczac prace z programem nalezy w polu eycyjnym Matlab-a utawic cieze otepu o atalogu, w tórym znajuja ie plii z ryptami opiujacymi pozczególne ilnii. Po wywolaniu programu poleceniem menu, wywietli nam ie ono ialogowe, umozliwiajace: a wybór ilnia b zaanie parametrów ilnia c przegla charateryty poaje róta informacje e onczy program Natepnie wybieramy ilni, tórego przebiegi chcielibymy zobaczyc. Nalezy pamietac o tym, zeby prze uruchomieniem proceury liczenia zawze zaaceptowac parametry ilnia. Po wybraniu przy opowienim ilniu opcji miana parametrów, w onach tetowych zobaczymy równania opiujace opowienia mazyne oraz rótie objanienie o zatoowanych wpólczynniach. Pojawi ie tez ono umozliwiajace zmiane utawionych wczeniej parametrów ilnia taich ja: rezytancja tojana inucyjnoc rozprozenia tojana rezytancje wirnia w latowych bezie to rezytancja pozczególnych late, inucyjnoc rozprozenia wirnia w latowym pozczególnych late, inucyjnoc galezi poprzecznej napiecie zailania U pulacja ieci mement bezwlanoci J 4
moment obciazenia M OBC wartoc poczatowa preoci obrotowej 0 oraz w przypau ilnia piercieniowego rezytancje oatowa w obwozie wirnia Po zaaceptowaniu parametrów ilnia, proceure liczenia uruchamia ie poprzez cofniecie o menu i liniecie przyciu tart w opowienim ilniu, tj. tym, tórego parametry zaalimy. Natepnie nalezy oczeac o ilu o ilunatu eun, az program zaonczy obliczenia. Dlugi cza liczenia powoowany jet lugim czaem calowania. Po uazaniu ie pierwzego wyreu, mozna oberwowac olejne charaterytyi poprzez wybór w menu opcji Charaterytya. Proceure mozna powtarzac zmieniajac parametry lub oberwujac przebiegi pozotalych ilniów. 5
Przebiegi uzyane la przylaowo zaanych parametrów taich ja w powyzej wywietlonym onie ilnia inucyjnego wulatowego: a zmiana momentu eletrycznego i preoci obrotowej ilnia w czaie: 000 miana momentu eletrycznego i preoci wirnia w czaie 500 niebiei -moment eletryczny czerwony -preoc wirnia Me [Nm] n [obr/min] 000 500 0-500 0 3 4 5 6 7 8 Cza [] wyreu wiac, ze po oolo 6,5 euny przebiegi utalaja ie, preoc na poziomie wartoci prawie ynchronicznej wyniajacej z liczby par biegunów, moment eletryczny na wartoci momentu obciazenia zaanym przez na tj. 00 Nm. iac tez, ze w czaie rozruchu moment eletryczny przyjmowal barzo uze wartoci a w pierwzej jego fazie nawet 5- rotnie przewyzzal zaany moment obciazenia. b miana prau tojana w czaie: 000 miana prau tojana w czaie 800 600 400 Pra tojana [A] 00 0-00 -400-600 -800-000 0 3 4 5 6 7 8 Cza [] 6
tego przebiegu wiac ja uzy jet pra tojana w czaie rozruchu, ja barzo przeracza on pra w normalnym trybie pracy, przy utalonej juz preoci c zmiana wartoci utecznej prau tojana w czaie: Poobny omentarz mozna oniec równiez o zmian prau w tojanie. zaleznoc mementu eletrycznego o preoci obrotowej 000 aleznoc momentu eletrycznego o preoci 500 000 Me [Nm] 500 0-500 -0 0 0 40 60 80 00 0 40 60 Preoc [/] 7
5. nioi : Ja wiac Matlab jet oonalym narzeziem nie tylo o przeprowazania ymulacji i obliczen. Dziei zatoowaniu Graphic Uer nterface czyli graficznego interfeju uzytownia moze luzyc równiez jao program o przeprowazenia róznych yatycznych poazów czy tez prezentacji otrzymanych w czaie pomiarów czy ymulacji wyniów. Poazane w tej pracy opcje a tylo niewiela próba poazania mozliwoci jaie nieie z oba Graphic Uer nterface. Oberwujac przebiegi ynamiczne w czaie rozruchu, tóry jet jenym ze tanów nieutalonych ilnia, mozna ie bylo poziewac poobnych charateryty ze wzgleu na to, ze obwó zawiera inucyjnoc i rezytancje. Dlatego tez, po zalaczeniu napiecia mozna bylo oczeiwac przebiegów czaowych laajacych ie z wóch laowych: przejciowej i utalonej, gzie laowa przejciowa, tlumiona, po pewnym czaie oiaga zero. aymulowanie poobnych przebiegów moze zatem uwiocznic tuentom problem jaim a tany nieutalone w ilniu zwracajac zczególna uwage na barzo uze wartoci prau i momentu w czaie np. rozruchu. 8