Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem ...

Badania układu podstawowego
Badania układu symulacyjnego zaczynamy od dobrania parametrów symulacji. Program PSIM
umożliwia nastawianie parametrów wykorzystujące przedrostki SI. Przykładowe przedrostki wraz
z reprezentowaną przez nie wartością przedstawiono w Tabeli 1.
Tab. 1. Przedrostki SI z reprezentującymi przez nie wartościami
Przedrostek Wartość
M 10 6
k 10 3
m 10 -3
u 10 -6
Nastawianie należy zacząć od parametrów symulacji. Początkowy krok symulacji należy nastawić
na sto mikrosekund (100u bądź 0.1m), a całkowity czas symulacji na trzy sekundy.
Po doborze odpowiednich parametrów symulacji należy zadać odpowiednie parametry
wykorzystanym elementom badanego układu. Wartości źródeł stałonapięciowego i stałoprądowego
dobieramy zgodnie z tabliczką znamionową silnika przedstawioną na Rysunku 3. Uzwojenie twornika
należy zasilić znamionowym napięciem twornika, a uzwojenie wzbudzenia znamionowym prądem
wzbudzenia (silnik o stałej wartości strumienia wzbudzenia).
Do zadań studenta należy wyznaczenie charakterystyki mechanicznej silnika prądu stałego. Jest to
charakterystyka prędkości mechanicznej w zależności od momentu obciążenia n(M OBC ). W celu
wyznaczenia charakterystyki mechanicznej należy obliczyć moment znamionowy silnika, gdyż nie jest
on podany w parametrach maszyny prądu stałego. Moment należy wyliczyć przy założeniu, że moc
elektryczna pobierana ze źródła, przetwarzana jest na moc mechaniczną bez strat
mechanicznych, za to z uwzględnieniem strat elektrycznych w obwodzie twornika.
Moc znamionowa silnika (moc na wale maszyny) może zostać obliczona ze schematu zastępczego
silnika prądu stałego przedstawionego na Rysunku 7 oraz jego tabliczki znamionowej. Strat
w obwodzie wzbudzenia nie uwzględniamy, gdyż obwód wzbudzenia zasilany jest z osobnego źródła
prądowego. Przy stałym prądzie wzbudzenia maszynę można potraktować jako maszynę o stałym
strumieniu, czyli maszynę z magnesami trwałymi.
Rys. 7. Schemat zastępczy silnika prądu stałego
Posiadając znamionową moc maszyny na wale i znamionową prędkość mechaniczną należy obliczyć
znamionowy moment napędowy maszyny. Przy wszystkich obliczeniach należy pamiętać
o posługiwaniu się jednostkami układu SI!
Po określeniu znamionowego momentu napędowego silnika, zmieniamy parametr stałego momentu
siły na obliczoną wartość w bloku obciążenia mechanicznego.
Prawidłowo zasilony silnik (uzwojenie twornika znamionowym napięciem, a uzwojenie wzbudzenia
znamionowym prądem) obciążony momentem znamionowym powinien w stanie ustalonym osiągnąć
prędkość znamionową przy znamionowym prądzie w uzwojeniu twornika. Może pojawić się potrzeba
wydłużenia czasu symulacji! Wyniki symulacji należy przedstawić prowadzącemu do weryfikacji,
gdyż tylko na bazie dobrze skonstruowanego modelu, możliwe jest przeprowadzenie dalszej części
ćwiczenia.
Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Laboratorium Napędu Elektrycznego