Мета навчальної дисципліни: освоєння студентами методів математичного та структурного моделювання обертових електричних машин постійного та змінного струмів.
Завдання навчальної дисципліни: навчити студентів складати математичні та структурні моделі обертових електричних машин постійного та змінного струмів та за допомогою ПК розрахувати їх характеристики.
У результаті вивчення навчальної дисципліни: здобувач вищої освіти повинен знати:
- методи математичного та структурного моделювання обертових електричних машин;
- програмне забезпечення MATLAB із розширенням Simulink;
здобувач вищої освіти повинен вміти:
- складати математичні та структурні моделі обертових електричних машин постійного та змінного струмів та їх основних частин;
- розраховувати за допомогою ПК перехідні, амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики.
Четвертий рік, весна, 4 кредита, залік.
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:
- 131БОК3 Фізика
- 131БОК4 Вища математика
- 131БОК22 Електротехніка, електроніка та мікросхемотехніка
Змістовий модуль 1. Моделювання електромеханічних систем постійного струму.
Тема 1. Основні поняття. Класифікація моделей. Етапи побудови моделей.
Визначення моделювання. Об’єкти-оригінали та об’єкти-моделі. Види моделювання. Похибки моделювання та їх складові.
Тема 2. Моделювання ланок електромеханічних систем. Перетворення Лапласа. Передаточні функції та частотні характеристики.
Моделювання складних електромеханічних систем. Поняття передаточної функції. Властивості перетворення Лапласа. Характеристики ланок.
Лабораторна робота №1.
Тема 3. Структурний аналіз. Правила перетворення багатоконтурних схем електромеханічних систем.
Визначення математичного та структурного моделювання. Основні припущення. Алгоритм знаходження передавальної функції складної електромеханічної системи. Основні правила перетворювання.
Тема 4. Математичне та структурне моделювання двигунів постійного струму (ДПС). Модель ДПС з незалежним збудженням.
Електрична схема та математична модель ДПС. Структурні ланки ДПС та їх передавальні функції.
Лабораторна робота №2.
Тема 5. Модель ДПС з послідовним збудженням та з врахуванням насичення магнітного кола.
Електрична схема та математична модель ДПС. Характеристика намагнічування та її структурна ланка. Структурна схема моделі.
Лабораторна робота №3.
Тема 6. Модель ДПС з двозонним керуванням та з врахуванням реакції якоря та насичення .
Електрична схема та математична модель. Передавальна функція ланки реакції якоря. Структурна схема ДПС.
Змістовий модуль 2. Моделювання електромеханічних систем змінного струму.
Тема 1. Метод зображуючих векторів. Трифазна модель асинхронного двигуна (АД).
Основні припущення. Визначення зображуючого вектора на комплексній площині. Зображення моделі АД. Математична модель трифазного АД. Закон Ампера. Недоліки моделі.
Тема 2. Перетворення струмів та напруг трифазного АД у двофазну модель.
Нерухома трифазна модель АД. Нерухома та обертова двофазна модель. Зображуючі вектори струмів та напруг. Зв'язок між струмами моделей.
Тема 3. Прямі та зворотні координатні перетворення. Зв'язок між напругами дво- та трифазних моделей.
Графічні позначення прямих та зворотних перетворень. Застосування перетворень у структурних схемах. Зв'язок між напругами моделей.
Лабораторна робота №4.
Тема 4. Загальний принцип векторного керування АД. Системи координат.
Вирази для електромагнітного моменту АД. Орієнтовані системи координат і їх переваги.
Лабораторна робота №5.
Тема 5. Структурна схема АД при частотному керуванні у системі координат x, y.
Вибір системи координат орієнтованій за вектором напруги статора. Рівняння електричної рівноваги та електромагнітного моменту у вибраній системі координат. Математична модель АД та структурна схема.
Тема 6. Модель АД, керованого струмом статора у системі координат d, q, орієнтованій за потокозчепленням ротора.
Рівняння електричної рівноваги, руху та електромагнітного моменту у вибраній системі координат. Структурна схема АД. Ротатор.
Лабораторна робота №6.
Базова
- Моделювння електромеханічних систем: Підручник / Чорний О.П., Луговой А.В., Д.Й. Родькін, Сисюк Г.Ю., Садовой О.В.– Кременчук, 2001. – 410 с.
- Моделювання електромеханічних систем. Математичне моделювання систем асинхронного електроприводу: навчальний посібник / О. І. Толочко. – Київ, НТУУ «КПІ», 2016. – 150 с.
- Основи комп’ютерного моделювання: навч. посібник / М.С. Барабаш, П.М. Кір’язєв, О.І. Лапенко, М.А. Ромашкіна. 2-е вид. стер. – К.: НАУ, 2019. – 492 с.
Допоміжна
- Моделювання систем: Підручник для вузів/ В.М. Томашевський. - К.: BHV, 2005.-352 c.
- Дослідження систем електропривода методами математичного моделювання: Навчальний посібник / С. М. Довгань. - Дніпропетровськ: НГА України, 2001. - 137 с.
- Основи комп’ютерного моделювання: навч. посібник / М.С. Барабаш, П.М. Кір’язєв, О.І. Лапенко, М.А. Ромашкіна. 2-е вид. стер. – К.: НАУ, 2019. – 492 с.