Введение
При подготовке специалистов по всем электротехническим и электроэнергетическим специальностям важное место занимает курс электрических машин.
На сегодняшний день подготовка грамотных специалистов невозможна без применения новых форм обучения с использованием компьютерных технологий, базирующихся на современных прикладных программных продуктах.
Владение теорией электрических машин является высокой составляющей профессиональной подготовки специалиста по электрическим машинам и системам электроприводов. Современные компьютерные технологии позволяют качественно изменить и существенно улучшить технологию изучения электрических машин, перевести её в виртуальную действительность, осуществить в этой виртуальной лаборатории исследования статических и динамических режимов работы электрических машин, их механических характеристик, условий пуска и технико-экономических показателей с получением количественных результатов.
Для грамотного использования компьютерных технологий при исследовании электрических машин необходимо хорошо знать и понимать физические процессы, протекающие в электрических машинах; знать уравнения, описывающие работу электрической машины; уметь рассчитать параметры для построения математических моделей. Использование компьютерных технологий позволит расширить круг и глубину изучаемых вопросов, провести множество экспериментов с использованием виртуальных электрических машин, что благотворно скажется на уровне подготовки специалистов.
В данной работе необходимо разработать и создать виртуальные лабораторные работы для изучения асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным роторами и исследовать в них переходных процессы, пусковые свойства, естественные и искусственные механические, а также рабочие характеристики. Поставленная задача реализована в наглядном и эффективном средстве визуального программирования моделей - пакете Simulink программы MATLAB.
Разрабатываемые виртуальные лабораторные работы будут намного превосходить по техническим и экономическим возможностям реальную физическую лабораторную установку. В созданных виртуальных лабораторных работах будет иметь место широчайший спектр возможностей по исследованию асинхронной машины в различных режимах работы, что в реальной лаборатории требует больших финансовых расходов из-за дороговизны необходимого оборудования.
В полученных виртуальных лабораторных работах появится возможность исследования переходных процессов в асинхронном двигателе, снятия рабочих и искусственных механических характеристик при различных значениях добавочного сопротивления в цепи ротора, напряжения и частоты питающей сети.
Большим плюсом разрабатываемых лабораторных работ является то, что виртуальную лабораторию можно использовать в дистанционном обучении студентов и в различных учебных заведениях, где нет возможности поработать в реальной лаборатории. Единственное, что необходимо для работы виртуальной лаборатории, это наличие персонального компьютера, который в наше время является общедоступным и имеется в каждом учебном заведении.
- Введение
- 1. Система MATLAB
- 1.1 История появления MATLAB
- 1.2 Место MATLAB среди математических программ
- 1.3 Возможности, визуализация и графические средства
- 2. Асинхронный двигатель (АД) как объект исследования
- 2.1 Принцип действия асинхронных машин в режимах двигателя, генератора с отдачей энергии в сеть и электромагнитного тормоза
- 2.2 Устройство асинхронных двигателей
- 2.3 Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
- 2.4 Способы пуска АД с коротокамкнутым ротором
- 2.5 Способы пуска АД с фазным ротором
- 2.6 Регулирование скорости АД с короткозамкнутым ротором
- 2.7 Регулирование скорости АД с фазным ротором
- 3. Математические модели асинхронной машины
- 3.2 Метод пространственного вектора
- 3.3 Математическая модель асинхронной машины в осях, вращающихся с произвольной скоростью
- 3.4 Математическая модель асинхронной машины в неподвижной системе координат
- 4. Разработка модели асинхронного двигателя в программе MATLAB
- 4.1 Пакет визуального программирования Simulink