Lab SILNIK DC
Transkrypt
Lab SILNIK DC
Laboratorium 1: Modelowanie napędów elektrycznych - symulacja silnika prądu stałego (DC) na podstawie danych katalogowych Cel: Utworzenie modelu silnika prądu stałego szczotkowego (ang. brushed DC-Motor) w środowisku MatlabSimulink oraz weryfikacja wskazanych podstawowych parametrów jego pracy w zgodności z danymi zawartymi w katalogu. Zasada działania silnika DC Przykładowe małe silniki szczotkowe Instrukcja: Należy sprawdzić poprawność konfiguracji personalnej środowiska Matlab (File -> set path …) Utworzyć nowy skrypt i zapisać pod dowolną nazwą np. SILNIK_DC_inicjaly.m , a także nowy model z nazwą inną niż skrypt, np. SILNIK_DC_MODEL_inicjaly.mdl *Pliki te wykorzystane zostaną również w laboratorium 2 Model silnika G(s) opisuje zależność np. pomiędzy jego obrotami, a napięciem zasilania: 1. Otworzyć katalog i w grupie Brush DC Motors wybrać kartę katalogową z jednym z silników: http://www.mgrudzinski.zut.edu.pl/SILNIKI/PortescapCatalog.pdf W wybranej specyfikacji silnika należy odnaleźć: - rezystancję i indukcyjność uzwojenia, - napięcie znamionowe, - moment bezwładności statyczny wirnika, - moment obciążenia znamionowy, - stałą mechaniczną - stałą elektryczną Zapisać w skrypcie te parametry oraz ich wartości w odpowiednich jednostkach. 2. Utworzenie równań opisujących bilans napięć oraz bilans momentów: a) Uzasilania(t) = Urezystancji(t) + Ucewki(t) + SEM(t) b) Msilnika(t) = Mbezwladnosci(t) + Mobciążenia(t) Urezystancji Ucewki uzależnić od prądu Mbezwładności uzależnić od obrotów ω. 3. Przekształcenie powyższych równań do postaci operatorowej i wyznaczenie transmitancji cząstkowych G1 oraz G2 - stałe niezależne od czasu (operatora) po prawej stronie równania, zmienne po lewej stronie. 4. Uzupełnienie poniższego modelu o transmitancje cząstkowe G1, G2 oraz k1, k2. Uzupełnienie stałych ka1 oraz k2 na podstawie znajomości wyjść i wejść G1 oraz G2. Czym będą parametry k1 oraz k2 ? Jaka mają jednostkę? Sprawdzić w specyfikacji. 5. Podłączenie momentu obciążenia silnika do odpowiedniego miejsca schematu blokowego. Gdzie na schemacie występuje moment? Jakiego operatora matematycznego należy użyć? Co jest realnym obciążeniem dla silnika? 6. Budowa i uruchomienie modelu w Simulinku np. według poniższego schematu. Sygnałem zadanym może być step lub dowolny inny wygenerowany przebieg napięcia, np. suma stepów, prostokąt itp. Można wykorzystać automatyczne wywołanie wykresów z poziomu skryptu. W blokach „To workspace” należy zmienić typ danych wyjściowych na Array. Wywołanie symulacji i wydruk za pomocą komend skryptu: sim(‘SILNIK_DC_MODEL_inicjaly’, czas_sym); figure(1); plot(czas_sym, OUT(:,1), czas_sym, OUT(:,2), ... ); … 7. Przedstawić na jednym wykresie, lub grupie wykresów, prąd moment na wale silnika i obroty w funkcji czasu. Sprawdzić: a) jakie obroty uzyskuje silnik obciążony i nieobciążony? b) czy dla obciążenia znamionowego prąd osiąga wartość znamionową? c) jaki jest prąd silnika nieobciążonego w stanie ustalonym? d) jaki jest czas rozruchu silnika? e) * jak zachowa się silnik po załączeniu momentu krytycznego (stall torque) Sprawozdanie: Strona tytułowa. Powinna zawierać: temat, datę wykonania, datę oddania, nazwę grupy dziekańskiej ,nazwiska autorów , nazwisko prowadzącego. Treść: 1. Wyjaśnienie krótkie czym jest silnik prądu stałego i jakie są jego podstawowe typy. 2. Przebieg obliczeń, wyznaczone transmitancje cząstkowe i ich złożenie w pełen model silnika. 3. Wykresy charakterystycznych parametrów silnika wraz z komentarzami. Proszę stosować oznaczenia osi i jednostki wykresów. 4. Odpowiedzieć na pytania z pkt 4, 7 instrukcji. 5. Krótkie podsumowanie czy model odzwierciedla specyfikację, jakie są różnice i z czego mogą wynikać. Forma: elektroniczna (w wyjątkowych sytuacjach papierowa) w formacie *.pdf *.doc lub *.docx Nazwa pliku zgodnie ze schematem: nazwisko1_nazwisko2_(nazwisko3)_kierunek_grupa_rok_DC.doc np. Nowak_Kowalski_MT1-21C_DC.doc Proszę o przesyłanie na adres [email protected] Termin: 2 tyg. od daty przeprowadzenia laboratorium. Spóźnienie o każdy tydzień skutkuje obniżeniem oceny o pół stopnia.