Компьютерная модель двигателя постоянного тока (ДПТ)

На рис. 5.2.1 представлен вид главного окна КМ ДПТ.

В зоне задания исходных данных 1 задаются номинальные данные и параметры исследуемого двигателя: напряжение, мощность, момент нагрузки, скорость (частота вращения), КПД, момент инерции привода, токи возбуждения и якоря. В зоне 2 во время моделирования отображаются текущие.

Рис. 5.2.1. Вид главного окна компьютерной модели ДПТ:

1 — зона задания исходных данных; 2 — зона отображения текущих значений основных режимных параметров; 3 — зона задания схемы возбуждения; 4 — зона управления; 5 — зона выбора типа двигателя из базы данных; 6 — зона регулировки режимных параметров; 7 — зона отображения графических зависимостей; 8 — горизонтальные визирные линейки; 9 — вертикальные визирные линейки; 10 — окна, где указываются значения параметров, установленных визи рн ым и л иней ками значения основных электромеханических параметров ДПТ: скорость (частота вращения); электромагнитный вращающий момент; ток якоря; мощность механическая; мощность электрическая; КПД; ЭДС; ток возбуждения. Левее зоны 2 приводится зона 1 с номинальными исходными данными и параметрами. Это позволяет в процессе моделирования сопоставлять параметры исследуемого режима с номинальными параметрами ДПТ. В зоне 3 задается схема возбуждения: независимая; параллельная; последовательная или смешанная. Зона управления 4 представлена кнопками:

• • «Запуск процесса моделирования» — запускается компьютерная программа;
• • «Приостановка» — выполняется приостановка процедуры моделирования. После нажатия кнопка изменяет свое название на «Продолжить процесс моделирования»;
• • «Завершение моделирования» — выполняется моментальная остановка процедуры моделирования;
• • «Ввод параметров ДПТ» — выполняется ввод из базы данных номинальных параметров выбранного двигателя. Эти параметры автоматически записываются в исходные данные и отображаются в окнах зоны 1;
• • «Обновление полей графиков» — выполняется очистка окон графиков, в том числе во время процедуры моделирования;
• • «Очистить поля параметров» — выполняется удаление параметров из зоны задания исходных данных. Кнопка доступна при незапущенном или завершенном процессе моделирования;
• • «Выход» — выполняется завершение работы программы.

В интерфейсе программы предоставляется возможность выбрать тин двигателя из базы данных серийных ДПТ. Для этого необходимо открыть окно «Выбор типа ДПТ» и выделить в зоне 5 тип выбранного двигателя. Номинальные параметры выбранного двигателя вводятся в программу кнопкой «Ввод параметров ДПТ» в зоне управления 4.

Режим работы двигателя задается режимными параметрами, к которым относятся: напряжение источника (С/), сопротивления регулировочных резисторов в цепях обмоток возбуждения (R_ti) и якоря (7?_доб), механический момент сопротивления на валу (М_с). Значения режимных параметров задаются в зоне 6 вводом числовых значений в соответствующие окна или путем перемещения подвижных ручек. Исходные значения режимных параметров задаются перед началом моделирования. В процессе моделирования можно изменять значения режимных параметров и тем самым менять режим работы ДПТ. Регулировочный резистор в цепи якоря /?_доб используется и в качестве пускового (для реостатного пуска ДПТ) и в качестве регулировочного (для регулирования частоты вращения ДПТ). В процессе моделирования в зоне 7 строятся три графические зависимости: частота вращения от момента (механическая характеристика), ток якоря от времени, частота вращения от времени. На каждом графике имеются две визирные линейки (горизонтальная 8 и вертикальная 9). Устанавливая эти линейки курсором мыши, можно получить в окнах 10 рядом с графиками значения параметров для любого момента времени.

На рис. 2.8.2 установлены визирные линейки, позволяющие определить числовые значения, указанные в окнах 10, следующих параметров: частоты вращения в режиме холостого хода (п = 1560 об/мин), пускового момента (М_пуСк= 26,73 Н м) и пускового тока (/_пуск= 20,41 А).

Компьютерная модель позволяет исследовать следующие режимы работы ДПТ.

• 1. Пуск:
  • • прямым включением двигателя в сеть;
  • • с помощью пускового реостата;
  • • при пониженном напряжении якорной цени.

На рис. 2.8.2 приведены графические зависимости п (М)_у /_я(?), n (t), полученные при моделировании на КМ реостатного пуска ДПТ.

• 2. Изменение момента сопротивления на валу. На рис. 2.9.1 приведены графические зависимости п (М), /_я(?), я (0> полученные при исследовании на КМ свойства саморегулирования ДПТ.
• 3. Регулирование частоты вращения:
  • • включением регулировочного резистора в цепь якоря;
  • • включением регулировочного резистора в цепь возбуждения;
  • • изменением напряжения цепи якоря.

На рис. 2.10.3, 2.10.5, 2.10.8 приведены графические зависимости п (М), /_я(?), n{t)_y полученные при исследовании на КМ соответственно реостатного, полюсного и якорного способов регулирования частоты вращения ДПТ.

В процессе моделирования при входе в аварийный режим в главном окне программы выводится соответствующее сообщение. При моделировании можно изменять скорость моделирования, цвет, обновлять поля графиков.

Программа моделирования ДПТ реализована на языке высокого уровня — Visual Basic 6.