42«Инновационные аспекты развития науки и техники» УДК: 62-83.01
Максимов Никита Максимович Maksimov Nikita Maksimovich, Корнякова Ольга Юрьевна Kornyakova Olga Yurievna, Головань Игорь Николаевич Golovan Igor Nikolaevich Магистр Master
Южно-Уральский государственный университет
South Ural State University
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ SIMINTECH
COMPARATIVE ANALYSIS OF AN ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR AND ITS MATHEMATICAL MODEL IN THE SIMINTECH SOFTWARE PACKAGE
Аннотация. Развитие современных технологий шагает по миру семимильными шагами, ввиду этого сегодняшнему образованию необходимо подстраиваться под современные технологии. В этой статье рассматривается исследование работы математической модели асинхронного электродвигателя в программе SimlnTech и реальной установки на базе MTF111-6. В результате обработаны полученные данные, сделаны соответствующие выводы.
Abstract: The development of modern technologies is taking leaps and bounds around the world, therefore, today's education needs to adapt to modern technologies. This article examines the work of a mathematical model of an asynchronous electric motor in the SimInTech program and a real installation based on MTF111-6. As a result, the data obtained were processed, and appropriate conclusions were drawn.
Ключевые слова. Асинхронный электропривод, электродвигатель, математическая модель, SimInTech.
Key words: asynchronous electric drive, electric motor, mathematical model, SimInTech.
XVМеждународная научно-практическая конференция
В процессе освоения таких дисциплин как «Электрические машины» [1] и «Теория электрического привода»[2], студент часто сталкивается с проблемой изучения электрических машин на практике. Этому может способствовать ряд причин: от отсутствия лабораторной установки на балансе университета/института до банальных личных причин студента (например, по состоянию здоровья). Это приводит к пробелам в знаниях у студентов и, как следствие, квалификация будущих специалистов снижается. Решить данную проблему возможно с помощью использования программ математического моделирования. Они представляют собой набор математических блоков и команд по созданию и исследованию электрических приводов в цифровом виде. Это в свою очередь упрощает проведение лабораторных работ ввиду простоты их проведения, а также безопасности, ввиду того, что электрическая машина в рабочем состоянии предоставляет для студента угрозу жизни и здоровья. Благодаря такому методу проведения работ, можно испытывать машину в различных критических условиях, наблюдая за протекающими переходными процессами.
Для исследования электрического привода было принято решение использовать программу SimInTech [3]. На ее базе реализован достаточно обширный выбор электродвигателей, механизмов движения рабочего органа и элементов управления двигателем, реализованных на блоках ТАУ. В качестве исследуемой машины выбран асинхронный электродвигатель типа MTF111-6 [4]. В таблице 1 представлены технические характеристики двигателя. Последующие исследования представленного электродвигателя произведены на лабораторном стенде на кафедре «Автоматизированный электропривод» Южно-Уральского государственного университета.
Таблица 1. Технические параметры электродвигателя MTF111-6
Параметр Значение
Номинальная мощность, кВт 3,5
Номинальное напряжение, В 220
Номинальный ток статора, А 10,4
КПД, % 70
Коэффициент мощности 0,73
Момент инерции ротора, кгм2 0,05
Исследование электропривода проводится при подключении обмоток статора к вторичной обмотке понижающего трансформатора. Обмотки статора соединены в звезду (рис.1). Нагрузочная машина ПБ2П160МГ играет роль по созданию момента на валу.
Таблица 2. Экспериментальные данные механической
характеристики
Момент, Нм Ток статора, А Угловая скорость, об/мин
0 5,92 103,8
5 6,66 101,5
10 7,4 100,2
15 10,36 98,9
20 13,32 96,6
25 17,76 92
32(крит.момент) 23,68 79,2
Рис.1. Модель Асинхронного двигателя в программе SimInTech
Далее проводятся исследование математической модели в программе SImInTech. Полученные данные представлены в таблице 3.
XVМеждународная научно-практическая конференция Таблица 3. Экспериментальные данные механической
характеристики
Момент, Нм Ток статора, А Угловая скорость, об/мин
0 10 104,7
5 10,2 103,8
10 10,5 102,97
15 11,2 101,86
20 12,2 100,7
25 13,5 99,3
30 15,16 97,6
38(крит.момент) 18,1 94,2
Полученные данные представлены в виде графика на рисунке 2. Красным цветом изображены механическая и электромеханическая характеристики модели электродвигателя в программе SimIntech. Синим
цветом характеристики реального электродвигателя.
Рис.2. Механическая и электромеханическая характеристики
В результате можно сделать вывод, что данные полученные с помощью программы SimInTech в большей степени отражают идеальную работу электропривода в полностью исправном состоянии. Необходимо отметить, что испытуемая машина, находящаяся в лаборатории, не находится в идеальном рабочем состоянии в связи с возрастом и продолжительной эксплуатации.
Полученные данные рекомендуется использовать при изучении электрических двигателей по дисциплинам «Электрические машины»
«Инновационные аспекты развития науки и техники» и «Теория электрического привода», для дальнейших проведений исследований.
Библиографический список:
1. Беспалов, В. Я. Электрические машины : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подгот. 140600 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" / В. Я. Беспалов, Н. Ф. Котеленец ; Беспалов В. Я., Котеленец Н. Ф.. - Москва : Academia, 2006. - (Высшее профессиональное образование. Электротехника). -ISBN 5769522283.
2. Драчев, Г. И. Теория электропривода : учеб. пособие / Г. И. Драчев ; Г. И. Драчев ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по образованию, Южно-Уральский гос. ун-т, Каф. "Электропривод и автоматизация промышленных установок". - Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2005. - ISBN 5696033717.
3. https://simintech.ru/
4. Рабинович A.A. Крановое электрооборудование: Справочник / К 78 Алексеев Ю.В., Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др.; Под ред. А. А. Рабиновича. - М.: Энергия, 1979. - 240с., ил.
