Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов, втекающих в любой узел схемы или вытекающих из него, равна 0


Моделирование схем с электрическими машинами

Исследование схем с электрическими машинами при изучении курса электротехники производится обычно на физических макетах в лаборатории. Необходимость таких практических работ неоспорима. Однако реальные установки имеют ряд ограничений. Прежде всего, они недостаточно универсальны, работа на них небезопасна. Поскольку работа производится, как правило, бригадой из нескольких человек, то невозможно дать индивидуальное задание студенту. При дистанционной форме обучения учащийся вообще не имеет возможности работать в лаборатории. Поэтому моделирование работы электрических машин и установок оказывается весьма полезно.

В качестве примера рассмотрим модель двигателя постоянного тока с пусковым трехступенчатым реостатом. Исследуем переходный процесс в системе при пуске в функции времени.

Моделью будет служить блок DC_Motor из библиотеки Machines, рисунок 4.21, а. В файле help программы MATLAB его описание отсутствует. Рассмотрим блок подробнее. Он выполнен в виде субмодели, схема, которой приведена в правой части рисунка 4.21, в.

Блок имеет пять входов (F+, F-, A+, A-, TL) и один шинный выход (m). Входы A+ и A- - являются концами обмотки якоря (плюсовым и минусовым соответственно). Входы F+ и F - концы обмотки возбуждения. Вход TL, является входом, к которому приложена величина нагрузочного момента. Нагрузочный момент, то есть момент сил сопротивления вращению вала двигателя, определяется, как функция частоты вращения вала и должен быть вычислен в модели.

На выходе m модели формируется четырехэлементный вектор, состоящий из: w - угловой частоты вращения вала двигателя; Ia - тока якоря; If - тока обмотки возбуждения; Te - электромагнитного момента на валу.

Для более ясного представления о блоке, обозначения выводов модели были нами заменены русскоязычными, рисунок 4.21 б.

Примечание

Введение обозначений блоков, сигналов и примечаний на русском языке полезно для ясного понимания протекающих процессов в модели и позволяет более наглядно пояснять заложенную в нее идею. Но иногда переименование блоков ведет к неработоспособности модели. Так, например, в данной схеме название блока DC_Motor, оставлено в английском варианте. Блок сам является субмоделью. Переименование его приводит к потере пути к библиотеке, где блок записан.

Рисунок 4.21 - Блок DC_Motor и его внутренняя схема

Если сопротивление нагрузки на несколько порядков выше внутреннего сопротивления источника питания, то этот источник питания можно считать источником ЭДС. Если же сопротивление нагрузки на несколько порядков меньше внутреннего сопротивления источника, то последний можно считать источником тока.
Моделирование цепей переменного тока