Работа посвящена моделированию турбогенератора с бесконтактным возбуждением.

Актуальность темы обусловлена необходимость обеспечить надежную работу турбогенератора. Один из наименее надежных узлов машины – щеточный аппарат, обеспечивающий в традиционных турбогенераторах подвод энергии к обмотке возбуждения. Бесконтактное питание обмотки возбуждения позволяет избежать множества проблем по обслуживанию контактных колец и щеток. Полномасштабное моделирование крупных машин является дорогим и материалоемким. Поэтому принято решение определять основные характеристики на виртуальной модели.

Целью работы является определение основных характеристик турбогенератора посредством электронного моделирования. Для достижения цели решены следующие задачи:

Одна из самых сложных проблем в моделировании – подготовка модели объекта исследования. Она удобно решается расширением Matlab Simulink благодаря наличию библиотеки компонентов в виде блоков. Это упраздняет составление и решение систем алгебраических и дифференциальных уравнений и обеспечивает визуальный контроль «поведения» модели. Библиотека содержит источники сигналов с любыми временными зависимостями, в том числе источники энергии, преобразователи с любыми передаточными характеристиками, в том числе и преобразователи электромеханические, виртуальные устройства, регистрирующие изменение величины во времени и ее значение в цифровом виде.

На основании сказанного сделан вывод, что исследование АСГ в системе Simulink является достойной решения проблемой.

Цель работы – представить простую модель асинхронизированного синхронного генератора (структуру и характеристики) для исследования возможности получения стабильных напряжения и частоты от нестабильного источника механической энергии.

• составлена модель синхронной машины с применением бесконтактного питания обмотки возбуждения;

• определены внешняя и рабочая характеристики турбогенератора;

• оценить влияние бесконтактного питания на работу машины.

Проект осуществляется с помощью пакета Simulink – интерактивного инструмента для моделирования, имитации и анализа динамических систем.

Модель турбогенератора изображена на рисунке 1.

Модель состоит из синхронной машины – турбогенератора и трехфазной нагрузки. Для бесконтактной подачи напряжения на обмотку возбуждения используется источник синусоидального напряжения, трансформатор, выпрямитель, Для измерения контролируемых параметров применены измерительные блоки: Machines Measurement - измеритель параметров состояния машины, Voltage Measurement – вольтметр,Vs - для измерения действующих значений напряжения на нагрузке, Fourier - измеряет амплитуды и начальные фазы напряжения на нагрузке и ЭДС генератора, Display - для количественного представления измеренных величин, Scope - для наблюдения тока якоря, скорости и электромагнитной мощности синхронной машины.

На вход блока машины задаются момент вращения турбины и ЭДС возбуждения. Учитывается влияние регуляторов скорости турбины при изменении мощности нагрузки.

В эксперименте варьируется мощность нагрузки, контролировалось напряжение статора и мощность турбогенератора, можно получить внешнюю и рабочие характеристики синхронной машины.

Полученные зависимости не противоречат теории электрических машин. Это свидетельствует о возможности использования бесконтактного питания обмотки возбуждения.

В результате работы была получена виртуальная модель синхронной машины с использованием бесконтактного питания обмотки возбуждения. Получены характеристики заданного турбогенератора. Доказана возможность использования бесконтактного питания обмотки возбуждения.