Моделювання ґенераторів постійного струму

Розглянемо принципову схему ГПС н.з. (рис. 5.8). Вхідним впливом для ГПС н.з. є кутова швидкість обертання його вала w_г та напруга, що подається на обмотку збудження U_зг, вихідним – електрорушійна сила (ЕРС) Е_г якоря ґенератора. Крива намагнічування ґенератора (рис. 5.9) має нелінійний характер у зв’язку з наявністю зони насичення, а також наявності гістерезису.

Рисунок 5.8 – Принципова схема заміщення ГПС н.з.

При обертанні ґенератора в його якірній обмотці виникає ЕРС:

, (5.7)

де – коефіцієнт магнітного потоку ґенератора, що нелінійно залежить від струму збудження I_зг.

Обмотка збудження ґенератора з урахуванням нелійності кривої намагнічування моделюється таким самим чином, як і обмотка збудження ДПС н.з.

Математичний опис ГПС н.з. з урахуванням виразів (5.5) і (5.7) має вигляд:

(5.8)

де L_зг, R_зг, I_зг, U_зг – індуктивність, активний опір, струм і напруга обмотки збудження ґенератора відповідно.

Після відповідних перетворень система (5.8) у формі передавальних функцій набуде вигляду:

(5.9)

де – електромагнітна стала часу обмотки збудження ґенератора.

Структурну схему ГПС н.з. наведено на рис. 5.10.

Рисунок 5.10 – Структурна схема моделі ГПС н.з.

За аналогією складання математичного опису і моделювання ДПС п.з., ДПС з.з. виконується побудова моделей ГПС п.з. і ГПС з.з.