Проверка параметров на независимых частотах

Цель и задачи

Цель. Проверить схему ротора на частоте вне подгонки.

Задачи

• Различать ошибку определения параметров по исходной выборке и ошибку на независимых частотах; сравнивать комплексные невязки.
• Вычислить комплексный остаток на точке, не участвовавшей в подборе параметров.

Место занятия в инженерной методике

Расчётная лабораторная работа · Извлечение параметров ротора и восстановление рабочей характеристики

Инженерный вопрос. Предсказывает ли схема независимую частотную точку?

Частотный отклик ротора позволяет определить параметры схемы замещения и затем обосновать момент, потери и рабочую точку по скольжению. Это связывает сечение машины с её механической характеристикой.

Лабораторная работа:

• Проводник на переменном токе: сопротивление, транспозиция и частота силового воздействия — Пакет изолированных жил
• Замкнутый стальной виток: проникновение поля, сопротивление и потери — Два порта и короткое замыкание

Теория и вывод формул

Параметры схемы замещения проверяют на частотах, которые не использовались при их определении. Такое сравнение позволяет оценить качество воспроизведения отклика и устойчивость идентификации.

Разобранный численный пример

Вычисленный аналитический эталон

Дано. По обучающим точкам получены R = 0{,}5 \,\text{Ом} и L = 0{,}02 \,\text{Гн}. Проверочная частота 2 \,\text{Гц}; Z_{\text{опыт}} = 0{,}51 + j0{,}25 \,\text{Ом}.

1. Z_{\text{расч}} = 0{,}5 + j0{,}251327412 \,\text{Ом}.

   \varepsilon_Z=\frac{|(0{,}5+j0{,}251327)-(0{,}51+j0{,}25)|}{|0{,}51+j0{,}25|}=0{,}0177607

   (29.4)

2. Разность -0{,}01 + j0{,}001327412 \,\text{Ом}; её модуль 0{,}0100877 \,\text{Ом}.

3. Модуль Z_{\text{опыт}} = 0{,}567978873 \,\text{Ом}; относительная ошибка \approx 1{,}77607 \,\%.

Практикум в FEMM 5

Проверка схемы на отложенной частоте

1. Загрузите найденные параметры предыдущего занятия, не меняя их.
2. Рассчитайте предсказание на двух отложенных частотах и сохраните комплексные остатки.
3. Повторите полевой опыт на уточнённой сетке для одной проверочной частоты.
4. Если остаток устойчив, определите, какой механизм отсутствует в выбранной схеме; не добавляйте параметры без физического объяснения.
5. Повторите подбор с исключением одной обучающей точки и сравните изменение параметров.
6. В отчёте разделите ошибки подбора, предсказания, сетки и независимой проверки физической достоверности.

Программа с русскими пояснениями: Численная проверка выведенного эталона · Порядок запуска

Численная проверка выведенного эталона

Код выполняется во встроенном Python FEMM 5. Он проверяет приведённый аналитический вывод; получение полевых данных выполняется отдельным практикумом с указанной моделью.

"""Проверка параметров на независимых частотах.

Среда: встроенный MicroPython FEMM 5.
Аналитический учебный пример; полевой решатель не вызывается.
Параметры, единицы величин и порядок вывода пояснены по стадиям.
"""

import math

# Полное сопротивление на новой частоте 2 Гц вычисляем по ранее определённым R и L.
predicted = 0.5 + 1j * 2 * math.pi * 2 * 0.02
# Независимая опорная точка, Ом; её не используют для повторного определения R и L.
observed = 0.51 + 0.25j
# Модуль комплексной разности учитывает расхождение активной и реактивной частей.
# Защитный масштаб 0,01 Ом предотвращает неустойчивое деление около нуля.
relative = abs(predicted - observed) / max(abs(observed), 0.01)
print("Предсказание, Ом:", predicted)
print("Проверочная ошибка, %:", 100 * relative)

Расчётное исследование и разбор результатов

Эти материалы продолжают практикум: постановка, программа встроенного Python, сохранённые численные результаты и проверка их смысла. Графики строятся по результатам FEMM 5.

Пошаговая настройка расчётного примера

Откройте отдельную страницу с последовательными действиями, точными параметрами, накопительными файлами этапов и программами с русскими комментариями.

• Асинхронный двигатель: сектор модели — основной пример занятия

Все расчётные примеры курса

Расчётный образец FEMM 5

Откройте модель, воспроизведите указанный режим и сопоставьте свои измерения с таблицей результатов.

Итоговая модель FEMMСохранённое решение эталонаЧисленные результаты

Учебная модель по Meeker 2horse. Частота — частота тока ротора в данном неподвижном опыте. Геометрия представляет четверть машины; результаты приведены без дополнительного множителя 4, который выводят отдельно. Пуск рассматривается в отдельном расчётном опыте. Комплексные токи и потокосцепления заданы амплитудными значениями; они отличаются от действующих значений источника.

Самостоятельная работа

Заранее отложите две частоты и сравните постоянную RL-схему со схемой, содержащей одну физически обоснованную частотную поправку.