Цель. Повторная обработка четырёх сохранённых траекторий и фиксированный план будущих полевых контрольных точек с хешами; неподтверждённый этап отмечен явно.
Расчётная лабораторная работа · Восстановление электрических характеристик синхронного генератора
Последовательность решения, отчёт и критерии результата
От геометрии и обмоток переходят к потокосцеплениям и ЭДС, затем к характеристикам ХХ, КЗ, нагрузки и регулирования. Эти характеристики определяют требуемое возбуждение и допустимый электрический режим.
Результат получают из наблюдаемых величин и проверяют в условиях данного практикума.
Последовательность решения
Обосновать постановку и способ измерения. Для характеристики запишите, что фиксировано: скорость, возбуждение, напряжение, нагрузка или мощность. Скоростная ЭДС восстанавливается из пространственного потокосцепления.
Результат. Проверьте уравнение выбранного генераторного режима и знаки мощности до построения серии.
Независимая проверка переходных процессов. Выполните действия практикума по его исходной таблице. Независимая полевая проверка динамики — в разработке. Подтверждены половинный шаг и энергетический баланс сохранённых траекторий. План из 14 контрольных точек подготовлен, но эти точки ещё не рассчитаны в FEMM.
Оформление наблюдений. Возбуждение, скорость, фазные потокосцепления, ЭДС и согласованные токи/напряжения в объёме конкретного опыта; независимые условия каждой строки.
Как обосновать результат
Точность и расхождения. Уточняйте шаг возбуждения или угла отдельно от сетки. При КЗ оценивайте абсолютное остаточное напряжение и его отношение к ненулевому масштабу режима.
Вывод для устройства
Свяжите полученную характеристику с выбором возбуждения, регулированием напряжения или допустимым режимом; укажите, какие проверки нужны для полной машины.
Границы вывода. Каждая характеристика требует своих независимых условий и скорости. Двумерный срез, заданные токи и статическое поле не подтверждают автоматически режим на сеть, устойчивость и полную мощность реального генератора.
Теория и вывод формул
Что доказывают половинный шаг и энергетический баланс, и какая независимая полевая проверка ещё нужна?
Механический и электрический углы; \theta e=p\theta m
рад
p
Число пар полюсов; для ТВВ-320-2 p=1
1
ULL; I
Линейное напряжение и фазный ток RMS основной симметричной составляющей
В; А
id; iq; If
Амплитудные токи d–q и постоянный ток возбуждения
А
λd; λq; λf
Потокосцепления в согласованной нормировке
Вб·виток
Pg; Qg; T
Отдаваемые активная и реактивная мощности; момент против часовой стрелки
Вт; вар; Н·м
Три разных проверки
Половинный шаг отвечает за ошибку интегрирования уравнений данной карты. Энергетический баланс выявляет несовместимые знаки, нормировки и интегрирование работы. Независимые FEMM-точки проверяют карту на токах, посещённых траекторией. Успех первых двух проверок не заменяет третью.
В статье 2015 года о динамике, с. 25, (1)–(4), рассматриваются заданные токи и последовательные положения ротора. Это источник для многопозиционной серии, а не описание реализованного здесь интегратора нелинейных цепных уравнений. Дифференциальные уравнения, коэнергетическая интерполяция и контроль энергии курса выведены самостоятельно.
Сохраняется p=1, \Omega =314{,}159265 рад/с. Карта ограничена i_d∈[−400,200] А, i_q∈[-1000] А, If∈[1400] А. Сопротивления относятся к 15 °C. Усреднение исключает пазовые пульсации, вихревые контуры не представлены. Проверка не аттестует реальный аварийный переходный процесс турбоагрегата.
Вывод энергетического остатка
Для амплитудно-инвариантных d–q-величин введём M=diag(3/2,3/2,1). Производная коэнергии по токам равна M\lambda, а W=i^{T}M\lambda -W'. Отсюда при постоянной скорости и без явной угловой зависимости усреднённой карты dW /dt =i^{T}M d\lambda /dt.
Подстановка электрических уравнений даёт суммарную входную электрическую мощность за вычетом потерь в меди и \Omega T. Для резистивной нагрузки ud=-RL i_d, uq=-RL i_q, поэтому мощность нагрузки PL положительна. В генераторном режиме T обычно отрицателен, и -\Omega T является механическим притоком энергии.
Работа интегрируется трапециями на отдельных интервалах до и после переключения. В точке события токи и \lambda непрерывны, внешнее напряжение или сопротивление имеют две односторонние величины. Для интервала, заканчивающегося событием, правая мощность вычисляется ещё со старыми входами.
Энергия в Дж; потокосцепление в Вб·виток, ток в А. Вес возбуждения равен 1.
run_editorial_checks.py извлекает токи из траекторий с половинным шагом: начало, конец, событие, ближайшие отсчёты через 1 мкс, 0,1 мс, 1 мс и 5 мс после события, минимумы и максимумы каждой компоненты тока. Совпадающие индексы объединяются. К каждому набору сохраняются индекс, время, причины выбора и SHA-256 исходной траектории.
trajectory-check-requests.json — задание на будущий расчёт. independent_FEMM_flux_Wb=null и passed=null означают отсутствие измеренного контрольного результата, а не нулевую ошибку. Сначала фиксируется этот файл, затем независимо строится подробная модель с 252 сторонами ротора и выполняются полные серии 24 и 48 углов для выбранных токов.
Контрольный алгоритм не должен вычислять эталон из EnergyFluxMap. Для каждого угла он задаёт dq→abc, решает поле, извлекает цепные потокосцепления и переводит их обратно в dq. Сравниваются средние по полному обороту. Если точка совпала с узлом исходной карты, её помечают и дополняют заранее выбранной внутренней точкой; один узел не доказывает точность интерполяции.
При превышении 1% фиксируются токи, компонент и ошибка. Уточняется карта либо сужается заявленная область, затем траектория пересчитывается и проверяется снова. Точки нельзя удалять из отчёта только потому, что они не прошли допуск.
Проверяется каждая компонента d,q,f и каждая выбранная точка.
Половинный шаг и баланс подтверждены сохранёнными данными. Независимый полевой пересчёт вдоль траекторий ещё не выполнен.
С. 25, (1)–(4): проверена текстовая постановка многопозиционного расчёта. Визуальная сверка формул PDF остаётся открытой; нелинейный интегратор ему не приписывается.
Реестр формул и библиография в файлах занятия отделяют собственные выводы от доступных первоисточников. Недоступные тексты и текстовое распознавание PDF не объявлены полной визуальной проверкой.
Ответ: Повторная обработка четырёх сохранённых траекторий и фиксированный план будущих полевых контрольных точек с хешами; неподтверждённый этап отмечен явно.
Проверка: Половинный шаг и баланс подтверждены сохранёнными данными. Независимый полевой пересчёт вдоль траекторий ещё не выполнен.
Выполните run_editorial_checks.py тем же способом, что в занятии 25. Нового интегрирования и полевых решений программа не выполняет.
Сверьте четыре energy.scaled_energy_residual с сохранённым results.json динамики. Проверьте max_work_difference_J: работа восстановлена отдельной обработкой.
Откройте trajectory-check-requests.json, проверьте диапазоны токов, время воздействия 0,02 с и SHA исходных файлов. Не заменяйте null результатами карты.
Для будущего полевого прохода создайте новый каталог и сохраните план до первого решения. Повторите независимые полные угловые серии и внесите результаты вместе с хешами FEM/ANS. В текущем проходе этот шаг остаётся невыполненным.
Обработка и анализ результатов
Что доказывают половинный шаг и энергетический баланс, и какая независимая полевая проверка ещё нужна?
Сопоставьте контрольные величины, входы, версии и допуски.
Полная программа: run_editorial_checks.py
Встроенный Python FEMM 5. Зависимости, входы и точные снимки программ доступны в файлах занятия.
Python · FEMM 5
"""Занятия 25, 33, 36: разбор сохранённых данных. Полевой решатель не вызывается."""importsys,json,mathROOT=globals().get('TVV_ROOT','')ifROOTnotinsys.path:sys.path.insert(0,ROOT)fromrun_recordimportstart,finish,sha,save_jsonfromeditorial_checksimportu_curve_diagnostic,trajectory_energy,time_step_error,control_requestsdefread(relative):withopen(ROOT+'/'+relative)asf:returnjson.loads(f.read())folder,record=start(ROOT,globals().get('TVV_OUTPUT_ROOT',ROOT+'/runs'),'editorial-check',['run_editorial_checks.py','editorial_checks.py','run_record.py','machine.json','release-gates.json'],'Saved-data audit only; no FEMM field solution')try:base='examples/editorial-review/'dynamics='examples/checked-dynamics/transients/'manifest=read(base+'input-manifest.json')record['external_input_sha256']={}forname,expectedinmanifest['files'].items():actual=sha(ROOT+'/'+name)ifactual!=expected:raiseValueError('Изменены входы проверки: '+name)record['external_input_sha256'][name]=actualmachine=read('machine.json');rs=machine['resistance']['stator_phase_ohm'];rf=machine['resistance']['field_ohm']result={'u_curve':u_curve_diagnostic(read(base+'u-search-evaluations.json')),'dynamics':{},'release_ready':False,'new_field_solutions':0}requests={'schema':'tvv320-trajectory-check-request-v1','status':'planned_not_computed','angles':[24,48],'flux_absolute_scale_Wb':1.,'flux_tolerance':.01,'cases':{}}forcasein('field-step','load-step'):coarse=read(dynamics+case+'.json');fine=read(dynamics+case+'-half-step.json')result['dynamics'][case]={'energy':trajectory_energy(coarse,rs,rf,2*math.pi*50),'half_step_energy':trajectory_energy(fine,rs,rf,2*math.pi*50),'time_step':time_step_error(coarse,fine),'independent_trajectory_FEMM_passed':False}requests['cases'][case]={'source':dynamics+case+'-half-step.json','source_sha256':sha(ROOT+'/'+dynamics+case+'-half-step.json'),'points':control_requests(fine)}save_json(folder+'/results.json',result);save_json(folder+'/trajectory-check-requests.json',requests)gates=read('release-gates.json');save_json(folder+'/release-gates.json',gates)ifnotall(v[k]['passed']forvinresult['dynamics'].values()forkin('energy','half_step_energy','time_step')):raiseValueError('Сохранённая динамика не прошла повторную проверку')finish(folder,record,'passed_saved_data_audit_release_blocked')exceptExceptionaserror:record['error']=str(error);finish(folder,record,'failed');raiseprint('TVV_EDITORIAL_CHECK',folder)
Самостоятельная работа
В копии табличного примера измените знак механической мощности и покажите рост остатка. Затем восстановите знак. В отчёте отдельно укажите сходимость по времени, ошибку карты и неопределённость входов.
Критерий выполнения: Соблюдены определения, единицы, условия и критерии занятия. Половинный шаг и баланс подтверждены сохранёнными данными. Независимый полевой пересчёт вдоль траекторий ещё не выполнен.