Система уравнений (3.13) в операторной форме примет вид:

(4.1)

Для создания модели, из системы уравнений (4.1) выражаются токи и потокосцепления и система уравнений примет вид:

(4.2)

4.3 Расчёт параметров модели для АД серии 4А

Для моделирования выбран асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки 4А112M4У3 со следующими паспортными данными:

- номинальная выходная мощность Р_2н=5.5 кВт,

- номинальное фазное напряжение обмотки статора U_1н=220 В,

- номинальная частота тока f₁=50 Гц,

- номинальный коэффициент полезного действия з_н= 85.5 %,

- номинальный коэффициент мощности статорной обмотки сosц=0.85,

- критическое скольжение ротора S_k= 25 %,

- номинальное скольжение ротора S_н= 3.6 %,

- число пар полюсов: р=2,

- число фаз: m=3,

- скорость холостого хода: n₁=1500 об/мин,

- момент инерции на валу машины: J=0,017 кгм²,

- параметры Г-образной схемы замещения в режиме короткого замыкания (рисунок 4.3) в относительных единицах:

- в номинальном режиме:

R`<sub>1*</sub>=0.064, X`_1*=0.078, R``<sub>2*</sub>=0.041, X``_2*=0.13, X_m*=2.8,

- в режиме короткого замыкания:

R``<sub>2*кз</sub>=0.048, X``_2*=0.062.

Рисунок 4.3 - Г-образная схема замещения

По известным паспортным данным АД и параметрам Г-образной схемы замещения рассчитываются параметры Т-образной схемы замещения в режиме короткого замыкания (рисунок 4.4) и коэффициенты системы уравнений (4.2) и параметры блоков модели АД.

Рисунок 4.4 - Т-образная схема замещения

Номинальный фазный ток статора

А.(4.3)

Базисное значение сопротивления

Ом.(4.4)

Угловая частота тока

с^-1. (4.5)

Реактивное сопротивление рассеяния статора в относительных единицах

Х_1*=.(4.6)

Коэффициент, связывающий параметры машины в Т и Г-образной схемах замещения

.(4.7)

Реактивное сопротивление рассеяния фазы статора

Ом.(4.8)

Активное сопротивление фазы статора

Ом.(4.9)

Индуктивность рассеяния фазы статора

Гн.(4.10)

Реактивное сопротивление рассеяния фазы ротора

Ом.(4.11)

Активное сопротивление фазы ротора

Ом.(4.12)

Индуктивность рассеяния фазы ротора

Гн.(4.13)

Реактивное сопротивление взаимоиндукции

Ом.(4.14)

Индуктивность взаимоиндукции

Гн.(4.15)

Полная индуктивность фазы статора

Гн.(4.16)

Полная индуктивность фазы ротора

Гн.(4.17)

Суммарные потери мощности в двигатели

Вт.(4.18)

Основные потери в обмотке статора

Вт.(4.19)

Намагничивающий ток

А.(4.20)

Потери в стали статора

Вт,(4.21)

где выбирается из диапазона 0.08-0.2.

Основные потери в обмотке ротора

Вт.(4.22)

Суммарные потери в стали и механические

Вт.(4.23)

Механические потери

Вт.(4.24)

Скорость идеального холостого хода двигателя

с^-1.(4.25)

Номинальная скорость вращения двигателя

с^-1.(4.26)

Коэффициент трения

НМмМс.(4.27)

Коэффициенты системы уравнений обобщённой асинхронной машины:

Ом,(4.28)

Гн,(4.29)

с, (4.30)

с, (4.31)

.(4.32)

Параметры блоков модели обобщённой асинхронной машины:

Сим, (4.33)

с^-1, (4.34)

Ом, (4.35)

, (4.36)

(кг*м²)^-1. (4.37)

4.4 Структурная схема модели в неподвижной системе координат и её поблочное описание

По системе уравнений (4.2) собирается схема модели обобщённой машины в неподвижной системе координат (рисунок 4.5) с рассчитанными параметрами. На входы модели подаются напряжения, сдвинутые по фазе на 90 электрических градусов:

где - амплитудное значение номинального фазного напряжения.

При номинальном питающем напряжении реализуется прямой пуск АД



Рисунок 4.5 - Структурная схема модели обобщённой асинхронной машины в неподвижной системе координат

Блоки Usб и Usв (рисунок 4.6) являются генераторами гармонических сигналов, Usб - косинусоиды, Usв - синусоиды. Они имитируют работу источников напряжения.

Настраиваемыми параметрами являются:

Sine type - тип синусоидальной волны,

Amplitude - амплитуда сигнала, для данной схемы В,

Bias - смещение (постоянная составляющая синусоиды),

Frequency - угловая частота колебаний, для данной схемы равная ,

Phase - начальная фаза (в радианах), равная:

- для косинусоиды, 0 - для синусоиды,

Sample time - величина дискрета времени.



а) б)

Рисунок 4.6 - Блок Usб: а) внешний вид, б) окно параметров

Блок (рисунок 4.7) осуществляет умножение входного сигнала на постоянную величину, значение которой задаётся в настройке блока.

Аналогичные в схеме блоки: , , , , , .

Настраиваемыми параметрами являются:

Gain - коэффициент усиления, для данной схемы =5.756,

Multiplication - тип способа умножения.

а) б)

Рисунок 4.7 - Блок : а) внешний вид, б) окно параметров

Блок Sum (рисунок 4.8) суммирует поступающие на него сигналы (в том числе с разными знаками).

Настраиваемыми параметрами являются:

Icon shape - форма изображения (круг или прямоугольник),

List of signs - список входов и их знаки.

а) б)

Рисунок 4.8 - Блок Sum: а) внешний вид, б) окно параметров

Блок (рисунок 4.9) реализует звено введённой в него передаточной функции. Аналогичный в схеме блок: .

Настраиваемыми параметрами являются:

Numerator - числитель, для данной схемы ,

Denominator - делитель, для данной схемы .

а) б)

Рисунок 4.9 - Блок : а) внешний вид, б) окно параметров

Блок Klych (рисунок 4.10) служит для переключения типа момента нагрузки на валу, либо М2 либо б*М2. Переключение происходит при двойном нажатии правой кнопкой мыши на блоке.

Настраиваемых параметров не имеет.

Рисунок 4.10 - Блок Klych

Блок Product (рисунок 4.11) выполняет умножение (деление) входных сигналов.

Настраиваемыми параметрами являются:

Number of inputs - количество входов,

Multiplication - тип способа умножения.

а) б)

Рисунок 4.11 - Блок Product: а) внешний вид, б) окно параметров

Блок М2 (рисунок 4.12) формирует постоянную величину нагрузки на валу, которая является неизменной во времени.

Настраиваемыми параметрами являются:

Constant value - постоянная величина.



а) б)

Рисунок 4.12 - Блок М2: а) внешний вид, б) окно параметров

Блок б*М2 (рисунок 4.13) является задатчиком нагрузки и устанавливает на валу линейно изменяющийся во времени момент нагрузки.

Настраиваемыми параметрами являются:

Slope - изменение величины за 1 секунду. В зависимости от знака возрастает или убывает,

Start time - момент времени в который начинает изменятся нагрузка,

Initial output - начальное значение, с которого начнётся изменение нагрузки.

а) б)

Рисунок 4.13 - Блок б*М2: а) внешний вид, б) параметры

Блок Integrator (рисунок 4.14) представляет идеальное интегрирующее звено. Он позволяет осуществить интегрирование поступающего на него сигнала в непрерывном времени.

Настраиваемыми параметрами являются:

External reset - подключение дополнительного управляющего сигнала,

Initial condition source - определение источника (внутренний или внешний),

Initial condition - начальное значение выходной величины,

Limit output - ограничение величины выхода,

Upper saturation limit - верхнее предельное значение выходной величины,

Lower saturation limit - нижнее предельное значение выходной величины,

Show saturation port - показать порт насыщения,

Show state port - показать порт состояния,

Absolute tolerance - допустимая предельная величина абсолютной погрешности.

а) б)

Рисунок 4.14 - Блок б*М2: а) внешний вид, б) параметры

Графический дисплей «wm, M=f(t)» (рисунок 4.15) позволяет в ходе моделирования наблюдать графики переходных процессов скорости и момента во времени. По горизонтальной оси откладывается значение модельного времени, а по вертикали значение входной величины, отвечающее этому моменту времени. Окно параметров вызывается нажатием на иконку .

Настраиваемыми параметрами являются:

Number of axes - количество осей,

Time range - интервал времени,

Tick labels - метки осей,

Sampling - используется только для дискретных во времени процессов. Его значение (1), установленное по умолчанию, для непрерывных процессов изменять не рекомендуется. Позволяет задать периодичность (через сколько дискретов времени) отображения значений времени.

а) б) в)

Рисунок 4.15 - Блок «wm, M=f(t)»: а) внешний вид, б) внутренний вид, в) окно параметров

Шинный формирователь Mux (рисунок 4.16) выполняет объединение входных величин в единый выходной вектор (шину), что очень удобно, так как схема получается мене загромождённой.

Настраиваемыми параметрами являются:

Number of inputs - число входов,

Display option - вид отображения блока.

а) б)

Рисунок 4.16 - Блок Mux: а) внешний вид, б) окно параметров

Цифровой дисплей «wm, M» (рисунок 4.17) выводит на экран числовые значения входящих в блок величин (скорости и момента).

Настраиваемыми параметрами являются:

Format - формат вывода чисел,

Decimation - позволяет задать периодичность (через сколько дискретов времени) отображения значений времени,

Sample time - используется только для дискретных во времени процессов. Его значение (-1), установленное по умолчанию, для непрерывных процессов изменять не рекомендуется.

а) б)

Рисунок 4.17 - Блок «wm, M»: а) внешний вид, б) окно параметров

Осциллограф XY (рисунок 4.18) - графическое окно, отображающее зависимость одной переменной от другой. В данной схеме отображает механическую характеристику. Большим минусом этого блока является то, что в графическом окне нет сетки и нет возможности нанести надписи.

Настраиваемыми параметрами являются:

x-min, x-max, y-min, y-max - пределы осей по Х и У,

Sample time - смотри выше.

а) б) в)

Рисунок 4.18 - Блок XY: а) внешний вид, б) окно параметров, в) графическая область

Блок «Построение механической характеристики» (рисунок 4.19) является ссылкой на специально разработанную M-программу, в которой реализуется графическое построение механической характеристики. Большим удобством является то, что имеется сетка и можно наносить надписи осей и в графической области, а также редактирование полученных результатов.



а) б)

Рисунок 4.19 - Графическое окно для построения характеристик: а) внешний вид, б) графическая область

4.5 Результаты моделирования

После запуска схемы модели на моделирование и завершения процедуры моделирования можно проанализировать полученные результаты.

Графический дисплей «wm, M=f(t)» отображает переходной процесс скорости и момента во времени.

При прямом пуске вначале наблюдаются значительные колебания момента и скорости. При приложении момента нагрузки, аналогично наблюдаются колебания момента и скорости, но менее значительные, чем при пуске, также видно, что при приложении момента нагрузки наблюдается уменьшение скорости.

Получив механическую характеристику, можно увидеть, что при пуске она получается динамической и на ней чётко виден колебательный процесс скорости и момента в виде концентрических окружностей с уменьшающимся радиусом по мере затухания колебаний скорости и момента. Аналогичная картина наблюдается при ступенчатом набросе нагрузки.

5. РАЗРАБОТКА ВИРТУАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ НА БАЗЕ ВИРТУАЛЬНОЙ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Иную возможность анализа АД представляет специализированный раздел по электротехнике Toolbox Power System Block. В его библиотеке имеются блоки виртуальных электрических машин и АД с короткозамкнутым и фазным ротором в том числе.

Схема виртуальной лабораторной работы для исследования двигателя с короткозамкнутым ротором представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема модели лабораторной работы для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

5.1 Поблочное описание схемы

Основными блоками схемы являются: источник трёхфазного напряжения (Source), трёхфазный измеритель напряжения и тока (Three-Phase V-I Measurement), трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (AD), задатчик нагрузки (М2 и б*М2), измеритель (вывод) скорости и электромагнитного момента на валу (wm, Te).

Дополнительные блоки: переключатели (Klych и K_Z), управляемый ключ (Switch), машинное время (Clock), осциллограф (XY), шинный формирователь (Mux), цифровые и графические дисплеи («wm, M, I1»; «P2, P1, I1, S, KPD, Cos.f»), «Рабочие характеристики», блок «U1. I1. P1».

Блоки программ: «Ввод данных», «Построение механической характеристики» и «Построение рабочих характеристик».

Источник трёхфазного напряжения Source (рисунок 5.2) имитирует работу трёхфазного источника синусоидального напряжения с заземлённой нейтралью N и выходами фаз А, В и С.

Настраиваемыми параметрами являются:

Phase to ground peak voltage (V) - амплитуда фазного напряжения,

Phase angle of phase A (Degrees) - начальный фазовый угол фазы А,

Frequency (Hz) - частота напряжения,

Source resistance (Ohms), inductance (H) - сопротивление и индуктивность источника.

а) б)

Рисунок 5.2 - Блок Source: а) внешний вид, б) окно параметров

Трёхфазный измеритель напряжения и тока Three-Phase V-I Measurement (рисунок 5.3) измеряет трёх фазное мгновенное напряжение и ток, потребляемые нагрузкой от источника.

Настраиваемыми параметрами являются:

Voltage measurement: phase-to-ground - измерение фазного напряжения от фазы до земли,

Use a label - использовать ярлык (ссылку) вместо выхода,

In pu - система относительных единиц,

Current measurement: yes - подтверждение измерения тока.

а) б)

Рисунок 5.3 - Блок Three-Phase V-I Measurement: а) внешний вид, б) параметры

Трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором AD (рисунок 5.4) имитирует работу асинхронного двигателя с короткозамкнутым (или фазным) ротором. Составлен на основе математических уравнений.

Настраиваемыми параметрами являются:

Nom. power Pn - номинальная мощность,

Volt Vn - номинальное линейное напряжение,

Frequency fn - номинальная частота,

Stator (Rotor) R, L - активное сопротивление и индуктивность статора и приведённого ротора,

Mutual inductance Lm - взаимная индуктивность,

Inertia J - момент инерции на валу,

Friction factor F - коэффициент трения,

Pairs of poles - число пар полюсов р,

Initial conditions - начальные данные:

скольжение, угол поворота ротора, ток трёх фаз статора, сдвиг фаз А, В, С.

а) б)

Рисунок 5.4 - Блок AD: а) внешний вид, б) параметры

Задатчик нагрузки М2 (рисунок 4.12) и задатчик нагрузки б*М2 (рисунок 4.13). Описание этих блоков рассмотрено в разделе 4.

Машинное время Clock (рисунок 5.5) отображает время моделирования.

Настраиваемыми параметрами являются:

Display time - отображения времени в блоке,

Decimation - позволяет задать периодичность (через сколько дискретов времени) отображения значений времени.

а) б)

Рисунок 5.5 - Блок Clock: а) внешний вид, б) параметры

Измеритель (вывод) «wm, Te» (рисунок 5.6) выводит для отображения различные параметры асинхронной машины. Имеет возможность выбрать необходимые для вывода параметры из имеющихся. В данной схеме выводятся значения угловой скорости и электромагнитного момента на валу.

Настраиваемыми параметрами являются:

Machine type - тип машины,

Rotor currents [ira irb irc] - трёхфазный ток ротора,

Rotor currents [ir_q ir_d] - ток ротора в осях q, d,

Rotor fluxes [phir_q phir_d] - поток в роторе в осях q, d,

Rotor voltages [vr_q vr_d]- напряжение в роторе в осях q, d,

Stator currents [ia ib ic] - трёхфазный ток статора,

Stator currents [is_q is_d] - ток статора в осях q, d,

Stator fluxes [phis_q phis_d] - поток в статоре в осях q, d,

Stator voltages [vs_q vs_d] - напряжение в статоре в осях q, d,

Rotor speed [wm] - скорость вращения ротора

Electromagnetic torque [Te] - электромагнитный момент,

Rotor angle [thetam] - угол поворота ротора.



а) б)

Рисунок 5.6 - Блок «wm, Te»: а) внешний вид, б) параметры

Переключатели Klych, K_Z и Dinamika (рисунок 5.7) служат для переключения входного сигнала. Klych для переключения типа момента нагрузки на валу, K_Z для переключения на схему снятия пускового момента, а Dinamika для снятия динамической механической характеристики. Переключение происходит при двойном нажатии правой кнопкой мыши на блоке.

Настраиваемых параметров не имеет.

Рисунок 5.7 - Блоки Klych, K_Z и Dinamika

Управляемый ключ Switch (рисунок 5.8) служит для управляемого переключения входного сигнала. Имеет три входа, 1 и 3 - информационные, 2 - управляющий. Если величина управляющего сигнала не меньше некоторого ограничения, заданного в поле Threshold, то на выход подаётся сигнал с первого входа, в противном случае - сигнал с третьего входа. В схеме на первый вход подаётся вектор значений скорости и момента, также и на третий вход подаётся вектор скорости и момента при условии, что ключ Dinamika в верхнем положении, а на второй вход время.

Настраиваемыми параметрами являются:

Criteria for passing first input - критерий для прохождения сигнала с первого входа,

Threshold - порог переключения входа.

а) б)

Рисунок 5.8 - Блок Switch: а) внешний вид, б) параметры

Осциллограф XY (рисунок 4.18). Описание этого блока рассмотрено в разделе 4.

Шинный формирователь Mux (рисунок 4.16). Описание этого блока рассмотрено в разделе 4.

Графический дисплей «wm, M, I1=f(t)» (рисунок 4.15). Описание этого блока рассмотрено в разделе 4.

Цифровые дисплеи «wm, M», «P2, P1, I1, S, KPD, Cos.f» (рисунок 4.17). Описание этих блоков рассмотрено в разделе 4.

Блок «Рабочие характеристики» (рисунок 5.9) - это не стандартный блок, он разработан при создании данной виртуальной лабораторной работы. Внутри него реализуется расчёт рабочих характеристик по следующим формулам:

,

,

,

,

к входной мощности добавляются потери в стали р_сm1, так как в модели они не учитываются.

Настраиваемых параметров не имеет.

Рисунок 5.9 - Блок «Рабочие характеристики»

Блок «U1. I1. P1» (рисунок 5.10) также является не стандартным. В нём реализуется преобразование входных трёхфазных напряжений и токов в действующие значения, а также вычисление активной мощности.

Настраиваемых параметров не имеет.

Рисунок 5.10 - Блок «U1. I1. P1»

Блоки программ: «Ввод данных», «Построение механической характеристики» и «Построение рабочих характеристик» (рисунок 5.11) - являются ссылками на специально написанные M-программы, в которых реализуется ввод данных с помощью меню (рисунок 5.12) и графическое построение (рисунок 5.13) механической и рабочих характеристик.

Рисунок 5.11 - Блоки программ

При открытии блока «Ввод данных», в котором реализована подпрограмма “Menu”, на экран выводится меню, в котором можно изменить параметры моделирования. Это является очень удобным элементом, так как ненужно перенастраивать саму модель и её блоки.

В меню ввода данных для модели:

время переходного процесса - это время необходимое для разгона двигателя до холостого хода при исчезновении колебаний момента и скорости,

время моделирования - время необходимое для выполнения одной процедуры моделирования,

амплитуда фазного напряжения - это номинальное значение U_1н умноженное на ,

частота - частота питающего напряжения.



Рисунок 5.12 - Меню ввода данных

Рисунок 5.13 - Графическое окно для построения характеристик

5.2 Результаты моделирования

Графический дисплей «wm, M=f(t)» отображает переходной процесс скорости и момента во времени, представленный на рисунке 5.14.



Рисунок 5.14 - Переходной процесс скорости и момента функции времени при пуске на холостом ходу и набросе нагрузки

Из рисунке 5.14 видно, что при прямом пуске вначале наблюдаются значительные колебания момента и скорости. При приложении момента нагрузки, аналогично наблюдаются колебания момента и скорости, но менее значительные, чем при пуске, также видно, что при приложении момента нагрузки наблюдается уменьшение скорости.

Получив механическую характеристику, можно увидеть, что при пуске она получается динамической и на ней также как и на рисунке 5.14 чётко виден колебательный процесс скорости и момента в виде концентрических окружностей с уменьшающимся радиусом по мере затухания колебаний скорости и момента. Аналогичная картина наблюдается при мгновенном набросе нагрузки. Данные характеристики представлены на рисунках 5.15 и 5.16.



Рисунок 5.15 - Динамическая механическая характеристика при пуске на холостом ходу и набросе нагрузки, построенная блоком «XY»

Рисунок 5.16 - Динамическая механическая характеристика при пуске на холостом ходу (синяя) и набросе нагрузки (красная), построенная блоком «Построение механической характеристики»

При нагружении двигателя с малой скоростью увеличения нагрузки получается характеристика, близкая к статической естественной механической характеристике.

5.3 Сравнение моделей АД в неподвижной системе координат и модели на базе виртуальной асинхронной машины

По результатам моделирования полученных в разделах 4 и 5 видно, что переходные процессы скорости и момента при пуске и ступенчатом набросе нагрузке, динамические механические характеристики, а также естественные механические характеристики абсолютно идентичные. Это доказывает, что блок виртуальной асинхронной машины AD в своей структуре имеет математические уравнения обобщённой асинхронной машины.

6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

6.1 Программа работы

6.1.1 Ознакомление с программой MatLab

6.1.2 Объект исследования

6.1.3 Исследование АД с короткозамкнутым ротором

6.1.3.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

6.1.3.2 Ввод данных в модель

6.1.3.3 Определение пускового момента и тока при коротком замыкании

6.1.3.4 Снятие динамической характеристики при параметрах короткого замыкания

6.1.3.5 Снятие естественной механической характеристики

6.1.3.6 Построение естественных рабочих характеристик

6.1.3.7 Снятие искусственных механических характеристик при

- разных значениях U₁

- разных значениях f₁

- разных значениях f₁ и

6.1.4 Исследование АД с фазным ротором

6.1.4.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

6.1.4.2 Ввод данных в модель

6.1.4.3 Пуск при заданном пусковом сопротивлении

6.1.4.4 Снятие естественной механической характеристики

6.1.4.5 Построение естественных рабочих характеристик

6.1.4.6 Снятие искусственных механических характеристик при

- разных значениях R_2доб

- разных значениях U₁

- разных значениях R_2доб и U₁

6.2 Ознакомление с программой MatLab и пакетом Simulink

После вызова программы MATLAB 6.5 на экране появляется окно MATLAB. В нём могут отображаться несколько окон, главными являются Окно команд, Текущий каталог и Рабочая область. По необходимости через меню Вид, которое располагается на передней панели, можно настроить окна по собственному желанию.

В командном окне появляются символы команд, которые набираются пользователем с клавиатуры, отображаются результаты выполнения этих команд, текст исполняемой программы и информация об ошибках выполнения программы, распознанных системой.

В окне текущего каталога отображается содержимое выбранной для работы папки: различные модели, м-программы, файлы данных, фигуры.

В окне рабочей области отображаются временные данные текущего сеанса работы: параметры, вводимые в схему, результаты вычислений и измерений, время модели, выходные данные.

Признаком того, что программа MATLAB готова к восприятию и выполнению очередной команды, является наличие в последней строке командного окна знака приглашения (»), справа от которого расположен мигающий курсор.

В верхней части окна (под заголовком) находится строка меню. Для того чтобы открыть какое-либо меню, следует установить на нём указатель мыши и нажать её левую кнопку. Наиболее необходимые для работы команды, такие как: открыть имеющийся или создать новый файл, сохранить или распечатать и т.д. расположены в меню Файл и представлены на рисунке 6.1.



Рисунок 6.1 - Команды меню Файл

Для удобства работы, на переднюю панель вынесены кнопки первой необходимости:

- с помощью кнопки (…) выбирается текущий для работы каталог, рядом отображается путь к нему.

- кнопка с изображением чистого листа служит для создания нового файла программы, а кнопка с изображением папки для открытия уже имеющегося файла.

- кнопка с изображением блоков служит для запуска программного пакета Simulink, при её нажатии появляется окно библиотеки Simulink представленное на рисунке 4.1. Из этого окна можно создать новый файл модели (рисунок 4.2) и из имеющихся в библиотеке блоков собрать необходимую модель.

Описание пакета Simulink рассмотрено в разделе 4.

6.3 Объект исследования

В лабораторной работе исследуются асинхронные двигатели серии 4А с исполнением по степени защиты IP 44 для АД с короткозамкнутым ротором и с исполнением IP 23 для АД с фазным ротором. Паспортные данные, этих двигателей приведены в таблицах П1-П2 и П4-П5:

- номинальная выходная мощность Р_2н,

- номинальный коэффициент полезного действия з_н,

- номинальный коэффициент мощности статорной обмотки сosц_н,

- момент инерции на валу машины J кгм²,

- номинальный электромагнитный момент М_н,

- кратность пускового момента М_п / М_н,

- кратность максимального момента М_к / М_н,

- кратность пускового тока I_1п / I_1н,

- критическое скольжение ротора S_k= 25 %,

- номинальное скольжение ротора S_н= 3.6 %.

- параметры Г-образной схемы замещения (рисунок 4.3) в относительных единицах:

в номинальном режиме:

- активное и реактивное сопротивления R`<sub>1*</sub>, X`_1*,

- активное и реактивное сопротивления R``<sub>2*</sub>, X``_2*,

- реактивное сопротивление взаимоиндукции X_m*,

в режиме короткого замыкания:

- активное и реактивное сопротивления R``<sub>2*кз</sub>, X``_2*.

В таблицах П3 и П6 приведены значения величин, необходимых для моделирования и рассчитаны по данным таблиц П1-П2 и П4-П5:

- добавочное сопротивление R_{2 доб},

- потери в стали P_st,

- коэффициент трения F_tr,

в номинальном режиме:

- активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы статора R_s, L_s,

- активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы ротора R`<sub>r</sub>, L`_r,

- индуктивность взаимоиндукции L_m,

в режиме короткого замыкания:

- активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы ротора R`<sub>r кз</sub>, L`_{r кз},

6.4 Исследование АД с короткозамкнутым ротором

Описание принципа действия, устройства, способов пуска и регулирования скорости приведено в разделе 2.

6.4.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

Для выбора схемы необходимо в окне MATLAB (рисунок 6.1) выбрать в качестве текущего каталога папку, в которой находится файл со схемой асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: «C:\MATLAB6p5\work\AD\AKZ\AKZ.mdl». На экране появится схема модели лабораторной работы для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, представленная на рисунке 6.2.

Основными блоками схемы являются: источник трёхфазного напряжения (Source), трёхфазный измеритель напряжения и тока (Three-Phase V-I Measurement), трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (AD), задатчик нагрузки (М2 или б*М2), измеритель (вывод) скорости и электромагнитного момента на валу (wm, Te).

Дополнительные блоки: переключатели (Klych и K_Z), управляемый ключ (Switch), машинное время (Clock), осциллограф (XY), шинный формирователь (Mux), цифровые и графические дисплеи («n, M»; «P2, P1, I1, S, KPD, Cos.f»; «n, M, I1»), рабочие характеристики, блок «U1. I1. P1», усилитель «-К-».

Блоки программ: «Ввод данных», «Построение механической характеристики» и «Построение рабочих характеристик».



Рисунок 6.2 - Схема модели лабораторной работы для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

6.4.2 Ввод данных в модель

Данные исследуемого двигателя для своего варианта (таблицы П1 и П3) необходимо ввести в модель, для этого необходимо дважды щёлкнуть левой кнопкой мыши по блоку асинхронной машины AD и в открывшемся окне ввести данные двигателя (рисунок 5.4). В качестве примера использован двигатель 4А112М4У3.

6.4.3 Определение пускового момента и тока при коротком замыкании

Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором соответствует питанию обмотки статора при заторможенном роторе. Опыт проводится с целью определения пускового момента и пускового тока [4].

Для проведения опыта необходимо открыть блок AD и изменить параметры Rotor [Rr'(ohm) Llr'(H)] на соответствующие параметры ротора при коротком замыкании R`<sub>2 кз</sub> и L`_{r кз} для заданного варианта, а также переключить блок K_Z (рисунок 5.7) в нижнее положение щёлкнув на нём дважды левой кнопкой мыши. Это приведёт к переключению на схему, когда электромагнитный момент подаётся на вход М2. В этом случае щ=0 и получается режим короткого замыкания.

Запустить систему на моделирование нажатием на кнопку и в установившемся режиме (когда показания блоков перестанут изменяться) остановить моделирование нажатием на кнопку , записать пусковой момент М_п и пусковой ток I_1п с цифровых дисплеев «P2, P1, I1, S, KPD, Cos.f» и «n, M». Определить кратность пускового тока и пускового момента . Сравнить полученные значения с паспортными.

6.4.4 Снятие динамической характеристики при параметрах короткого замыкания

Опыт проводится с параметрами двигателя из пункта 6.4.3. Блок K_Z переключить в верхнее положение, это приведёт к переключению схемы в режим снятия характеристик, а также переключить блок Klych и Dinamika (рисунок 5.7) в верхнее положение и открыв блок М2 (рисунок 4.12), установить в нём значение равное 0.

Запустить систему на моделирование, двигатель начнёт разгоняться, и скорость дойдёт до холостого хода, в установившемся режиме остановить модель. Открыть блок «Построение механической характеристики» при этом вызовется подпрограмма построения характеристики в графическом окне Figure и построит динамическую механическую характеристику пуска двигателя (рисунок 6.3). Если необходимо, вызвать редактор свойств осей через меню Edit>Axes properties (рисунок 6.4) и изменить пределы осей X и Y до удобных. Через меню File>Export сохранить характеристику как рисунок, предварительно создав для этого на диске собственную папку. Окно с характеристикой закрыть. В блоке «n, M, I1=f(t)» просмотреть переходные процессы скорости, момента и тока статора во времени (рисунок 6.5). Нажатие сочетания клавиш «Alt + Print Screen» на клавиатуре приведёт к копированию активного окна в буфер, т.е. окна с переходными процессами, откуда их можно вставить в графическую программу Paint или в Word. Сохранить рисунок с переходными процессами в ранее созданной папке для создания отчёта.

Рисунок 6.3 - Динамическая механическая характеристика двигателя при пуске без нагрузки с параметрами короткого замыкания

Рисунок 6.4 - Редактор свойств осей



Рисунок 6.5 - Переходные процессы скорости, момента и тока статора во времени при пуске двигателя без нагрузки с параметрами короткого замыкания

6.4.5 Снятие естественной механической характеристики

Механической характеристикой называют зависимость частоты вращения ротора от вращающего электромагнитного момента.

Механическая характеристика называется естественной, если она соответствует номинальному напряжению, номинальной частоте и отсутствию внешних сопротивлений в цепях обмоток [6].

По методике пункта 6.4.2 ввести в блок AD параметры номинального режима. Блок Klych и Dinamika переключить в нижнее положение. В блоке б*М2 задать скорость нарастания нагрузки Slope равной 0,15*М_н. Это значение обуславливается тем, что при большой скорости нарастания нагрузки механическая характеристика становится динамической и появляется отклонение от естественной характеристики, что наглядно видно из рисунка 6.6, а при очень маленькой скорости нарастания нагрузки процесс вычисления занимает много времени.



Рисунок 6.6 - Механические характеристики при различных значениях б

Запустить систему на моделирование, двигатель начнёт разгоняться и скорость дойдёт до холостого хода, по завершении переходного процесса блок б*М2 начнёт нагружать двигатель и в блоке XY (рисунок 4.18) будет отображаться статическая механическая характеристика. При нагрузке больше критической двигатель остановится и прейдёт в режим противовключения. При отрицательной частоте вращения приблизительно равной 0.3Мn₁ об/мин остановить модель. Открыв блок «Построение механической характеристики» вызовется подпрограмма построения механической характеристики в графическом окне Figure, окно с характеристикой не закрывать.

Повторить опыт, предварительно изменив в блоке б*М2 скорость нарастания нагрузки в поле Slope на отрицательное значение. При отрицательной нагрузке двигатель прейдёт в генераторный режим с отдачей электроэнергии в сеть. При частоте вращения приблизительно равной 2Мn₁ об/мин остановить модель. Повторно открыть блок «Построение механической характеристики», при этом снятая новая характеристика построится вместе с уже имеющейся (рисунок 6.7).

Рисунок 6.7 - Механическая характеристика АД во всех режимах работы

Вызвать редактор свойств осей и изменить пределы осей X и Y до удобных. Сохранить характеристику на диске как рисунок и закрыть окно.

6.4.6 Построение естественных рабочих характеристик

При изменении нагрузки двигателя изменяются токи в обмотках, мощности, частота вращения и другие эксплуатационные показатели. Под рабочими характеристиками поминают зависимость подводимой мощности, тока, скольжения, КПД и коэффициента мощности от отдаваемой мощности на валу при неизменных значениях напряжения, частоты тока питающей сети и внешних сопротивлений в цепях обмоток [6].

Рабочие характеристики снимают при увеличении нагрузки от холостого хода до 1.3 номинальной. Опыт производится аналогично пункту 6.4.5 при параметрах номинального режима. Скорость нарастания нагрузки в блоке б*М2 должна быть 0.15*М_н.

Запустить систему на моделирование, при нагрузке более 1.3 от номинальной (показания контролировать на цифровом дисплее «n, M») остановить модель. Открыв блок «Построение рабочих характеристик» получить снятые характеристики (рисунок 6.8) и сохранить их на диске как рисунок.

Рисунок 6.8 - Рабочие характеристики

Повторить опыт, сняв одну точку при нагрузке М₂=0.5ММ_н. Для этого необходимо переключить блок Klych в верхнее положение и в блоке М2 установить значение равное 0.

Запустить систему на моделирование, после разгона двигателя до холостого хода открыть блок М2 и установить в нём заданную нагрузку. В установившемся режиме снять показания: n, M2, P1, I1 и по этим данным рассчитать рабочие характеристики при заданной нагрузке по формулам:

,

,

,

,

к входной мощности добавляется мощность потерь в стали р_сm1, так как в модели она не учитывается.

6.4.7 Снятие искусственных механических характеристик

Характеристики, не соответствующие номинальным значениям напряжения и частоты тока питающей сети, а также при наличии сопротивлений в цепях обмоток называют искусственными [6].

Во всех опытах ключ Dinamika в нижнем положении.

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях U₁ и построить их в одних осях. Естественная характеристика снимается при U₁= U_1н. Для снятия искусственных характеристик необходимо задать напряжение U₁< U_1н, открыв блок «Ввод данных», при этом на экране появится меню (рисунок 5.12). Нажав кнопку «Амплитуда фазного напряжения (V, B)» в окне команд MATLAB появится приглашение ввести новое значение напряжения, следует ввести его и нажать «Enter» (рисунок 6.10), по завершении ввода данных нажать «Выход».

Рисунок 6.9 - Приглашение ввести новое значение напряжения в окне команд MATLAB

Опыт проводить по методике пункта 6.4.5 при значениях напряжения 0.5U_1н, 0.75U_1н и U_1н, снятие характеристики в генераторном режиме не производить. Результаты представлены на рисунке 6.9.

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях f₁ и построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо задать через меню ввода данных частоту равную 0.7f_1н, f_1н и 1.3f_1н. Методика снятия характеристик аналогична пункту 6.4.7.1. Результаты представлены на рисунке 6.10.

Рисунок 6.10 - Механические характеристики при трёх значениях f₁

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях f₁ и , построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо задать через меню ввода данных значения частот тока 0.5f_1н при напряжении 0.5U_1н, 0.75f_1н при напряжении 0.75U_1н и f_1н при напряжении U_1н так, чтобы сохранялось условие . Методика снятия характеристик аналогична пункту 6.4.7.1. Результаты представлены на рисунке 6.11.



Рисунок 6.11 - Механические характеристики при трёх значениях частоты f₁ и

6.5 Изучение двигателя с фазным ротором

Описание принципа действия, устройства, способов пуска и регулирования скорости приведено в разделе 2.

6.5.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

Для выбора схемы необходимо в окне MATLAB (рисунок 6.1) выбрать в качестве текущего каталога папку, в которой находится файл со схемой асинхронного двигателя с фазным ротором: «C:\MATLAB6p5\work\AD\AFR\AFR.mdl». На экране появится схема модели лабораторной работы для исследования асинхронного двигателя с фазным ротором, представленная на рисунке 6.12.



Рисунок 6.12 - Схема модели лабораторной работы для исследования двигателя с фазным ротором

Схема аналогична схеме двигателя с короткозамкнутым ротором, отличием является блок AD, в настройках которого указан фазный ротор и наличие блоков добавочного сопротивления R_{2_dobav} в каждой фазе ротора.

6.5.2 Ввод данных в модель

Данные исследуемого двигателя для своего варианта (таблицы П4 и П6) необходимо ввести в модель, для этого необходимо дважды щёлкнуть левой кнопкой мыши по блоку асинхронной машины AD и в открывшемся окне ввести данные двигателя. В качестве примера использован двигатель 4АНК160М4У3.

6.5.3 Пуск при заданном пусковом сопротивлении

Воспользовавшись блоком «Ввод данных», в меню установить добавочное пусковое сопротивление для своего варианта (таблица П6). Это сопротивление обеспечивает пуск двигателя при значении пускового момента, равного 0.85 от критического.

Блок Klych и Dinamika установить в верхнее положение, открыть блок М2 и установить в нём значение равное 0.

Запустить систему на моделирование, двигатель начнёт разгоняться, и скорость дойдёт до холостого хода, в установившемся режиме остановить модель. Открыть блок «Построение механической характеристики», в графическом окне Figure построится динамическая механическая характеристика пуска двигателя (рисунок 6.13). Если необходимо, вызвать редактор свойств осей и изменить пределы осей X и Y до удобных. Сохранить характеристику как рисунок в предварительно созданной папке на диске. Окно с характеристикой закрыть. Открыв блок «n, M, I1=f(t)» просмотреть переходные процессы скорости, момента и тока статора во времени (рисунок 6.14). Скопировать в буфер активное окно, т.е. окно с переходными процессами, откуда их можно вставить в графическую программу Paint или в Word. Сохранить рисунок с переходными процессами в ранее созданной папке для создания отчёта.

Рисунок 6.13 - Динамическая механическая характеристика двигателя при пуске без нагрузки с пусковым сопротивлением



Рисунок 6.14 - Переходные процессы скорости, момента и тока статора при пуске без нагрузки с пусковым сопротивлением

6.5.4 Снятие естественной механической характеристики

Воспользовавшись блоком меню «Ввод данных», установить добавочное сопротивление равное 0. Блок Klych и Dinamika переключить в нижнее положение. В блоке б*М2 задать скорость нарастания нагрузки в графе Slope равной 0,15*М_н.

Запустить систему на моделирование, выполнение проводить аналогично пункту 6.4.5.

6.5.5 Построение естественных рабочих характеристик

Рабочие характеристики снимают при увеличении нагрузки от холостого хода до 1.3 номинальной.

Опыт производится аналогично пункту 6.5.4. Запустить систему на моделирование, при нагрузке более 1.3 от номинальной остановить модель. Открыв блок «Построение рабочих характеристик», получить снятые характеристики (рисунок 6.15) и сохранить их на диск как рисунок.

Повторить опыт, сняв одну точку при нагрузке М₂=0.5ММ_н аналогично пункту 6.4.6.

Рисунок 6.15 - Рабочие характеристики

6.5.6 Снятие искусственных механических характеристик

Во всех опытах ключ Dinamika в нижнем положении.

При разном значении U₁

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях U₁ и построить их в одних осях. Естественная характеристика снимается при U₁= U_1н. Для снятия искусственных характеристик необходимо задать напряжение U₁< U_1н, открыв блок «Ввод данных», при этом на экране появится меню. Нажав кнопку «Амплитуда фазного напряжения (V, B)» в окне команд MATLAB появится приглашение ввести новое значение напряжения, следует ввести его и нажать «Enter» (рисунок 6.11), по завершении ввода данных нажать «Выход».

Опыт проводить по методике пункта 6.4.5 при значениях напряжения 0.5U_1н, 0.75U_1н и U_1н, снятие характеристики в генераторном режиме не производить. Результаты представлены на рисунке 6.16.

Рисунок 6.16 - Механические характеристики при трёх значениях U₁

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях добавочного сопротивления в цепи ротора и построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо ввести через меню ввода данных добавочное сопротивление равное 0, R_2пуск и 0.5 R_2пуск. Методика снятия характеристик аналогична пункту 6.5.6.1. Результаты представлены на рисунке 6.17.

Рисунок 6.17 - Механические характеристики при трёх значениях R_2доб

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях U₁ и R_2доб, и построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо задать через меню ввода данных R_2доб = 0 при U₁= U_1н, R_2доб = R_2пуск при напряжении 0.8U_1н и R_2доб = 0.5R_2пуск при напряжении 0.9U_1н. Методика снятия аналогична пункту 6.5.6.1. Результаты представлены на рисунке 6.18.

Рисунок 6.18 - Механические характеристики при трёх значениях R_2доб и U_1н

7. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

В ходе разработки виртуальных лабораторных работ возникла необходимость в дополнительных программах. Эти программы написаны на встроенном в MATLAB языке программирования, который носит название

Как уже было сказано в разделе 5, в схеме имеются специальные блоки «Ввод данных», «Построение механической характеристики» и «Построение рабочих характеристик», при открытии которых вызываются необходимые программы. Назначение этих блоков понятно из их названия и также описано в пункте 5.

Блок «Ввод данных» использует программу «AKZ_menu.m» или «AFR_menu.m», в зависимости от исследуемого двигателя с короткозамкнутым или фазным ротором.

Данная программа позволяет ввести в блоки схемы необходимые данные, и основана на условии выбора одной из предложенных позиций. При выборе, какой либо позиции предлагается ввести значение необходимой величины, которое впоследствии вводится в параметры блока в схеме, тем самым позволяет избежать многократного процесса изменения значения это величины, если она используется несколькими блоками.

Блок «Построение механической характеристики» использует программу «n_f_M.m». Данная программа отвечает за построение механической характеристики. Она считывает данные вектора скорости и момента, формирует графическое окно Figure, название характеристики, оси и подписи осей и в полученном окне строит механическую характеристику.

Блок «Построение рабочих характеристик» использует программу «Rabochiе.m». Программа аналогична выше описанной, считывая данные входной и выходной мощности, тока статора, скольжения, КПД и коэффициента мощности она выполняет построение рабочих характеристик в графическом окне Figure..

Для упрощения расчёта данных для двигателя написана следующая программа «Raschet_Dvigok.m». Эта программа реализует переход от параметров Г-образной схемы замещения к Т-образной и рассчитывает параметры необходимые для моделирования.

8. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА РАЗРАБОТКУ ПРОГРАММНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (ПМО)

8.1 Исходные данные

количество форм переменной входной информации -два;

сложность алгоритма - три;

количество форм выходной информации - два;

степень новизны комплекса задач - В;

сложность алгоритма - три;

объём входной информации - до 50000 документострок;

сложность организации контроля входной информации - 11;

сложность организации контроля выходной информации - 22;

использование стандартных типов проектов и моделей - 25 %;

проект разрабатывается с учётом обработки информации в режиме работы в реальном времени.

8.2 Определение затрат времени на разработку (ПМО) по стадиям проектирования

Расчёт произведён по литературе [8] и данные сведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Определение затрат времени на разработку программного обеспечения по стадиям разработки проекта

Стадия Разработки Проекта	Затраты времени	Поправочный коэффициент	Затраты времени с учётом ПК, дней
	Значение, дней	Осно-вание	Значение	Основание
1 Разработка технического задания
Затраты времени разработчика постановки задачи Затраты времени разработчика ПО	29,00 29,00	Таблица 4.1 норма 13Г Таблица 4.1 норма 13Г	0,65 0,35	Примечание к таблице 4.1 Примечание к таблице 4.1	18,85 10,15
2 Разработка программы
Затраты времени разработчика постановки задачи Затраты времени разработчика ПО	44,00 44,00	Таблица 4.2 норма 13Г Таблица 4.2 норма 13Г	0,7 0,3	Примечание к таблице 4.2 Примечание к таблице 4.2	30,8 13,2
3 Отладка программы
Затраты времени разработчика постановки задачи	14,00	Таблица 4.27 норма 3В	К1=0,832 К2=1 К3=1,26 Кобщ=1,05	п.1.7(таблица 1.1) п.1.7(таблица 1.3) п.1.9(таблица 1.5) Кобщ=К1•К2•К3	14,7
Затраты времени разработчика ПО	12,00	Таблица 4.28 норма 3В	К1=0,832 К2=1 К3=1,26 Кобщ=1,05	п.1.7(таблица 1.1) п.1.7(таблица 1.3) п.1.9(таблица 1.5) Кобщ=К1•К2•К3	12,6

Исходя из таблицы на разработку программного математического обеспечения одному человеку требуется 179 дней. Норма рабочего времени на 2006 год составляет 168 часов в месяц, т.е. 168/8=21 день в месяц.

8.3 Основная заработная плата программиста в месяц

ЗП₁=ЗП_Т12•(К_р•К_нс•К_сев - 1)•К_н, (8.1)

где ЗП_Т12 -тарифная заработная плата программиста двенадцатого разряда по единой тарифной сетке, ЗП_Т12= 2317,68р

К_р- районный коэффициент, К_р=1,3;

К_нс- коэффициент, учитывающий непрерывный стаж работы, К_нс=1,2;

К_сев- северный коэффициент, К_сев=1,25;

К_н- коэффициент начисления на заработную плату, К_н=1,85.

ЗП₁=2317,68•(1,3•1,2•1,25-1)•1,85=4073,3 р.

Полная заработная плата программиста в месяц, р

ЗП₀=ЗП₁•(1+Р_ФСН/100)•(1+Р_ДЗ/100), (8.2)

где РФСН - отчисления в фонд социальных нужд, РФСН=26 %;

РДЗ - отчисления на дополнительную заработную плату, РДЗ=8 %.

ЗП₀=4073,3•(1+8/100)•(1+26/100)=5542,9 р.

Затраты на выплату ЗП исполнителю программы

руб., (8.3)

где Н_ВР - расчетная норма времени на разработку программы, дней;

Ф_ВР - месячный фонд времени, дней. Ф_ВР = 21.

8.4 Расчет затрат на требующееся машинное время

Результирующий поправочный коэффициент

, (8.4)

где К₁ - коэффициент, учитывающий степень новизны, группу сложности алгоритма, К₁ = 1;

К₂ - коэффициент, учитывающий объем входной информации, = 1,07.

Затраченное машинное время

, (8.5)

где НВР - время работы ЭВМ, НВР = 66 часов.

часов.

Затраты машинного времени равны

руб.,(8.6)

где СТ - стоимость одного часа машинного времени (по данным вычислительного центра ДВГТУ), СТ = 65р.

8.5 Расчет суммарных затрат на разработку ПМО

руб. (8.7)

8.6 Экономическая эффективность

Полученная виртуальная модель лабораторной работы намного превосходит по техническим и экономическим возможностям реальную физическую лабораторную установку. В созданной виртуальной лабораторной работе имеется широчайший спектр возможностей по исследованию асинхронной машины в различных режимах работы, что в реальной лаборатории требует больших финансовых расходов из-за дороговизны необходимого оборудования и затрат на электроэнергию.

Большим плюсом разрабатываемых лабораторных работ является то, что виртуальную лабораторию можно использовать в дистанционном обучении студентов и в различных учебных заведениях, где нет возможности поработать в реальной лаборатории. Единственное, что необходимо для работы виртуальной лаборатории, это наличие персонального компьютера, который в наше время является общедоступным и имеется в каждом учебном заведении.

9. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ РАБОТЕ ЗА КОМПЬЮТЕРОМ

9.1 Вопросы эксплуатации

Ни для кого не секрет, что компьютеризацию сегодня принято считать панацеей - только компьютер может повысить эффективность образования и промышленности, банковского дела и торговли, объединить через Интернет весь мир. И, очевидно, эта "пандемия" неостановима. Как всякий новый этап в развитии общества, компьютеризация несет с собой и новые проблемы. И одна из наиболее важных - экологическая. Много слов в печати и в других СМИ сказано о вредном влиянии компьютера на здоровье пользователей. Некоторые бойкие авторы даже грозят вымиранием человечеству, сидящему за дисплеями. Необходимо объективно оценивать эти проблемы, ибо для борьбы с любой опасностью, прежде всего надо знать, что она собой представляет! У экологической проблемы компьютеризации две составляющие. Первая определяется физиологическими особенностями работы человека за компьютером. Вторая - техническими параметрами средств компьютеризации. Эти составляющие - "человеческая" и "техническая" - тесно переплетены и взаимозависимы. Исследования подобных проблем - предмет эргономики, науки о взаимодействии человека, основной целью которой является создание совершенной и безопасной техники, максимально ориентированной на человека, организация рабочего места, профилактика труда. Эргономика изучает трудовую деятельность в комплексе, в ней объединяются научные дисциплины, развивавшиеся прежде независимо друг от друга.