В работе электри­ческих машин постоянного тока (МПТ) промышленных электроприводов присутствуют такие динамические режимы, как разгон, торможение и изменения нагрузки. Для изучения поведения электроприво­дов постоянного тока (включающих МПТ и силовое управляющее устрой­ство) в этих переходных условиях следует либо экспериментально исследовать реальный МПТ, либо провести его компьютерное моделирование пу­тем численного решения соответствующих дифференциальных уравнений.

Следует учитывать, что эксперимент с реальной МПТ сложен и дорог. Более того, в реальной системе нельзя исследовать режимы потенциальной неисправности и отказа, которые часто встречаются практически. Одним из ре­шений проблемы является построение модели МПТ и проведение моделирования с использованием персонального компьютера с LabView. Результаты модели­рования могут помочь пользователю в выборе необходимого типа МПТ и схемы управления.

В настоящее время разработаны достаточно полные математические модели электрических машин, которые не реализованы в среде программных продуктов. Существует ряд моделей, разработанных в среде MathLab-Simulink [3,4]. Но этот пакет предназначен только для моделирования и не поддерживает связь с реальными систе­мами, что усложняет переход от «виртуальности» к «действительности» и наобо­рот.

Среда NI LabView позволяет производить как моделирование, так и анализ существующих объектов. Реализованные в данной среде модели электрических машин [5] рассматривают лишь МПТ с возбуждением постоян­ным магнитом, которые практически не применяются.

Основой данной работы является создание математической модели МПТ, основанной на решении систем дифференциальных уравнений, позволяющей рассматривать работу МПТ с различными системами управления в нормальных, аварийных и переходных режимах.

Возникновение переходных процессов в МПТ, как и в других машинах, связано с измене­нием состояния и режима их работы и обусловлено накоплением или рассеянием электромагнитной энергии в их цепях и механичес­кой энергии вращающихся масс в процессе перехода от одного установившегося состояния к другому. Переходные процессы в МПТ относятся к категории наиболее сложных.

От характера протекания переходных процессов суще­ственно зависит надежность работы МПТ и связанных с нею устройств. В свою очередь, характер переходных процессов в МПТ зависит oт многих факторов, основными из которых являются нелинейности характеристик намаг­ничивания полюсов, взаимная индукция цепей якоря и возбуждения, реакция якоря, вихревые токи в массивных частях магнитопровода, изменение падения напряжения в щеточном контакте, изменение частоты вращения якоря [6]. Учет этих факторов сопряжен со значительными трудностями. При практическом решении задач, связанных с исследованием переходных процессов в МПТ, вводят ряд упрощающих допущений.

При анализе переходных процессов в МПТ одним из основных параметров является индуктивность обмоток якоря, которая вследствие нелинейности харак­теристики намагничивания машины оказывается величиной переменном. Так, при упрощенных расчетах нелинейная характеристика МПТ может быть выра­жена уравнением гиперболы , при о.е