В лаборатории электрического моделирования потребителей энергии разрабатываются и создаются как реальные, так и виртуальные электрические модели нестационарного теплопереноса в энергетическом оборудовании с применением теории подобия и аналогий.
При этом рассматриваемые процессы теплопереноса в энергетических установках представляются эквивалентными электрическими схемами замещения, являющимися электрическими моделями-аналогами, поскольку они составляются исходя из тождественности математических моделей электрических и тепловых процессов. Поскольку электрические цепи воспроизводят процессы, аналогичные тепловым процессам в энергетических объектах, то получается обобщение теории цепей из элементов различной физической природы: тепловых и электрических.
При создании виртуальных моделирующих устройств используется система моделирования электрических цепей "Multisim-2001".
Студент может использовать ЭВМ и как средство проведения экспериментов в лабораторных работах на реальных электрических моделях. При этом студенты получают практические навыки, так как общаются не только с компьютером, но и с реальными электрическими моделями. С этой целью разработана лабораторная установка, которая включает в себя лабораторный стенд для исследования переходных процессов в сеточных электрических моделях, устройство сопряжения и персональный компьютер.
На лабораторном стенде можно менять параметры исследуемой электрической модели, а систему сбора и обработки информации об изменениях напряжений и токов в процессе проведения лабораторных работ производить на базе персонального компьютера.
Виртуальный измерительный комплекс представляет собой программное обеспечение, установленное на персональный компьютер и интерфейсное устройство, позволяющее персональному компьютеру получить доступ к напряжениям и токам, которые он должен будет обрабатывать. В качестве такого интерфейса используется аналого-цифровой преобразователь с несколькими входами, снабженный устройством нормирования входного сигнала. При этом область применения виртуального измерительного комплекса шире, чем у обычных измерительных приборов, поскольку виртуальный комплекс можно перепрограммировать и оптимизировать для конкретных исследований.
Любой старый персональный компьютер можно превратить в мощный измерительный комплекс, если его снабдить несколькими аналоговыми входами. Его клавиатура и экран предоставляют существенно большие возможности по сравнению с теми, которые могут дать мультиметр или осциллограф, а дисковод и принтер подходят для регистрации длительных переходных процессов в электрических цепях. Кроме того, вычислительная мощность персонального компьютера позволяет подвергать собранные информационные данные дальнейшей, даже очень сложной обработке. Можно добиться нужных результатов, подключив небольшие аналого-цифровые преобразователи к стандартным последовательным или параллельным портам. Подобные устройства можно собрать и самостоятельно. Возможности графических интерфейсов обеспечивают гораздо более широкую область применения, чем может иметь обычный измерительный прибор, не говоря уже о потенциальном использовании принтеров, дисковых накопителей.
Такой подход позволяет ограничиться минимальными затратами, т.к. требования к измерительному комплексу не очень жесткие. Подобное решение соответствует нуждам преподавателей при проведении лабораторных работ по дисциплине "Потребители электрической и тепловой энергии", которые имеют дело с относительно медленными переходными электрическими процессами. Кроме того, это дает возможность вернуть к работе старые персональные компьютеры.
|