Студопедия — Частина 1. Аналітичне моделювання електромеханічних систем і побудова детермінованих моделей
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Частина 1. Аналітичне моделювання електромеханічних систем і побудова детермінованих моделей






Детерміновані моделі – це моделі, в яких між вихідними й вхідними величинами існує причино-наслідковий зв’язок. У них вихідна величина системи може бути подана як певна функція вхідних величин. Будуються такі моделі на основі аналізу взаємодії елементів системи між собою і системи в цілому з навколишнім середовищем. Всі взаємодії підлягають відомим законам фізики. Описуються детерміновані моделі рівняннями: алгебраїчними, звичайними диференційними, диференційними рівняннями в часткових похідних тощо. Аналіз систем здійснюється шляхом розв’язання рівнянь за певних початкових та крайових умов і вивченням розв’язку рівнянь при зміні параметрів системи, величини зовнішньої дії чи початкових умов [3-5].

Варіант завдання вибирається згідно з табл. 1 та 2 відповідно до номера студента за журналом групи, або відповідно до номера залікової книжки, за вказівками викладача.

 

Задача 1. Побудова математичної моделі двигуна і дослідження його характеристик

Мета роботи:

Навчитись створювати математичні моделі за допомогою електронної таблиці EXCEL. Засвоїти знання електричних машин, побудови математичної моделі тягового двигуна, і використання математичної моделі для аналізу характеристик двигуна.

 

Завдання до виконання роботи:

 

1. Побудувати математичну модель двигуна. (лабораторні роботи № 1, 2 та 3 [1]) відповідно до варіанта РГР (див. табл. 1 і 2).

2. Виконати розрахунки й побудувати швидкісну характеристику двигуна.

3. Виконати розрахунки й побудувати залежність коефіцієнта корисної дії (ККД) від величини струму.

4. Виконати розрахунки й побудувати графік тягової характеристики двигуна (залежності моменту сили на валу від величини струму).

5. Дослідити зміни у швидкісної характеристики, ККД та тягової характеристики двигуна при зміні напруги живлення (відповідно до варіанта завдання табл.1 і 2).

6. Дослідити характеристики двигуна при ослабленні магнітного поля двигуна (відповідно до варіанта завдання табл.1 і 2).

7. Побудувати залежності моменту сили тяги (М, Н*м) двигуна від швидкості обертання його ротора (n, об/хв) при заданих значеннях магнітного поля.

8. Побудувати залежності сили тяги рухомої одиниці F, H від її швидкості (V, м/c) й виконати апроксимацію залежності математичними формулами, які потрібні для вирішення наступної задачі.

9. Побудувати залежність струму двигуна (І, А) від швидкості (V, м/с) рухомої одиниці при трьох значеннях магнітного поля двигуна й виконати апроксимацію залежності математичними формулами.

10. Зробити висновки щодо кожного пункту виконаного завдання й оформити звіт.

 

Таблиця 1 – Вхідні дані для варіанта завдання

№ ва-ріанта Ослаблення магнітного поля, % Uдв, В Сталь Рівняння апроксимації
         
  100, 70, 40 550, 450, 350   Функція користувача а0+a1*x +a2*exp(a3*x)
  100, 60, 35 600, 500. 400   Поліном ступеня 4
  100, 65, 35 580, 440, 300   Поліном ступеня 5
  100, 67, 34 410, 320   Функція користувача а0*х + а1*ln(a2+a3*x)
  100, 65, 36 450, 360   Дробово-раціональна функція 1-го порядку
  100, 66, 35 400, 310   Дробово-раціональна функція 2-го порядку
  100, 73, 46 430, 330   Функція користувача а0+a1*x +a2*exp(a3*x)
  100, 70, 44 420, 310   Поліном ступеня 4
  100, 65, 40 460, 360   Поліном ступеня 5
  100, 66, 40 500, 410   Функція користувача а0*х + а1*ln(a2+a3*x)
  100, 68, 43 430, 330   Дробово-раціональна функція 1-го порядку
  100, 70, 45 400, 320   Дробово-раціональна функція 2-го порядку
  100, 66, 36 450, 360   Функція користувача а0+a1*x +a2*exp(a3*x)

 

Продовження табл. 1

         
  100, 76, 45 420, 310   Поліном ступеня 4
  100, 71, 45 440, 320   Поліном ступеня 5
  100, 80, 54 420, 310   Функція користувача а0*х + а1*ln(a2+a3*x)
  100, 65, 39 470, 360   Дробово-раціональна функція 1-го порядку
  100, 70, 38 490, 390   Дробово-раціональна функція 2-го порядку
  100, 70, 43 440, 340   Функція користувача а0+a1*x +a2*exp(a3*x)
  100, 65, 43 470, 370   Поліном ступеня 4
  100, 70, 44 400, 310   Поліном ступеня 5
  100, 75, 49 470, 360   Функція користувача а0*х + а1*ln(a2+a3*x)
  100, 68, 38 490, 400   Дробово-раціональна функція 1-го порядку
  100, 73, 33 430, 340   Дробово-раціональна функція 2-го порядку
  100, 65, 35 400, 310   Функція користувача а0+a1*x +a2*exp(a3*x)

 

Таблиця 2 – Варіант рухомого складу та його характеристики для розрахунку динаміки руху

№ варіанта Транспортний засіб Діаметр колеса, м Передатне число трансмісії Коефіцієнти тертя
Режим тяги, Кт Режим пробігу, Ктп
1, 6, 11, 16, 21 Т3 0,700 7,43 0,22 0,31
2, 7, 12, 17, 22 ЗИУ 9(685Б) 1,070 11,3 0,31 0,40
3, 8, 13, 18, 23 КТМ-5М3 1,070 11,4 0,29 0,38
4, 9, 14, 19, 24 ЮМЗ Т1 0,700 7,17 0,26 0,34
5, 10, 15, 20, 25 ДАК 217 1,070   0,35 0,44

 

 


Зміст роботи:

Швидкісна характеристика двигуна V(i), його тягова характеристика M(i) і залежність коефіцієнта корисної дії η; від величини струму і розраховується за формулами [3, 4]:

;(1)

η(і)= ;(2)

. (3)

Безпосереднє використання цих формул неможливе тому, що залежність магнітного потоку Ф(і) від величини струму і не визначена. Вона зумовлена магнітною характеристикою сорту динамної сталі, з якої виготовлено двигун, а також від конструкційних параметрів двигуна. Магнітна характеристика сталі визначає залежність магнітного потоку Ф(F) від намагнічуючої сили F. Ця залежність нелінійна і відрізняється для кожного сорту динамної сталі. Характерною особливістю магнітної характеристики сталі є її нелінійність і насичення. При збільшенні намагнічуючої сили до певної величини магнітний потік досягає певного значення, яке майже не змінюється при подальшому збільшенні намагнічуючої сили. Для ефективної роботи двигуна у всьому діапазоні зміни його струму потрібно, щоб залежність між намагнічуючою силою і магнітним потоком була лінійною. Техніко–економічні характеристики двигуна залежать від максимального значення магнітного потоку. Чим більше значення магнітного потоку, яке досягається при роботі двигуна, тим кращі силові характеристики двигуна, розраховані на одиницю його маси. З огляду на це під час конструювання двигуна вибирають робочу ділянку магнітної характеристики сталі так, щоб двигун працював при максимально можливих значеннях магнітного потоку з допустимим ступенем не лінійності характеристики. Тобто доводиться йти на компроміс між бажаним максимальним значенням магнітного потоку і вимогою лінійності характеристики.

Розрахунки робочого діапазону кривої намагнічування сталі виконують, як правило, у відносних одиницях. Це дозволяє узагальнити розрахунки й розрахувати двигуни різних типорозмірів з даного сорту сталі за однією методикою. Оскільки доводиться мати справу з нелінійними залежностями, то в практиці проектування часто застосовують графічні методи. Використання графоаналітичних методів розрахунку, при наявності сучасної обчислювальної техніки, є невиправданим та малоефективним. Тому в цій роботі графічні побудови замінені аналітичними розрахунками, а саме: використовуються методи аналітичної апроксимації нелінійних характеристик сталі й аналітичне розв’язання рівнянь магнітного кола двигуна. Створення математичної моделі двигуна виконують у декілька етапів, а саме:

a) опис вихідних даних (змінних) і присвоєння їм імен;

б) апроксимація магнітних характеристик динамної сталі математичною формулою;

в) вибір робочої ділянки кривої намагнічування сталі, значення магнітного потоку та намагнічуючої сили годинного режиму;

г) одержання математичного виразу залежності магнітного потоку двигуна від струму якоря;

д) створення математичної моделі двигуна (розрахунки характеристик двигуна);

ж) дослідження робочих характеристик двигуна за допомогою математичної моделі.

Цю роботу виконують за допомогою електронної таблиці EXCEL і програм інтерполяції та апроксимації.

Порядок виконання роботи:

Опишемо порядок виконання роботи відповідно до пунктів завдання.

 







Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 451. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Опухоли яичников в детском и подростковом возрасте Опухоли яичников занимают первое место в структуре опухолей половой системы у девочек и встречаются в возрасте 10 – 16 лет и в период полового созревания...

Способы тактических действий при проведении специальных операций Специальные операции проводятся с применением следующих основных тактических способов действий: охрана...

Искусство подбора персонала. Как оценить человека за час Искусство подбора персонала. Как оценить человека за час...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Влияние первой русской революции 1905-1907 гг. на Казахстан. Революция в России (1905-1907 гг.), дала первый толчок политическому пробуждению трудящихся Казахстана, развитию национально-освободительного рабочего движения против гнета. В Казахстане, находившемся далеко от политических центров Российской империи...

Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия