- •Моделювання електромеханічних систем Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи
- •Мета роботи:
- •1. Побудова математичної моделі двигуна.
- •2. Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна V(I)
- •3. Розрахунок і побудова графіка залежності коефіцієнта корисної дії (ккд) від величини струму
- •Розрахунок тягової характеристики двигуна (залежності від моменту сили на валу від величини струму)
- •Побудова графіків швидкісної характеристики, моменту на валу і ккд двигуна при різних значеннях напруги живлення
- •Дослідження характеристик двигуна при різних значеннях магнітного поля
- •7. Побудова залежності моменту сили тяги двигуна (м, н*м) від швидкості обертання його ротора (n, об/хв.)
- •Побудова залежності сили тяги рухомої одиниці f, h від її швидкості (V, м/c) та виконання апроксимації залежності математичними формулами
- •9. Побудова залежності струму двигуна і, а від швидкості V, м/с транспортного засобу та апроксимації залежностей математичними формулами
- •Мета роботи:
- •Порядок виконання роботи:
- •1. Введення вхідних даних
- •2. Побудова таблиці числового інтегрування рівняння руху
- •3. Розрахунок режим початку руху й розгону
- •4. Розрахунок режиму руху за тяговою характеристикою при 100% магнітному полі
- •5. Розрахунок режиму руху за тяговою характеристикою при пониженому магнітному полі
- •6. Розрахунок режиму руху за тяговою характеристикою мінімального магнітного поля
- •7. Розрахунок режиму вибігу при відключеному від електричної мережі тяговому двигуні
- •8. Розрахунок режиму гальмування до зупинки транспортного засобу в кінці перегону
- •9. Побудова графіка кривої руху
- •10. Побудова графіка споживання струму і розрахунок втрат електроенергії на рух
- •11. Розрахунок втрат електроенергії на рух транспортного засобу
- •12. Коригування режиму руху з врахування значень величини струму
- •13. Виконання аналізу результатів розрахунку кривих руху та затрат електричної енергії
- •Частина 2. Побудова стохастичних моделей систем
- •Мета роботи:
- •Список літератури:
- •Розрахунково – графічна робота з курсу "Моделювання електромеханічних систем"
- •61002, Харків, вул. Революції, 12
3. Розрахунок режим початку руху й розгону
3.1. У клітинках колонки V, м/с розрахувати швидкість руху на початковій ділянці розбігу за формулою:
(41)
У формулі як величину l вказати координату колонки l, м цього ж ряду, а як величину іД1 – координату колонки і, 0/00.
3.2. Результати розрахунок скопіювати до ряду, в якому значення швидкості V, м/с буде ледве перевищувати величину Vгод.
3.3. У колонку V, км/год ввести формулу розрахунку відповідного значення швидкості та скопіювати їх до закінчення розрахунку V, м/с.
3.5. У колонку «Режим» ввести відповідний режим руху, а саме «Розбіг».
3.6. У першу клітинку колонки час руху t, c ввести = 0.
3.7. Час руху tm+1, на кожному наступному кроці інтегрування (m+1) визначається як попередній час руху tm і час руху на віддалі кроку інтегрування h за шляхом. Останній дорівнює кроку інтегрування поділеному на середню швидкість:
Для розрахунку часу руху у клітинку другого ряду колонки t, c ввести знак =, вказати адресу попередньої клітинки колонки, ввести знак +, величину 2* h, ввести знак ділення та в дужках вказати суму адрес клітинок колонки V, м/с першого й другого рядка.
3.8. Скопіювати формулу розрахунку часу руху в наступні клітинки колонки.
3.9. Зафарбувати клітинки розрахункової таблиці цього режиму руху одним кольором.
4. Розрахунок режиму руху за тяговою характеристикою при 100% магнітному полі
4.1. У клітинки, починаючи з останнього ряду розрахунку режиму розбігу, замість розрахованих значень ввести формули числового інтегрування рівняння руху згідно з методом Рунге-Кутта 4-го порядку, а саме значення V, K1, K2, K3, K4. Формули, які потрібно записувати – це формули (36’) – (39’). Більш детально вони розшифровані нижче з урахуванням формул сил, що діють на рухому одиницю електротранспорту. Вводити формули потрібно обережно, оскільки можливі помилки під час вводу, які приведуть до невірних результатів розрахунку. Порядок вводу описано далі.
4.2. Записати значення сили, яка діє на рухому одиницю під час руху, на тяговій характеристиці двигуна при 100% магнітному полі. Вона, згідно з формулою (30), рівна
FД100-Мо*g*Кт-Kа*Vm^2-Мо*g*iд1/1000. (42)
4.3. Підставити одержане в попередній задачі значення тягової сили FД100, в рівняння коефіцієнта К1, наприклад:
((EXP(EXP(-0,0407*Vm+2,5297))-Мо*g*Кт-Kа*Vm^2- (43)
-Мо*g*iд1/1000)/Мс)/Vm.
4.4. Ввести формулу розрахунку коефіцієнта К1 клітинку колонки зі знаком = на початку формули. В якості величини Vm слід вказати на клітинку, у якій розміщене попереднє розраховане значення швидкості, тобто на клітинку колонки Vm розміщену одним рядком вище.
4.5. У клітинку колонки К2 ввести формулу обрахунку коефіцієнта на кроці Vm+1 згідно з формулами (30) і (37’). Ця формула така:
=((EXP(EXP(-0,0407*(Vm+h*К1/2)+2,5297))-Мо*g*Кт-
- Kа*(Vm+h*К1/2)^2-Мо*g*Ід1/1000)/Мс)/(Vm+h*К1/2). (44)
Як величину Vm потрібно вказати клітинку попереднього ряду колонки Vm, як величини Ід1, К1 вказати клітинки відповідних колонок рядка вводу, а як величину h – адресу клітинки з величиною кроку інтегрування.
Зауваження. Адреса клітинки у формулу розрахунку вводиться за допомогою мишки, яку позиціюють у відповідній клітинці.
4.6. У клітинку колонки К3 ввести формулу обрахунку коефіцієнта на кроці Vm+1 згідно з формулою і (38’), аналогічно як і коефіцієнта К2.
4.7. Аналогічним чином у клітинку колонки К4 ввести формулу обрахунку коефіцієнта К4 на кроці Vm+1 згідно з формулою (39’) Врахувати, що в формулі розрахунку коефіцієнт К3 не ділиться на 2, як у попередніх клітинках при розрахунках коефіцієнтів К2 та К3.
4.8. У клітинку колонки V, м/с цього ряду ввести формулу (36) розрахунку швидкості Vm+1 на кроці m+1 за значенням швидкості Vm на кроці m.
4.9. У клітинку ряду «Режим» ввести позначення 100%.
4.10. Клітинки ряду, починаючи з клітинки колонки V, м, вказати кольором, відмінним від кольору попередніх клітинок.
4.11. Скопіювати значення щойно введеного рядка в подальші рядки для розрахунку швидкості.
4.12. Проаналізувати характер руху за зміною швидкості й відмітити рядок, з якого слід перейти на понижене значення магнітного поля. Перехід слід здійснювати тоді, коли зростання швидкості сповільниться і виникне потреба збільшення потужності двигуна для подальшого прискорення руху.