Программа исследований

Моделирование ЭТУ. Моделирование систем.

Лабораторная работа № 3. Моделирование электромагнита при питании от конденсаторной батареи при учете изменения зазора без учета насыщения

Вариант
Напряжение заряда конденсатора , В
Емкость конденсатора , мкФ
Начальное значение зазора , м	0,005	0,005	0,005	0,005	0,01	0,015	0,008
Отн. магнитная проницаемость µ_*
Число витков
Площадь сечения стержня , м²	0,015	0,017	0,022	0,025	0,006	0,045	0,066
Длина сердечника , м	0,77	0,93	0,54	0,34	0,45	0,31	0,44
Сопротивление катушки , Ом	0,125	0,1	0,12	0,13	0,14	0,15	0,125
Масса якоря , кг
Коэфф. жесткости пружины , Н/м		0,5		1,2		0,4	0,8
Сила сопротивления ,Н

Вариант
Напряжение заряда конденсатора , В
Емкость конденсатора , мкФ
Начальное значение зазора , м	0,006	0,008	0,01	0,01	0,006	0,008	0,008
Отн. магнитная проницаемость µ*
Число витков
Площадь сечения стержня , м²	0,027	0,045	0,026	0,028	0,087	0,022	0,042
Длина сердечника , м	0,37	0,65	0,48	0,74	0,51	0,59	0,83
Сопротивление катушки , Ом	0,135	0,15	0,12	0,145	0,13	0,13	0,125
Масса якоря , кг
Коэфф. жесткости пружины , Н/м		0,5		1,2		0,6	0,8
Сила сопротивления , Н

Вариант
Напряжение заряда конденсатора , В
Емкость конденсатора , мкФ
Начальное значение зазора , м	0,007	0,006	0,005	0,004	0,005	0,006	0,007
Отн. магнитная проницаемость µ*
Число витков
Площадь сечения стержня , м²	0,025	0,055	0,025	0,058	0,080	0,020	0,040
Длина сердечника , м	0,30	0,60	0,40	0,70	0,50	0,50	0,80
Сопротивление катушки , Ом	0,130	0,150	0,120	0,140	0,130	0,130	0,120
Масса якоря , кг
Коэфф. жесткости пружины , Н/м		0,5		1,2		0,6	0,8
Сила сопротивления , Н

Программа исследований

1. Записать основные уравнения, описывающие процессы в электромеханической системе.

2. Построить структурную схему электромагнита при питании от конденсаторной батареи с учетом изменения воздушного зазора, с учетом магнитного сопротивления стали. В отчете изобразить схему.

3. Установить параметры расчета: время расчета – 0,2 с; шаг переменный, точность относительная и абсолютная – 1е-5.

4. Экспериментально подобрать такое начальное напряжение заряда конденсатора, при котором выработка воздушного зазора при первом притяжении якоря произойдет на 70% от начального. Записать в отчете минимальное значение зазора и полученное начальное напряжение конденсатора, период колебаний в электрической цепи.

5. В отчете изобразить зависимости напряжения конденсатора, тока катушки, скорости якоря, магнитной индукции, индуктивности, изменения воздушного зазора и усилий в системе от времени.

6. Пояснить несинусоидальность графика напряжения на конденсаторе.

7. Оценить корректность отсутствия учета насыщения в схеме.

8. Повторить расчет при увеличенном в 4 раза напряжении заряда конденсатора. В отчете изобразить зависимости напряжения конденсатора, изменения воздушного зазора от времени. Определить период колебаний, пояснить причины изменения периода колебаний. Оценить корректность отсутствия учета насыщения в схеме. Восстановить исходное значение напряжения.

9. Повторить расчет при увеличенной в четыре раза массе якоря. В отчете изобразить зависимости напряжения конденсатора, изменения воздушного зазора от времени. Пояснить результаты. Восстановить исходное значение массы.

10. Повторить расчет при уменьшенном в два раза коэффициенте упругости. В отчете изобразить зависимости напряжения конденсатора, изменения воздушного зазора от времени. Пояснить результаты. Восстановить исходное значение коэффициента упругости.

11. Достроить схему для определения энергий во всех элементах системы.

12. Составить баланс энергий. Пояснить результаты.

13. Проверить выполнение закона сохранения энергии. Пояснить результаты.