Laboratorium:
Elektrodynamika techniczna
Temat: Wizualizacja prądów wirowych w silniku liniowym tubowym Semestr:
Grupa / data:
Ocena:
………………
……………….. / ……………………………..
………………..
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest obserwacja oraz analiza wpływu indukowanych prądów wirowych w obwodzie stojana i biegnika na przebiegi prądu, strumienia elektromagnetycznego, siły elektromotorycznej i ponderomotorycznej w silniku indukcyjnym. Analizowanym obiektem jest silnik indukcyjny liniowy tubowy (ang. Tubular Linear Induction Motor – TLIM).
Symulacja stanów pracy zostanie przeprowadzona w środowisku programistycznym Delphi.
Program ćwiczenia obejmuje:
a) Zapoznanie się z geometrią układu,
b) Omówienie zastosowanych materiałów konstrukcyjnych,
c) Zapoznanie się z możliwościami obliczeniowymi programu i możliwościami wizualizacji wyników obliczeń,
d) Obliczenia symulacyjne,
e) Interpretację otrzymanych wyników.
a) zapoznanie się z geometrią układu.
Należy omówić budowę obwodu magnetycznego silnika liniowego tubowego. Na podstawie geometrii układu należy określić liczbę par biegunów.
b) omówienie zastosowanych materiałów konstrukcyjnych.
Należy
dokonać
podziału
materiałów
konstrukcyjnych
(ferromagnetyczne,
nieferromagnetyczne, przewodzące, nieprzewodzące) jakie mogą być użyte do budowy statora (stojana), biegnika oraz uzwojeń.
c) zapoznanie się z możliwościami obliczeniowymi programu i możliwościami wizualizacji wyników obliczeń.
Pokazać możliwości edycji wymiarów geometrycznych obiektu oraz możliwości dyskretyzacji przestrzeni. Omówić sposób dyskretyzacji czasu oraz schematy numeryczne służące do rozwiązywania równań pola i równań obwodów elektrycznych. Pokazać sposoby wprowadzania parametrów materiałowych. Pokazać graficzne możliwości wizualizacji wyników obliczeń, tzn. wizualizację siatki dyskretyzującej, linii sił pola (linii ekwipotencjalnych), rozkładu gęstości prądów wirowych. Pokazać przebiegi wielkości elektromagnetycznych i mechanicznych.
d) obliczenia symulacyjne.
Zbadać wpływ grubości warstwy przewodzącej biegnika na wartości maksymalne prądu, strumienia i siły przy zachowaniu stałej, sumarycznej grubości warstwy przewodzącej biegnika i szczeliny roboczej. Symulację wykonać przy zasilaniu układu napięciem stałym i przemiennym. Założyć, że reszta magnetowodu jest ferromagnetyczna nieprzewodząca.
Wyniki zestawić w tabeli. Ponadto dokonać obserwacji rozkładu linii sił pola i rozkładu gęstości prądów wirowych w wybranych chwilach czasowych.
δ+g= …………. mm
Napięcie przemienne
Lp.
Napięcie stałe U= ………… V
γbiegnika= ……….……..
U= ………….. V, f= ………… Hz
δ
g
Imax
Fmax
Ψmax
Imax
Fmax
Ψmax
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zbadać wpływ grubości warstwy przewodzącej biegnika na wartości maksymalne prądu, strumienia i siły przy zachowaniu stałej grubości szczeliny roboczej. Symulację wykonać przy zasilaniu układu napięciem stałym i przemiennym. Założyć, że reszta magnetowodu jest ferromagnetyczna nieprzewodząca. Wyniki zestawić w tabeli. Ponadto dokonać obserwacji rozkładu linii sił pola i rozkładu gęstości prądów wirowych w wybranych chwilach czasowych.
δ …………. mm
Napięcie przemienne
Lp.
Napięcie stałe U= ………… V
γbiegnika= ……….……..
U= ………….. V, f= ………… Hz
δ
g
Imax
Fmax
Ψmax
Imax
Fmax
Ψmax
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zbadać wpływ grubości warstwy przewodzącej biegnika na wartości maksymalne prądu, strumienia i siły przy zachowaniu stałej, sumarycznej grubości warstwy przewodzącej biegnika i szczeliny roboczej. Symulację wykonać przy zasilaniu układu napięciem stałym i przemiennym. Założyć, że reszta magnetowodu jest ferromagnetyczna przewodząca. Wyniki zestawić w tabeli. Ponadto dokonać obserwacji rozkładu linii sił pola i rozkładu gęstości prądów wirowych w wybranych chwilach czasowych.
δ+g= …………. mm
Napięcie przemienne
Lp.
Napięcie stałe U= ………… V
γbiegnika= ……….……..
U= ………….. V, f= ………… Hz
δ
g
Imax
Fmax
Ψmax
Imax
Fmax
Ψmax
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zbadać wpływ grubości warstwy przewodzącej biegnika na wartości maksymalne prądu, strumienia i siły przy zachowaniu stałej grubości szczeliny roboczej. Symulację wykonać przy zasilaniu układu napięciem stałym i przemiennym. Założyć, że reszta magnetowodu jest ferromagnetyczna przewodząca. Wyniki zestawić w tabeli. Ponadto dokonać obserwacji rozkładu linii sił pola i rozkładu gęstości prądów wirowych w wybranych chwilach czasowych.
δ …………. mm
Napięcie przemienne
Lp.
Napięcie stałe U= ………… V
γbiegnika= ……….……..
U= ………….. V, f= ………… Hz
δ
g
Imax
Fmax
Ψmax
Imax
Fmax
Ψmax
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zbadać wpływ przewodności warstwy przewodzącej biegnika na wartości maksymalne prądu, strumienia i siły przy zachowaniu stałej grubości warstwy przewodzącej biegnika i szczeliny roboczej. Symulację wykonać przy zasilaniu układu napięciem stałym i przemiennym. Założyć, że reszta magnetowodu jest ferromagnetyczna nieprzewodząca.
Wyniki zestawić w tabeli. Ponadto dokonać obserwacji rozkładu linii sił pola i rozkładu gęstości prądów wirowych w wybranych chwilach czasowych.
δ …………. mm
Napięcie przemienne
Lp.
Napięcie stałe U= ………… V
g …………. mm
U= ………….. V, f= ………… Hz
γbiegnika
Imax
Fmax
Ψmax
Imax
Fmax
Ψmax
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zbadać wpływ przewodności warstwy przewodzącej biegnika na wartości maksymalne prądu, strumienia i siły przy zachowaniu stałej grubości warstwy przewodzącej biegnika i szczeliny roboczej. Symulację wykonać przy zasilaniu układu napięciem stałym i przemiennym. Założyć, że reszta magnetowodu jest ferromagnetyczna przewodząca. Wyniki zestawić w tabeli. Ponadto dokonać obserwacji rozkładu linii sił pola i rozkładu gęstości prądów wirowych w wybranych chwilach czasowych.
δ …………. mm
Napięcie przemienne
Lp.
Napięcie stałe U= ………… V
g …………. mm
U= ………….. V, f= ………… Hz
γbiegnika
Imax
Fmax
Ψmax
Imax
Fmax
Ψmax
1.
2.
3.
4.
5.
6.
e) interpretacja wyników obliczeń.
Na podstawie zapisanych wyników, w ramach pracy domowej, dokonać interpretacji zjawisk fizycznych zachodzących w indukcyjnym silniku liniowym tubowym.
3. Uwagi i wnioski