Тепловая модель МК, Выводы - Математическая модель блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения

МК (рисунки 6 и 7) представляет собой ПУ включающий в себя мостовую схему управления электродвигателем с элементами управления ключами моста, токовые датчики контроля состояния ключей моста и ТСУ контроля параметров работы МК.

мк первая сторона

Рисунок 6 - МК первая сторона

мк вторая сторона

Рисунок 7 - МК вторая сторона

Для создания тепловой модели МК импортируем модель модуля из системы проектирования P-CAD в формате PDIF. Модель МК в системе P-CAD представлена на рисунке 8.

модель мк в системе p-cad

Рисунок 8 - Модель МК в системе P-CAD

При импорте модели из импортируемого файла полная условная запись ЭРИ берется по позиционному обозначению.

Варианты установки для каждого класса ЭРИ определены в справочной базе данных. При импорте вариант установки ЭРИ выбирается согласно приоритету при его наличии в полной условной записи ЭРИ в базе данных. Вариант установки ЭРИ, при его отсутствии в импортируемом файле, определяется в отдельности по каждому классу ЭРИ. При импорте модели создаются группы ЭРИ. ЭРИ с одинаковой полной условной записью, независимо от варианта установки, объединяются в одной группе. Проект МК представлен на рисунке 9.

После того как модель импортирована назначаем параметры ЭРИ входящие в состав модуля коммутации.

Для выбора ЭРИ из базы данных необходимо:

    1) Выбрать класс ЭРИ. 2) Выбрать полную условную запись ЭРИ. 3) Выбрать вариант установки ЭРИ (при его отсутствии в импортируемом файле).

Назначение параметров ЭРИ, отсутствующих в базе данных, осуществляем в ручную при помощи подпрограммы "Расчет параметров ЭРИ".

При входе в подпрограмму "Расчет параметров ЭРИ" появляется диалоговое окно рисунок 10. Выбираем близкую по параметрам модель элемента из базы данных, вводим данные, необходимые для расчета, в верхнюю таблицу. После ввода исходных данных и нажатия кнопки "Расчет параметров" автоматически рассчитываются оставшиеся параметры ЭРИ, и формируется изображение. На рисунке 11 представлен расчет вставки плавкой ВП1-2 которая используется в МК.

проект мк

Рисунок 9 - Проект МК

подпрограмма

Рисунок 10 - Подпрограмма "Расчет параметров ЭРИ"

Аналогичным образом мной самостоятельно были описаны ЭРИ:

Разъем DIN 41612 Вилка 32х3 угловая 90°, трансформатор ТИ5-54B, сердечник M20 ВН-3 К10х6х3, модуль питания МП0512ВО.

После того как параметры всех ЭРИ назначены получаем модель МК. Модель МК представлена на рисунках 12 и 13.

мк первая сторона

Рисунок 12 - МК первая сторона

мк вторая сторона

Рисунок 13 - МК вторая сторона

подпрограмма

Рисунок 14 - Подпрограмма "Тепловое граничное условие"

Далее задаем тепловые граничные условия используя для этого подпрограмму "Тепловое граничное условие" рисунок 14.

Типы тепловых граничных условий и их параметры, определенные по результатам математического моделирования блока управления, представлены в таблице 6.

Таблица 6 Типы тепловых граничных условий и их параметры

№ п/п

Тип теплового граничного условия

Параметр

Значение

Первая сторона

1

Контактный теплообмен к ПЗТ

Температура поверхности, єС

51.7

2

Контактный теплообмен к ПЗТ

Температура поверхности, єС

51.7

3

Излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний конструктивный элемент (КЭ)

Температура соседнего КЭ, єС

51.2

4

Естественная конвекция в окружающую среду и излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний КЭ

Температура окружающего воздуха, єС

51.2

Температура соседнего КЭ, єС

51.2

Давление воздуха, мм рт ст

760

Вторая сторона

5

Излучение с плоской неразвитой поверхности на КЭ

Температура соседнего КЭ, єС

51.2

6

Естественная конвекция в окружающую среду и излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний КЭ

Температура окружающего воздуха, єС

51.2

Температура соседнего КЭ, єС

51.2

Давление воздуха, мм рт ст

760

Так как МК представляет собой двухсторонний ПУ, то тепловые граничные условия задаются для каждой стороны модуля. Графическое изображение тепловых граничных условий для каждой стороны МК представлено на рисунках 15 и 16.

контактный теплообмен к пзт и естественная конвекция в окружающую среду

Рисунок 15 - Контактный теплообмен к ПЗТ и естественная конвекция в окружающую среду

излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний

Рисунок 16 - Излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний

После того как все параметры определены, проводим тепловое моделирование МК. Для моделирования запускаем стационарный тепловой расчет, используя соответствующую команду в меню "Анализ".

Результаты моделирования представлены в "Карте тепловых режимов работы ЭРИ" (таблица 7) и на рисунках 17 и 18.

Таблица 7 Результаты моделирования МК

КАРТА ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭРИ

(при стационарном тепловом воздействии)

Обозначение ЭРИ

Сторона

Температура ЭРИ

Коэффициент тепловой нагрузки,

Относит. единиц

Перегрев, °C

Расчетная, °C

Максимальная допустимая по ТУ, °C

R35

2

54,01

85,00

0,64

-

R25

2

54,00

85,00

0,64

-

R27

2

53,98

85,00

0,64

-

R15

2

53,98

85,00

0,64

-

R17

2

53,97

85,00

0,63

-

R3

2

53,96

85,00

0,63

-

R37

2

53,95

85,00

0,63

-

R45

2

53,91

85,00

0,63

-

R34

2

53,90

85,00

0,63

-

R13

2

53,90

85,00

0,63

-

R1

2

53,89

85,00

0,63

-

R26

2

53,89

85,00

0,63

-

R24

2

53,88

85,00

0,63

-

R16

2

53,86

85,00

0,63

-

R44

2

53,85

85,00

0,63

-

R36

2

53,85

85,00

0,63

-

R18

1

53,26

85,00

0,63

-

R22

1

53,26

85,00

0,63

-

R23

1

53,26

85,00

0,63

-

R32

1

53,26

85,00

0,63

-

R28

1

53,26

85,00

0,63

-

R33

1

53,26

85,00

0,63

-

R43

1

53,26

85,00

0,63

-

R38

1

53,25

85,00

0,63

-

R39

1

53,25

85,00

0,63

-

R19

1

53,25

85,00

0,63

-

R4

1

53,25

85,00

0,63

-

R10

1

53,24

85,00

0,63

-

R6

1

53,24

85,00

0,63

-

R12

1

53,24

85,00

0,63

-

R29

1

53,24

85,00

0,63

-

R41

2

52,67

85,00

0,62

-

R31

2

52,66

85,00

0,62

-

R9

2

52,66

85,00

0,62

-

R21

2

52,66

85,00

0,62

-

R40

2

52,61

85,00

0,62

-

R42

1

52,40

85,00

0,62

-

C19

2

52,05

85,00

0,61

-

R7

2

51,96

85,00

0,61

-

R30

2

51,93

85,00

0,61

-

R20

2

51,93

85,00

0,61

-

C20

2

51,85

85,00

0,61

-

T1

2

51,76

85,00

0,61

-

T12

2

51,75

85,00

0,61

-

T4

2

51,72

85,00

0,61

-

C37

2

51,69

85,00

0,61

-

C18

2

51,69

85,00

0,61

-

C9

2

51,68

85,00

0,61

-

T18

2

51,66

85,00

0,61

-

T24

2

51,66

85,00

0,61

-

C29

2

51,66

85,00

0,61

-

T10

2

51,66

85,00

0,61

-

C21

2

51,65

85,00

0,61

-

C27

2

51,63

85,00

0,61

-

C6

2

51,63

85,00

0,61

-

C16

2

51,62

85,00

0,61

-

C35

2

51,62

85,00

0,61

-

T16

2

51,61

85,00

0,61

-

T22

2

51,53

85,00

0,61

-

U1

1

58,48

100,00

0,58

-

VT4

1

66,10

125,00

0,53

-

VT1

1

66,07

125,00

0,53

-

VT7

1

65,60

125,00

0,52

-

VT17

1

65,54

125,00

0,52

-

VT13

1

65,25

125,00

0,52

-

VT18

1

65,16

125,00

0,52

-

VT6

1

65,14

125,00

0,52

-

VT15

1

65,14

125,00

0,52

-

VT11

1

65,06

125,00

0,52

-

VT8

1

64,95

125,00

0,52

-

VT9

1

64,94

125,00

0,52

-

VT12

1

64,91

125,00

0,52

-

VT10

1

64,78

125,00

0,52

-

VT14

1

64,35

125,00

0,51

-

F6

1

51,42

100,00

0,51

-

F1

1

51,39

100,00

0,51

-

F5

1

51,38

100,00

0,51

-

F3

1

51,38

100,00

0,51

-

VT16

1

64,18

125,00

0,51

-

VT3

1

64,08

125,00

0,51

-

C31

2

53,10

125,00

0,42

-

C23

2

53,09

125,00

0,42

-

C25

2

53,07

125,00

0,42

-

C12

2

53,07

125,00

0,42

-

C14

2

53,06

125,00

0,42

-

C3

2

53,05

125,00

0,42

-

C33

2

53,05

125,00

0,42

-

C30

2

53,03

125,00

0,42

-

C22

2

53,03

125,00

0,42

-

C13

2

53,02

125,00

0,42

-

C24

2

53,02

125,00

0,42

-

C10

2

53,02

125,00

0,42

-

C1

2

53,01

125,00

0,42

-

C32

2

53,01

125,00

0,42

-

C4

2

52,96

125,00

0,42

-

C38

2

52,95

125,00

0,42

-

C26

2

52,94

125,00

0,42

-

C15

2

52,94

125,00

0,42

-

C39

2

52,93

125,00

0,42

-

VD67

1

52,55

125,00

0,42

-

VD101

1

52,45

125,00

0,42

-

VD103

1

52,44

125,00

0,42

-

VD85

1

52,44

125,00

0,42

-

VD39

1

52,30

125,00

0,42

-

VD6

1

52,29

125,00

0,42

-

VD71

1

52,28

125,00

0,42

-

VD31

1

52,27

125,00

0,42

-

VD83

1

52,20

125,00

0,42

-

C7

2

52,20

125,00

0,42

-

VD55

1

52,20

125,00

0,42

-

C28

2

52,19

125,00

0,42

-

VD12

1

52,18

125,00

0,42

-

C34

2

52,14

125,00

0,42

-

C17

2

52,13

125,00

0,42

-

C36

2

52,13

125,00

0,42

-

VD109

1

52,07

125,00

0,42

-

VD113

1

52,06

125,00

0,42

-

VD53

1

52,03

125,00

0,42

-

VD70

1

52,00

125,00

0,42

-

VD100

1

51,98

125,00

0,42

-

VD47

2

51,97

125,00

0,42

-

VD51

2

51,97

125,00

0,42

-

VD56

2

51,97

125,00

0,42

-

VD59

2

51,97

125,00

0,42

-

VD91

2

51,97

125,00

0,42

-

VD94

2

51,97

125,00

0,42

-

VD1

2

51,97

125,00

0,42

-

VD124

2

51,97

125,00

0,42

-

VD128

2

51,97

125,00

0,42

-

VD17

2

51,97

125,00

0,42

-

VD36

2

51,97

125,00

0,42

-

VD98

2

51,97

125,00

0,42

-

VD10

2

51,97

125,00

0,42

-

VD107

2

51,97

125,00

0,42

-

VD111

2

51,97

125,00

0,42

-

VD116

2

51,97

125,00

0,42

-

VD61

2

51,97

125,00

0,42

-

VD64

2

51,97

125,00

0,42

-

VD68

2

51,97

125,00

0,42

-

VD77

2

51,97

125,00

0,42

-

VD81

2

51,97

125,00

0,42

-

VD86

2

51,97

125,00

0,42

-

VD89

2

51,97

125,00

0,42

-

VD23

2

51,97

125,00

0,42

-

VD29

2

51,97

125,00

0,42

-

VD127

1

51,95

125,00

0,42

-

VD82

1

51,87

125,00

0,41

-

VD130

2

51,87

125,00

0,41

-

VD38

1

51,83

125,00

0,41

-

VD134

2

51,81

125,00

0,41

-

VD19

1

51,81

125,00

0,41

-

VD58

1

51,81

125,00

0,41

-

VD118

1

51,81

125,00

0,41

-

VD88

1

51,81

125,00

0,41

-

VD112

1

51,81

125,00

0,41

-

VD27

2

51,80

125,00

0,41

-

VD37

2

51,80

125,00

0,41

-

VD46

2

51,80

125,00

0,41

-

VD50

2

51,80

125,00

0,41

-

VD93

2

51,80

125,00

0,41

-

VD95

2

51,80

125,00

0,41

-

VD99

2

51,80

125,00

0,41

-

VD2

2

51,80

125,00

0,41

-

VD56

2

51,80

125,00

0,41

-

VD63

2

51,80

125,00

0,41

-

VD110

2

51,80

125,00

0,41

-

VD65

2

51,80

125,00

0,41

-

VD69

2

51,80

125,00

0,41

-

VD76

2

51,80

125,00

0,41

-

VD106

2

51,80

125,00

0,41

-

VD80

2

51,80

125,00

0,41

-

VD119

2

51,80

125,00

0,41

-

VD121

2

51,80

125,00

0,41

-

VD123

2

51,80

125,00

0,41

-

VD9

2

51,80

125,00

0,41

-

VD125

2

51,80

125,00

0,41

-

VD21

2

51,80

125,00

0,41

-

VD129

2

51,80

125,00

0,41

-

VD28

1

51,80

125,00

0,41

-

VD11

1

51,81

125,00

0,41

-

VD115

1

51,79

125,00

0,41

-

VD97

1

51,79

125,00

0,41

-

VD73

1

51,79

125,00

0,41

-

VD41

1

51,79

125,00

0,41

-

VD49

1

51,79

125,00

0,41

-

VD79

1

51,78

125,00

0,41

-

VD14

1

51,78

125,00

0,41

-

VD75

1

51,78

125,00

0,41

-

VD105

1

51,76

125,00

0,41

-

VD52

1

51,76

125,00

0,41

-

VD133

1

51,76

125,00

0,41

-

VD45

1

51,76

125,00

0,41

-

VD5

1

51,74

125,00

0,41

-

VD131

2

51,73

125,00

0,41

-

VD66

1

51,72

125,00

0,41

-

VD102

1

51,71

125,00

0,41

-

VD84

1

51,70

125,00

0,41

-

VD54

1

51,70

125,00

0,41

-

VD30

1

51,69

125,00

0,41

-

VD18

1

51,65

125,00

0,41

-

VD87

1

51,65

125,00

0,41

-

VD108

1

51,65

125,00

0,41

-

VD117

1

51,64

125,00

0,41

-

VD57

1

51,63

125,00

0,41

-

VD114

1

51,63

125,00

0,41

-

VD72

1

51,79

125,00

0,41

-

VD96

1

51,62

125,00

0,41

-

VD78

1

51,62

125,00

0,41

-

VD40

1

51,62

125,00

0,41

-

VD13

1

51,62

125,00

0,41

-

VD48

1

51,60

125,00

0,41

-

VD74

1

51,60

125,00

0,41

-

VD104

1

51,59

125,00

0,41

-

VD132

1

51,59

125,00

0,41

-

VD135

2

51,58

125,00

0,41

-

VD126

1

51,58

125,00

0,41

-

D5

1

51,58

125,00

0,41

-

D9

2

51,57

125,00

0,41

-

D7

2

51,56

125,00

0,41

-

D8

2

51,56

125,00

0,41

-

D4

2

51,54

125,00

0,41

-

D6

2

51,54

125,00

0,41

-

D2

2

51,53

125,00

0,41

-

D3

2

51,53

125,00

0,41

-

D1

2

51,51

125,00

0,41

-

Т6

2

51,49

125,00

0,41

-

Т17

1

51,41

125,00

0,41

-

Т21

1

51,41

125,00

0,41

-

Т9

1

51,41

125,00

0,41

-

Т2

1

51,40

125,00

0,41

-

Т14

1

51,40

125,00

0,41

-

Т25

1

51,40

125,00

0,41

-

Т23

1

51,40

125,00

0,41

-

Т15

1

51,39

125,00

0,41

-

Т19

1

51,38

125,00

0,41

-

Т5

1

51,37

125,00

0,41

-

Т7

1

51,34

125,00

0,41

-

Т3

1

51,34

125,00

0,41

-

Т11

1

51,33

125,00

0,41

-

Т26

1

51,31

125,00

0,41

-

Т13

1

51,30

125,00

0,41

-

X2

1

51,23

125,00

0,41

-

VD122

2

55,93

150,00

0,37

-

VD26

2

55,01

150,00

0,37

-

VD60

2

53,70

150,00

0,36

-

VD90

2

53,68

150,00

0,36

-

VD92

2

52,98

150,00

0,35

-

VD62

2

52,48

150,00

0,35

-

VD120

2

52,42

150,00

0,35

-

VD22

2

52,38

150,00

0,35

-

температура участков мк (первая сторона)

Рисунок 17 - Температура участков МК (первая сторона).

температура участков мк (вторая сторона)

Рисунок 18 - Температура участков МК (вторая сторона)

Выводы
    2.4.1 Проведено трехуровневое моделирование блока управления приводами автоматики. 2.4.2 Разработана электрическая схема блока управления с обоснованием выбора элементной базы. 2.4.3 Разработана математическая модель блока управления. В результате моделирования определены тепловые граничные условия необходимые для моделирования МК. 2.4.4 Проведено тепловое моделирование МК. 2.4.5 На основании моделирования можно сделать заключение:
      - моделирование проведено успешно и с адекватными результатами, поскольку моделирование тепловых процессов проводилось в системе "АСОНИКА", которая на протяжении длительного времени подтверждает свой высокий уровень. Погрешность (точность расчета) в системе "АСОНИКА" при тепловом моделировании не превышает 10%. - максимальный коэффициент тепловой нагрузки 0,64, т. е не превышает допустимый коэффициент 0,7, что соответствует безотказной работе ЭРИ. - минимальный коэффициент запаса 36%, т. е превышает минимально допустимый 30%, что тоже соответствует безотказной работе ЭРИ.

Похожие статьи




Тепловая модель МК, Выводы - Математическая модель блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения

Предыдущая | Следующая