Natuurkunde en modelspoor

[Lvdwerf]

Sommige mensen hebben een afwijking en gaan met treintjes spelen en sommige mensen zijn compleet gek en denken daarbij ook nog eens na over de natuurkunde en wiskunde die er achter zit.
Zo komt men hier wijze heren tegen die zo decoder instellingen oplepelen maar nu wil ik hier eens ingaan op de (complexe) theorie die achter de complete aandrijving schuil gaat. Hopelijk zelfs komend tot een mathematisch model in matlab o.i.d. zodat er mee gesimuleerd kan worden.
Vanmorgen even bezig geweest om de eerste schetsen van het systeem model op te zetten (jah nog echt met potlood en papier):

Ik heb het elektrische en mechanische gedeelte apart uitgetekend de koppeling die hier tussen ligt word gevormd door de K-factor van de motor die gedefinieerd is als T = k * I.
Uiteindelijk willen we natuurlijk de hoeksnelheid (en daarmee de lineaire snelheid) van de last weten.
Hopelijk zijn er mensen die dit boeiend gaan vinden en actief mee willen denken want ook ik maak fouten.

mvg,

Lennert

[Chiel]

Actief meedenken zal me niet lukken, maar ik vind het wel interresant  Ik blijf het volgen

[fissy]

Hoi Lennert,

meedenken misschien mogelijk, maar wat mag je simuleren met Matlab? Ik denk dit probleem is niet zo eenvoudig als op jouw tekening er zitten nog meer dingen in, denk niet dat: I_last is niet constant is; maakt de theorie nog complexer...

Groet

Bernd

[Lvdwerf]

Hoi Bernd,

Leuk dat je meedenkt. I_last is idd niet constant, deze zal afhankelijk zijn van de sleep die aan de haak hangt, helling, bochten en wat niet meer. Denk dat ik de rand voorwaarden voorlopig zie als losse locomotief op een kaars recht spoor. Wat ik dan hopelijk in matlab hoop te simuleren is de snelheid/versnelling van de loc. Als dat lukt kan ik de volgende stap maken en dat is die variabele I_last.
Dat ik de randvoorwaarden zo kaal stel is voor mij maar ook andere lezers makkelijker.

[fissy]

als de losse locomotief op een kaars recht spoor zit kan I_last=const; als µ=const en de gearbox als een constante functie van (phi) werkt. Ik denk het probleem is dat je slechts een aansturing van de motor kan bereiken een geen regeling van de motor, omdat eer geen feedback van het systeem terug komt. Met een regeling zou het eenvoudiger zijn, maar eer is geen kans voor.

De Idee is goed een eenvoudig schema voor een loc te ontwikkelen om de CVs aantepassen...

Groet

Bernd

[Klaas Zondervan]

Lennert, zou je er wat meer tekst tegenaan willen gooien? Want hoewel ik tamelijk technisch ben aangelgd, zie ik nog niet waar je naar toe wilt met je schema.

[Wim R]

Ik heb geen idee waar dit over gaat. Laat staan dat ik er over kan meedenken.

Ga lekker door jongens. Houd je van de straat.
 

[fissy]

Ik denk Lennert zoekt een "Motorkennfeld" - karakteristiek van de tractiemotor om de CV instellingen te simuleren icm de "Wirkungsgrad" η van het system.

[Lvdwerf]

Hoi Klaas,

Tuurlijk kan ik er wat meer text tegenaan gooien:
Ik neem aan dat het elektrisch schema niet veel uitleg behoeft dat is de motor als spoel weergegeven (had nog uitgesplitst kunnen worden in een ideale spoel en een weerstand) samen met de ontstoor condensator.
Het mechanisch schema bestaat uit een traagheid van het anker met de demping van de lagers en de stijfheid van de as. Hieraan bevestigt is de overbrenging bestaande uit N1/N2. Aan de andere kant van de aandrijving vind je de traagheid van de as terug samen met de demping en de stijfheid van de assen. Het is dus een (vooralsnog versimpelde) weergave van een aandrijving van een modelloc.
Hopelijk dat je hier wat aan hebt.

@ Bernd
De regeling van de motor is hier nog niet in getekend en ik weet ook nog niet hoe ik dat ga aanpakken maar decoders met cruisecontrol (een regeling   ) meten in de pauzes van het PWM signaal de terugkomende EMK.

[Wim R]

Natuurlijk!

[fissy]

Lennert, ik denk de linke deel (Motor) zou je in een diagram van de producent kunnen vinden in numerieke form. De rechte deel zou je moeten rekenen met al die tandwielen (diameter/modi), krachten en µ-waarden. Als je een stript voor matlab hebt, dan heb je slechts nog de ingangswaarden en een wat materialconstanten nodig.

Cruisecontrol heb ik nog niet van gehoord,...

Groet

Bernd

[Lvdwerf]

tis allemaal zo simpel wim  
Ik zat ook al weer te moeilijk te denken over de terugkoppeling bij cruisecontrol. De terugkomende EMK is af te leiden van de hoeksnelheid. Moet ik alleen bij het model van een decoder ook rekening houden met de kwantificeringsfout.

@ Bernd:
Cruisecontrol op decoders ben je toch weleens tegengekomen in het duits noemen ze het geloof ik eerder lastregeling.

[maartenvanderburgt]

Je hebt het over een motor, aangestuurd door een decoder.
Dan staat hierboven: ....samen met de ontstoor condensator.

In 90 tot 99% van de gevallen wordt de ontstoorcondensator overbrugd danwel verwijderd bij gebruik van een decoder. Zie hiervoor talloze opmerkingen en draadjes, en vooral de praktijk.

Als eerste zou ik dat dus ook in je schema doen, kun je er later eventueel weer insolderen, sorry, tussenplakken.
Anders ben je met onzin bezig, die zich vooral wreekt bij de Cruise Control of andere fijnregelingen. En daar gaat het toch juist om ??  Om via een model tot betere instellingen te komen ?

Maarten.

[Lvdwerf]

Daar heb je helemaal gelijk in Maarten, maar ik denk dat het bij het opstellen van de formules het handiger is om hem nu mee te nemen. Als je dan ingaat vullen dan kun je hem als 0 of inf. beschouwen. Dit leek mij handiger dan achter af bij een geval met condensator te moeten beredeneren waar deze ingepast moet worden in de formule.

[maartenvanderburgt]

Klinkt logisch. Lijkt me leuk om aan het eind de storende invloed van de condensator via de formule duidelijk te kunnen maken.

Maar dan heb ik nog wel een paar items die van invloed kunnen zijn:
- ontstoorspoelen
- verlichting (lampjes) aan de gemeenschappelijke plus (6-polige stekker)
- verlichting (ledjes) aan de gemeenschappelijke plus (6-polige stekker)
- verlichting (lampjes) aan de functie-uitgangen (8-polige stekker)
- verlichting (ledjes) aan de  functie-uitgangen (8-polige stekker)
- alle andere functies die mogelijk invloed hebben op het door een decoder te sturen gedrag van een motor

Vooral bij de aansluiting met een 6-polige stekker zijn verrassingen te verwachten

Maarten.