Para comenzar a ejecutar la interfaz se escribirá lo siguiente en la pantalla principal de Matlab: >>proyecto

Transcripción

1 Capítulo 4. Manual de usuario. En este apartado del proyecto se va a realizar una guía para facilitar el uso del programa, así como dar a conocer sus diferentes opciones y posibilidades. La interfaz se ha realizado mediante el programa Matlab, en concreto, se ha utilizado la versión R2008a. Para comenzar a ejecutar la interfaz se escribirá lo siguiente en la pantalla principal de Matlab: >>proyecto Tal y como se muestra a continuación en la figura 4.1: Figura 4.1. Llamada al programa. Beatriz Páramo Balsa. 55

2 Tras esto, parecerá la pantalla de presentación del programa, dónde pulsando sobre el botón Entrar se accede al menú principal como se puede apreciar en la figura 4.2: Figura 4.2. Pantalla de presentación del programa. Una vez en el menú principal, el programa ofrece dos opciones, realizar una nueva simulación o comparar resultados. Además dentro de la opción de nueva simulación se puede seleccionar el método por el que queremos obtener los resultados, ya sea mediante la utilización de los enlaces de flujos cómo variables de estado o mediante una de las dos intensidades de la máquina y uno de los tres enlaces de flujo de ésta como variables de estado. Pulsando sobre el botón ACEPTAR correspondiente al caso deseado se accede al mismo. Beatriz Páramo Balsa. 56

3 Si se selecciona comparar resultados el programa enlaza a una pantalla donde se permite comparar los resultados almacenados en la base de datos del mismo. Se pueden comparar resultados obtenidos por cualquiera de los dos métodos de los que se ha hablado antes. A continuación se muestra el menú principal en la figura 4.3 con las opciones comentadas: Figura 4.3. Menú principal. Beatriz Páramo Balsa. 57

4 A continuación se va a explicar cada una de las opciones que se han comentado Nueva simulación. Dentro de este apartado del menú principal vemos que tenemos dos métodos de simulación. La forma de utilización de ambos es similar por lo tanto los explicaremos de forma conjunta, diferenciando cuando sea necesario. En primer lugar destacaremos que cada vez que realicemos una simulación vamos a partir del menú principal, ya que de ésta forma estaremos borrando todas las variables que el programa pueda estar almacenando por defecto y que pudieran perjudicar a la nueva simulación. Pulsando en el botón ACEPTAR para el primer caso, por ejemplo, llagaremos a la ventana de la figura 4.4.que vemos a continuación: Beatriz Páramo Balsa. 58

5 Figura 4.4. Parámetros del motor Mediante esta pantalla se da al programa toda la información en cuanto a parámetros del motor y a la curva de magnetización del mismo se refiere. Las opciones para introducir los datos son varias, como se puede ver a continuación: Introducir directamente los datos de forma manual. Carga los datos almacenados en la base de datos. Cargar los datos de la base de datos y modificarlos de forma manual. Además el programa ofrece las siguientes opciones: Introducir un nuevo motor en la base de datos. Beatriz Páramo Balsa. 59

6 Introducir una nueva curva de saturación asociada a un motor. Modelar la saturación mediante una curva determinada. En primer lugar se explica cómo almacenar un nuevo motor en la base de datos, para ello dentro del apartado opciones se pulsa sobre el botón Introducir motor en la base de datos que llevará a la ventana de la figura 4.5: Figura 4.5. Guardar motor en la base de datos. La forma de proceder es la siguiente, se escribe en cada espacio el dato que se quiere almacenar y después en el espacio reservado en Seleccionar espacio de Beatriz Páramo Balsa. 60

7 memoria se introduce un número del 1 al 5 que es el espacio de memoria donde se quiere almacenar los resultados (como se puede observar el programa permite almacenar hasta cinco motores distintos). Por ejemplo para almacenar el motor en el primer espacio de memoria se escribe un 1 y se pulsa el botón ACEPTAR apareciendo el mensaje de seguridad de la figura 4.6 para comprobar si realmente se quiere guardar los datos en ese espacio, ya que si hubiera ahí información de otro motor se perdería automáticamente: Figura 4.6. Mensaje de seguridad Pulsando No el programa retorna a la pantalla de guardar los datos, o por el contrario si pulsamos Si, devuelve a la pantalla que contiene los parámetros del motor. Por otro lado si lo que se desea es introducir los puntos de una nueva curva de saturación se pulsa sobre el botón Introducir nueva curva de saturación asociada a un motor que lleva a una pantalla similar a la de almacenar los datos del motor que podemos ver en la figura 4.7., y que funciona exactamente igual que esta última: Beatriz Páramo Balsa. 61

8 Figura 4.7. Guardar curva de magnetización. En cuanto a ésta pantalla de almacenaje de datos, se puede comprobar que en ella aparece por defecto inicialmente con todos sus espacios a cero y que además se ofrecen hasta nueve posibles espacios para almacenar los datos. Sin embargo, no es necesario que se rellenen todos, simplemente dejando los ceros que aparecen por defecto y rellenando cuantos espacios se deseen basta. Una vez que ya se tiene la base de datos con los motores deseados, se explica como se cargan estos datos en el programa. Para ello simplemente se despliega el menú que vemos en la figura 4.8, donde se selecciona el motor almacenado en el Beatriz Páramo Balsa. 62

9 espacio de memoria deseado, por ejemplo si se quiere el motor que se guardó en el espacio de memoria se procede de la siguiente forma: Figura 4.8. Selección del motor a simular Y el programa saca por pantalla automáticamente los datos asociados a este motor como se observa en la figura 4.9: Figura 4.9. Ejemplo de cómo cargar los datos en el programa. Beatriz Páramo Balsa. 63

10 En cuanto a la curva de magnetización, ya se ha comentado que se puede modelar mediante puntos experimentales o mediante funciones que el programa ofrece. El software permite introducir hasta nueve puntos experimentales, aunque no hay por qué completarlos todos tampoco en este caso, el único requisito es que hay que introducirlos por orden de arriba abajo y dejando los ceros que aparecen por defecto al iniciar esta pantalla del programa, al igual que ocurría antes. En cuanto a las funciones que se ofrecen para modelar la saturación, se llega a ellas a través del botón Modelar la saturación mediante una función determinada que enlaza a la ventana que vemos en la figura 4,10 donde se observa como se ofrecen tres tipos distintos de funciones. Para seleccionar una determinada se escribe su número en el espacio que hay para ello en la parte superior y el o los parámetros correspondientes a esa curva. Por ejemplo si se utiliza la tercera curva se escribe lo siguiente: Figura Selección de la curva que modele la saturación. Beatriz Páramo Balsa. 64

11 Señalar, que para introducir números decimales en la base de datos y esta los reconozca correctamente, el punto o coma del número decimal tiene que ser un punto. Finalmente pulsando continuar se vuelve a la pantalla de parámetros del motor. Hay que comentar que en cuanto a la curva de saturación, que en el momento en el que se selecciona una curva para determinarla, el programa no tomará los datos que hubiera en la pantalla de parámetros del motor. Por último antes de pasar a la parte de simulación hay que comentar que el archivo dónde se almacenan los datos cargados es motores.xls y está disponible para que el usuario lo consulte si fuera necesario. También destacar que aunque se puedan almacenar en la base de datos cinco motores, el programa adjunta un catálogo con un gran número de estos que el usuario puede almacenar cuando desee. A continuación se comenta la parte de simulación, para ello se pulsa sobre el botón calcular de la pantalla de parámetros del motor. En éste caso sí que hay diferencias entre los métodos utilizados para realizar las simulaciones. Se comienza explicando el primero de ellos, aunque muchas de las partes que se van a comentar valen para los dos casos. En ambos métodos de resolución, en primer lugar se tiene que introducir el tiempo de simulación y a continuación el tipo de par resistente. Por defecto todas las constantes aparecen con valor cero. Si se quiere aplicar un determinado tipo de par habrá que rellenar las casillas correspondientes a los parámetros de ese par y dejar las demás como aparecen por defecto. Por ejemplo si se utiliza un par constante, y observamos la figura 4.11 se ve que en el esquema que aparece a la izquierda de las constantes a rellenar, que este tipo de par se corresponde con un par de la forma Mr=H (Nm), por lo tanto hay que rellenar únicamente la constante H con el valor del par deseado, quedando la ventana de la siguiente forma: Beatriz Páramo Balsa. 65

12 Figura Selección del par resistente y del tiempo de simulación. A continuación hay que seleccionar el sistema de referencia deseado. El programa da la opción de seleccionar entre los siguientes sistemas de referencia: Rotórico (we=wr). Estacionario (we=0) Síncrono (we=w) Propio (el usuario determina la velocidad del sistema de referencia). Para seleccionar el marco de referencia se despliega el menú que vemos en la figura y se marca la opción deseada. Si interesa la última de las opciones se completa además la casilla que se encuentra a la derecha que aparece con un cero por defecto. Beatriz Páramo Balsa. 66

13 Figura Selección del sistema de referencia. Finalmente la última de las opciones que ofrece el programa es la de almacenar los resultados de la simulación. Para ello se despliega el menú que se encuentra debajo de la opción de selección del sistema de referencia, que podemos ver en la figura 4.13, y se pulsa sobre el espacio de memoria dónde interesa guardar los resultados. El programa como podemos ver nos ofrece hasta cinco espacios de memoria: Beatriz Páramo Balsa. 67

14 Figura Menú para almacenar los resultados de la simulación. Esa información se guardará en formato Excel, de forma que estos archivos están disponibles para el usuario en caso de necesitar los resultados de forma numérica. Estos archivos son los siguientes (recordar que se está comentando el primer método de resolución, para el segundo los resultados se almacenan en otros archivos): resultados11.xls resultados12.xls resultados13.xls resultados14.xls resultados15.xls Cuando se seleccionen todas las opciones que se han comentado se pulsa en simular, y la interfaz enlaza a la pantalla de resultados gráficos. La pantalla de resultados gráficos es similar para los dos métodos que ofrece el programa y por lo tanto se explicará ya de forma conjunta. Pero antes se comentará la pantalla de simulación correspondiente al segundo método de modelado (enlaces de flujo e intensidad como variables de estado) Beatriz Páramo Balsa. 68

15 Esta pantalla es similar a la anterior y funciona exactamente igual con la diferencia de que en éste caso hay que seleccionar además de todo lo anterior las variables de estado. Esto se hace mediante el menú desplegable de la figura 4.14: Figura Selección de las variables de estado. Todas las demás opciones que se aprecian son las mismas que se explicaron anteriormente. Los archivos dónde se almacenar los resultados son en éste caso: resultados21.xls resultados22.xls resultados23.xls resultados24.xls resultados25.xls Beatriz Páramo Balsa. 69

16 Finalmente pulsando el botón simular como antes, se pasa a la ventana de resultados gráficos. En ella se aprecian espacios para representar los resultados necesarios. A la derecha de los espacios reservados para las gráficas se puede seleccionar las variables a representar en los ejes x e y. De forma que es posible todo tipo de combinación que el usuario desee. Las variables que la interfaz ofrece para representar son las que podemos ver en la figura 4.15 y 4.16: Figura Variables a representar en el eje x Beatriz Páramo Balsa. 70

17 Figura Variables a representar en el eje y Se observa como el programa ofrece amplias opciones a la hora de presentación de resultados, permite representar intensidades, enlaces de flujo y tensiones qd, ya sean considerando o no la saturación, también se puede representar intensidades y tensiones de las fases abc de la máquina y variables mecánicas como pares o velocidad. Cuando las variables acaban con lin. se refiere a variables calculadas bajo la hipótesis de linealidad, si van acompañadas de sat. habrán sido calculadas considerando la saturación. La forma de nombrar a las variables es muy intuitiva y no necesita más explicación. Únicamente comentaremos que con la opción dif. flujo el programa se refiere a la función de diferencias de enlaces de flujo. Si se representa esta curva frente a los enlaces de flujo de magnetización se puede comprobar la forma característica de ésta de la que se habló en la parte teórica del presente proyecto. Si se realiza una simulación utilizando intensidad y flujo como variables de estado esta opción no se presenta. Beatriz Páramo Balsa. 71

18 Finalmente seleccionando la variable en el eje x y en el eje y aparecen los resultados de simulación directamente como vemos en la figura 4.17: Figura Resultados gráficos. Notar como en cada respectivo eje nos aparece la variable que estamos representando con sus correspondientes unidades. Por último en cuanto a esta parte de la interfaz hay que señalar que además de la opción ya comentada para representar los resultados está el botón Gráficas mediante el cual se obtienen directamente un gran número de gráficas con múltiples opciones de representación de todas las variables calculadas por el programa. Así como representaciones que comparan directamente las variables calculadas suponiendo linealidad o considerando saturación La situación de este botón la podemos ver a continuación en la figura Un pequeño ejemplo de éstas gráficas es el siguiente: Intensidades abc rotóricas frente a tiempo (lineales y considerando saturación). Beatriz Páramo Balsa. 72

19 Intensidades abc estatóricas frente a tiempo (lineales y considerando saturación). Intensidad de la fase a estatórica frente a tiempo mostrando resultados lineales y saturados de forma conjunta. Intensidad de la fase a rotórica frente a tiempo mostrando resultados lineales y saturados de forma conjunta. Par interno y par resistente frente a tiempo. Par interno y velocidad frente a tiempo mostrando de forma conjunta los resultados considerando saturación o linealidad. Curva de magnetización lineal y saturada representada de forma conjunta. Figura Pantalla de resultados gráficos. Beatriz Páramo Balsa. 73

20 4.2. Comparación de resultados. Para llegar a esta parte del programa se parte de la ventana del menú principal, en concreto de la parte de comparación de resultados donde se pulsas en ACEPTAR. De esta forma se llega a la ventana de la figura 4.19, dónde se observa un espacio para representar gráficas y cinco opciones para seleccionar qué archivo almacenado previamente se va a simular: Figura Ventana de comparación de resultados. Cada archivo que se cargue en uno de los cinco espacios aparecerá siempre en la gráfica con su color correspondiente. Los archivos que se pueden cargar son los que se almacenaron previamente al realizar una nueva simulación. Además se pueden comparar los archivos de cualquiera de los métodos de simulación. Para cargar un nuevo archivo se despliega el correspondiente menú como vemos en la figura 4.20 y se selecciona el deseado: Beatriz Páramo Balsa. 74

21 Figura Menú desplegable para cargar los resultados de simulación. Una vez cargados los resultados se seleccionan las variables x e y, y se obtienen directamente los resultados de forma gráfica, como vemos en la figura 4.21: Figura Representación en la ventana de comparación de resultados. Beatriz Páramo Balsa. 75

22 Por último hay que comentar que en los recuadros de colores que aparecen junto a los ejes x e y, obtenemos las variables que se representan junto a sus unidades correspondientes. Beatriz Páramo Balsa. 76