Лабораторная работа №2.

Исходная схема.

Тиристор Thyristor, Detailed Thyristor

П иктограмма тиристора.

Назначение: моделирует тиристор. В библиотеке SimPowerSystem имеется упрощенная модель — Thyristor и уточненная модель — Detailed Thyristor.

Упрощенная модель тиристора состоит из резистора R_on, индуктивности L_on, источника постоянного напряжения V_f и ключа SW, соединенных последовательно (рис. 3а и 3б). Ключ управляется блоком логики. При положительном напряжении на тиристоре (V_ak-Vf) и поступлении положительного сигнала на управляющий электрод g происходит замыкание ключа с пропусканием тока. Выключение тиристора происходит при снижении до нуля тока I_ak, протекающего через тиристор.

Рис. 3. Тиристор (а), его модель в SimPowerSystems (б) и статические вольтамперные характеристики (в)

В уточненной модели тиристора длительность управляющего импульса должна быть достаточной, чтобы анодный ток включающегося тиристора превысил ток удержания (Ii). Иначе включение не произойдет. При выключении тиристора длительность запирающего отрицательного напряжения «анод-катод» должна превышать время выключения тиристора (T_q). Иначе тиристор автоматически включится даже при нулевом управляющем сигнале. На рис. 3в приводятся статические вольтам-перные характеристики модели тиристора для включенного и выключенного состояний. В модели параллельно тиристору подключена демпфирующая последовательная RC-цепь.

Окно настройки параметров аналогично окну настройки параметров диода. Но имеются особенности, а именно: Latching current I_i (A) — величина тока удержания (А); Turn of time T (s) — время выключения (с). Оба параметра задаются в уточненной модели тиристора.

На выходе порта блока m формируется вектор Simulink-сигнала, содержащий две составляющие — анодный ток и напряжение «анод-катод» тиристора.

Г енератор импульсного сигнала Pulse Generator

Пиктограмма генератора импульсного сигнала.

Назначение— формирование импульсного напряжения.

Параметры блока: Pulse Type — способ формирования сигнала:

• Time based (TB) — по текущему времени;

• Sample based (SB) — по величине такта дискретности и количеству шагов моделирования.

Amplitude — амплитуда, Period — период (задается в секундах для режима TB или количеством тактов для SB), Pulse width — ширина импульса (задается в процентах по отношению к периоду для TB или количеством тактов для SB), Phase delay— фазовая задержка (задается в секундах для режима TB или количеством тактов для SB), Sample time — такт дискретности TS, Interpret vector parameters as 1-D — интерпретация вектора как массива скаляров.

1.Напряжение сети

2.Ток фазы

3.Напряжение вентиля V1

4.Ток вентиля V1

5. Напряжение нагрузки

6. Ток нагрузки.

Лабораторная работа №3.

Исходная схема.

Трехфазный трансформатор Three-Phase Transformer (Two Windings)

Пиктограмма трехфазного трансформатора:

Назначение – моделирует трехфазный трансформатор и, по сути, представляет собой три независимых однофазных трансформатора.

  Параметры блока: Обработка и предоставления результатов измерений Физической величиной называют свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. При этом индивидуальность в количественном отношении следует понимать в том смысле, что свойство может быть для одного объекта в определенное число раз больше или меньше, чем для другого.

 Nominal power and frequency [Pn (VA), fn (Hz)] – номинальная полная мощность трехфазного трансформатора и номинальная частота.

Winding 1 parameters [V1 Ph-Ph (Vrms), R1(pu), L1(pu)] – параметры первичной стороны: действующее значение линейного (межфазного) напряжения, приведенные активное сопротивление и индуктивность рассеяния обмотки;

Winding 2 parameters [V2 Ph-Ph (Vrms), R2(pu), L2(pu)] – параметры вторичной стороны: действующее значение линейного (межфазного) напряжения, приведенные активное сопротивление и индуктивность рассеяния обмотки;

Winding 1 (ABC) connection, Winding 2 (abc) connection – схемы соединения первичной и вторичной сторон, выбираются из списка:

Y – звезда (нейтральная точка N не выводится);

Yn – звезда с нулевым проводом (нейтральная точка N выводится);

Yg – звезда с заземленной нейтралью;

Delta (D1) – треугольник с отставанием по фазе к звезде -30º (delta lagging Y by 30 degrees);

Delta (D11) – треугольник с опережением по фазе к звезде +30º (delta leading Y by 30 degrees).

В модели может учитываться нелинейность характеристики намагничивания материала сердечника, если выставлен флаг в графе “Saturable core”.

Magnetization resistance and reactance [Rm(pu), Lm(pu)] – сопротивление и индуктивность цепи намагничивания.

В разделе Measurements задаются переменные, передаваемые для измерения в блок Multimeter.

Блок трехфазного трансформатора Three-Phase Transformer (Three Windings) подобен выше приведенному, имеет дополнительную третью обмотку и имеется возможность использования первой обмотки в качестве входа или выхода (смена режима в Port Configuration).

Особенности моделирования трансформаторных схем

При моделировании трансформаторных схем возможны три варианта модели.

1 - упрощенная модель, с цепью источника, приведенной к вторичной стороне трансформатора (рис. 3.16). При этом использовать блок трансформатора вообще не требуется.

Рис. 3.16. Упрощенная однофазная модель, с цепью источника приведенной к вторичной стороне трансформатора.

В однофазных схемах используется блок источника переменного напряжения “AC Voltage Source” (рис. 3.16), в параметрах которого указывается номинальная амплитуда и частота ЭДС вторичной стороны. Сопротивление и индуктивность рассеяния трансформатора, приведенные к фазе вторичной обмотки, определяются согласно (1.2), (1.3) и учитываются в блоке последовательной RLC-цепи “Series RLC Branch” (рис. 3.16).

Если моделируется однофазный выпрямитель со средней точкой, то каждая вторичная обмотка заменяется моделью, приведенной на рисунке 3.16, а “конец” одной обмотки соединяется с “началом” второй и с выводом нагрузки, например посредством соединителя “Bus Bar (thin horiz)” из библиотеки “SimPowerSystems\Connectors\”.

В трехфазных схемах достаточно использовать блок трехфазного источника напряжения 3-Phase Source, в параметрах которого указывается номинальное действующее значение линейного напряжения и частота ЭДС вторичной стороны. Сопротивление и индуктивность рассеяния одной фазы трехфазного трансформатора, приведенные к одной фазе вторичной обмотки, определяются согласно (1.2), (1.3) и учитываются также в блоке трехфазного источника напряжения 3-Phase Source.

Недостаток такой модели – невозможность непосредственного измерения электромагнитных и энергетических параметров первичной стороны.

1.Напряжение сети

2.Ток фазы

3.Напряжение вентиля V1

4.Ток вентиля V1

5.Напряжение нагрузки

6.Ток нагрузки.