Глава 2 Экспериментальное исследование дуговых разрядов
2.1 Прикладные программы для исследования дуговых разрядов
К программам компьютерного моделирования схем дугового разряда можно отнести, в первую очередь, пакеты EMTP96 (v3.0), XTrans. В программе EMTP96 применяется метод на основе метода узловых потенциалов, который имеет встроенную функцию постоянного шага. Этот метод еще сыроват, и не доведен полностью до практических приложений, и области его рационального использования не выявлены. Можем отметить, что модель дуги в прикладной программе EMTP96 работает только в короткое время, а именно перед переходом тока через нуль. Такой исход может привести к неверным результатам. Прикладная программа XTrans, широко распространен, по сравнению с предыдущей программой, и основывается на дифференциальных алгебраических уравнениях, может реализовать модель дуги Майра, а так же имеет дополнительную функцию переменного шага.
Одним из достоинств, прикладной программы MATLAB / Simulink является возможность построения моделей сложных электротехнических и прочих систем на основе методов имитационного и функционального моделирования. Использование такого подхода, в отличие от известных прикладных программ схемотехнического моделирования такого типа как OrCAD, PSpice, DesignLab, Workbench и т.д., моделирование намного упрощается, экономится оперативная память, повышается скорость расчетов и работоспособность системы компьютерной техники.
Прикладная программа MATLAB Simulink / Arc Model Blockset основан на методе пространственного состояния, который является главной формой интерпретации поведения динамических и статических систем, который использует функцию многократного изменения шага. Для решения малых задач динамики, используют наглядное геометрическое отображение в декартовом пространстве. Из описанного следует сказать, что наиболее подходящий современный подход к математическому моделированию дугового разряда и реализация реального математического описания с использованием минимальных сложностей, связанно с использованием универсальной модели электрической дуги, является постоянно развивающаяся и с большими функциональными возможностями для моделирования дуги пакета Simulink прикладной программы MATLAB.
2.2 Схема модели дугового разряда
В Matlab (Simulink) была создана модель одной фазы системы электроснабжения (СЭС) с моделью ВАХ дуги.
Simulink модель прикладной программы MATLAB для расчета высших гармоник тока и напряжения дугового разряда представлена на рис. 2.1.
Р
ис.
2.1 Simulink
модель дуговой нагрузки
В таблице 2.1 представлены параметры системы .
Таблица 2.1. Параметры системы.
Элемент |
Параметры |
Система |
Uном=573 В, f=50 Гц, Rc=0,0528 мОм, Хс=0,468 мОм, Rт=0,05 мОм, Хт=0,35 мОм, Rвт=0,25 мОм, Хвт=3,15 мОм,L=20мкГн
|
Развернутая
модель ВАХ дугового разряда представлена
на рис. 2.2.
Рис. 2.2 Развернутая модель ВАХ электрической дуги
Так же блок Maer arc model имеет функцию ввода условий и математических моделей представленный на рис. 2.3, который позволяет в дальнейшем нам использовать неколько математических моделей электрической дуги.
Рис. 2.3 Блок Maer arc model