Лабораторная работа - Исследование тиристорного ЧИР и ШИР

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И. ЛЕНИНА»

Кафедра электроники и микропроцессорных систем

ОТЧЕТ

Исследование тиристорного ЧИР и ШИР

(лабораторная работа)

Выполнили студенты гр. 4-35

Ю.В. Моржов

С.А. Ладанов

Принял к.т.н. А.А. Смирнов

Иваново 2013

Задание.

Разработать модель тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением по следующим данным (варант 1):

L_H=0.001Гн, I_H=50A, U_П=100В. γ_MAX , f, Q – выбрать, исходя из реальных особенностей схемы.

Разработка модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.

Схема тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением представлена на рис 1.

Рис.1 Схема тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.

Расчет элементов схемы.

Рассчитаем активное сопротивление нагрузки по следующей формуле:

Необходимо выбрать следующие параметры:

Исходя из параметров модели “Thyristor Detailed” , находящейся в программном комплексе Simulink, выбираем равным 100мкс._.

Так как предельные частоты на которых может работать тиристор составляют около 500 Гц, выберем выбираем равным 0.05.

Добротность колебательной системы Q для радиочастотного колебательного контура должна составлять 30—100. Выберем Q=50.

Минимальное время выключения тиристора () определяется из следующего неравенства:

.

Исходя из этого неравенства, выбирается из диапазона:

выбирается равным

Уровень отрицательного напряжения U_C2, до которого заряжается емкость, во время колебательного перезаряда определяется по следующей формуле:

Коммутирующая емкость рассчитывается из соотношения:

Коммутирующая индуктивность рассчитывается последующей формуле:

где - полное сопротивление перезарядного контура (принимаем равным 0.002).

Собственная частота перезарядки контура рассчитывается по следующему соотношению:

Исследование модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.

Модель тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная в программном комплексе Simulink, приведена на рис.2. Производится три моделирования, с минимальным, максимальным и промежуточным коэффициентом управления.

Рис.2. Модель тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная в программном комплексе Simulink.

Результаты работы данной модели ,при коэффициенте управления γ=0.50, представлены на рис 3. На нем изображены Uу1-сигнал управления первым тиристором,Uу2-сигнал управления вторым тиристором, Uн - напряжение на нагрузки,Iн – ток, протекающий в нагрузке, UL-напряжение на катушке индуктивности L0,

IL- ток, протекающий в катушке индуктивности L0, Uc - напряжение на конденсаторе,IC-ток, протекающий через конденсатор, Ivs1-ток, протекающий через тиристор VS1,Uvs1-напряжение на тиристоре VS1, Ivs2-ток, протекающий через тиристор VS2, Uvs2-напряжение на тиристоре VS2.

Рис.3.(начало) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.

Рис.3.(окончание) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.

Результаты работы данной модели ,при коэффициенте управления γ=0.95 представлены на рис 4. На нем изображены Uу1-сигнал управления первым тиристором,Uу2-сигнал управления вторым тиристором, Uн - напряжение на нагрузки,Iн – ток, протекающий в нагрузке, UL-напряжение на катушке индуктивности L0,

IL- ток, протекающий в катушке индуктивности L0, Uc - напряжение на конденсаторе,IC-ток, протекающий через конденсатор, Ivs1-ток, протекающий через тиристор VS1,Uvs1-напряжение на тиристоре VS1, Ivs2-ток, протекающий через тиристор VS2, Uvs2-напряжение на тиристоре VS2.

Рис.4.(начало) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.

Рис.4.(окончание) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.

Результаты работы данной модели ,при коэффициенте управления γ=0.01 представлены на рис 5. На нем изображены Uу1-сигнал управления первым тиристором,Uу2-сигнал управления вторым тиристором, Uн - напряжение на нагрузки,Iн – ток, протекающий в нагрузке, UL-напряжение на катушке индуктивности L0,

IL- ток, протекающий в катушке индуктивности L0, Uc - напряжение на конденсаторе, Iс-ток, протекающий через конденсатор, Ivs1-ток, протекающий через тиристор VS1, Uvs1-напряжение на тиристоре VS1, Ivs2-ток, протекающий через тиристор VS2, Uvs2-напряжение на тиристоре VS2.

Рис.5.(начало) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.

Рис.5.(окончание) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.

Построение экспериментальных регулировочных характеристик для тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.

Построение регулировочных характеристик будет проводиться при изменении скважности напряжения на нагрузке, при постоянном токе нагрузки. Постоянный ток в нагрузке при изменении скважности будет обеспечиваться при соответствующем изменении сопротивления нагрузки.

Строятся три регулировочные характеристики при различных токах нагрузки. Каждое построение производится по 10 точкам.