Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
3 семестр / Issledovania_MatLab_Simulink_7.doc
Скачиваний:
424
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
5.23 Mб
Скачать

Работа 9ml. Исследование трехфазных управляемых выпрямителей

Цель работы

Исследование управляемого выпрямителя с трехфазной мостовой схемой выпрямления на тиристорах при работе на активно-индуктивную нагрузку.

Методические указания

Изучите рекомендации по исследованию моделей электротехнических устройств в MatLab (см. Приложение).

Содержание работы

Исследование характеристик управляемого выпрямителя:

  • при питании от источника с неизменным напряжением и регулировании напряжения нагрузки;

  • при питании от источника с изменяющимся напряжением и стабилизации напряжения нагрузки.

Описание модели

Откройте окно MatLab, нажмите File/Open, откройте папку work/9ML, найдите и откройте файл psb_9ml.

Модель управляемого выпрямителя с трехфазной мостовой схемой выпрямления на тиристорах (рис. 9.1) содержит следующие блоки из библиотек Simulink и SimPowerSystem:

  • трехфазный источник синусоидальной ЭДС (Inductive source with neutral) из SimPowerSystem/Extra library/Tree-Phase Library;

  • трехфазный измеритель Tree-Phase V-I Measurement из SimPowerSystem/ Extra library/ Measurements;

  • блок Universal Bridge из SimPowerSystem/Extra Library/Power Electronic;

  • сглаживающий фильтр Lf и сопротивление нагрузки Load из SimPowerSystem/Elements/Series RLC Branch;

  • генератор импульсов управления тиристорами 6-pulse Generator) из SimPowerSystem/Extra Library/Control Bloks;

  • три измерителя напряжения Vab, Vbc, Vca из SimPowerSystem/Mesurements/Voltage Measurement;

  • блок источника постоянного сигнала Constant из Simulink/Sourses;

  • мультиметр (Muitimeter) из SimPowerSystem/Mesurements;

  • блоки разделения сигналов Demux и объединении сигналов Mux из Simulink/Signal routing;

  • блоки для измерения среднего значений напряжения нагрузки (Fourier), амплитуды пульсаций напряжения нагрузки (Fourier 1), фазного тока источника питания и его начальной фазы (Fourier 2) из SimPowerSystem /Extra library/Mesurements;

  • блоки для регистрации измеренных значений напряжений и токов (ULoad, Upuls_m, Ia, fi_s) из Simulink/Sinks;

  • блок для наблюдения мгновенных значений фазных напряжений источника, напряжения и тока тиристоров, и фазного тока источника (Scope) из Simulink/Sinks.

Порядок проведения лабораторной работы

В окне настройки параметров источника Inductive source with neutral установить амплитуду напряжения sqrt(2)*220, частоту 50 и начальную фазу фазы A 0, активное сопротивление 0.05 и индуктивность 0.5е-3.

В окне настройки блока Universal Bridge установить:

  • Number of bridge arms [Число плеч моста] 3;.

  • Port configuration [Конфигурация портов] A, B, C – input;

  • Power Electronic device [Вид полупроводниковых устройств моста] – Thyristors;

  • Measurements [Измеряемые переменные] -All voltages and currents.

В окне настройки сглаживающего фильтра Filter установить активное сопротивление R=0, индуктивность L =0.2 и емкость С=inf).

В окне настройки нагрузки Load установить сопротивление нагрузки R=10+N, индуктивность L = 0 и емкость inf.

Рис.9.1. Схема модели выпрямителя

В окне настройки параметров генератора импульсов (6-Pulse Generator) установить:

  • Frequency 50;

  • Pulse width (%) γ=5

В окне настройки мультиметра выбрать (рис.9.2):

  • ток одного из тиристоров IswN:Universal Bridge;

  • ток другого тиристора IswN+2:Universal Bridge;

  • напряжение на одном из тиристоров UswN:Universal Bridge;

  • напряжение нагрузки Ub:Load.

Рис.9.2. Окно настройки мультиметра

В окне настройки параметров блока Fourier, вычисляющего среднее напряжение нагрузки, установить основную частоту f1=50 и номер гармоники n=0.

В окне настройки параметров блока Fourier1, вычисляющего амплитуду напряжения пульсаций, установить основную частоту f1=50 и номер гармоники n=6.

В окне настройки параметров блока Fourier 2, вычисляющего амплитуду и начальную фазу тока источника, установить основную частоту f1=50 и номер гармоники n=1.

Откройте блок Constant и установите угол задержки α=0.

Откройте Simulation/Simulation parameter, задайте время моделирования 0.1, способ моделирования - с переменным шагом и метод расчета – ode 15s и запустите моделирование. Результаты моделирования (рис.9.3) и последующих вычислений занесите на бланк (табл. 9.1).

Среднее значение выпрямленного напряжения UL, амплитуду пульсаций UПm, действующее значение фазного тока источника IS и его начальную фазу спишите с цифровых регистрирующих блоков Display – Display3.

Рис.9.3. Результаты моделирования при USf =220 B, RS = 0,05 Ом , L S =0.5e-3 Гн, L f =0.2 Гн, RL= 10 Ом и угле задержки α=10˚

Таблица 9.1.Зависимость параметров управляемого выпрямителя от угла задержки при USf =220 B, RS = 0,05 Ом , L S=0.5e-3 Гн, L f =0.2 Гн, RL=10 Ом

Результаты измерений

Результаты расчета

α, ˚

UL,

В

UПm,

В

IS ,

A

fi_S

IL,

А

PL,

Вт

PS ,

Вт

K П

η

Ток нагрузки IL, мощность нагрузки PL, мощность источника питания PS, коэффициент пульсаций КП и КПД выпрямителя η рассчитайте по выражениям:

IL=UL/RL; PL=UL*IL; PS=3 USf *IS *cos(fiS); КП =UП.m /UL; η = PL / PS.

Откройте блок Constant, измените угол задержки и повторите моделирование для α=(10+5*Nи для α=(20+5*N)˚. Результаты моделирования и последующих вычислений занесите в табл.9.1.

Определите угол задержки, обеспечивающий при амплитудном значении фазного напряжения источника USfm = sqrt(2)*220 получение среднего значения выпрямленного напряжения UL=400-10*N. Осциллограммы напряжений и токов и результаты измерений занесите в табл. 9.2.

Откройте окна настройки параметров источника Source, установите амплитуду фазного напряжения sqrt(2)*220 *0.8 и определите угол задержки, обеспечивающий получение среднего значения выпрямленного напряжения UL=400-10*N. Результаты измерений занесите в табл. 9.2.

Откройте окно настройки параметров источника Source , установите амплитуду фазного напряжения sqrt(2)*220 *1.2 и определите угол задержки, обеспечивающий получение среднего значения выпрямленного напряжения UL=400-10*N. Результаты измерений занесите в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Зависимость угла задержки, обеспечивающего получение среднего значения выпрямленного напряжения UL=400 В, от напряжения источника

Результаты измерений

Результаты расчета

USf,

В

α, ˚

UПm,

В

IS ,

A

fiS

IL,

А

PL,

Вт

PS ,

Вт

K П

η

По результатам моделирования постройте графики UL(α), KП(α), η(α) при неизменном напряжении источника USf и графики α(USf), KП(USf), η(USf) при неизменном напряжении нагрузки UL .

Соседние файлы в папке 3 семестр