Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Имитационное моделирование неуправляемого выпрямителя

лабораторная работа №6

Вариант – 8

по дисциплине:

Математическое и имитационное моделирование мехатронных систем

Выполнил: :
студент гр. 5А06			Сергеев А.С.		28.03.2024
Проверил:
доцент ОЭЭ ИШЭ			Воронина Н.А.

Томск – 2024

Цель работы: моделирование схемы трехфазного неуправляемого выпрямителя с помощью программного продукта MatLab.

Программа работы

1. Изучить схемы неуправляемого выпрямителя .

2. Изучить имитационную модель универсального преобразователя.

3. Разработать имитационные модели рассмотренных схем, используя блоки MatLab.

4. Снять осциллограммы напряжения и тока на нагрузке.

5. Снять осциллограммы напряжения и тока источника.

6. Сделать выводы.

7. Оформить отчет.

Мостовая трехфазная схема обладает высоким коэффициентом использования мощности трансформатора, малым значением обратного напряжения на диоде, повышенной частотой пульсаций выпрямленного напряжения. Схема используется в широком диапазоне выходных мощностей и выпрямленных напряжений. Соединение вторичной обмотки трансформатора звездой позволяет избежать появления уравнительных токов при асимметрии фазных напряжений. Схема может применяться без трансформатора. На рис. 1 приведена схема трехфазного мостового выпрямителя.

Рис. 1. Трехфазный мостовой выпрямитель

Для моделирования трехфазного неуправляемого мостового выпрямителя в MatLab воспользуемся элементами Three-Phase transformer, Diode, AC-Sourse, Voltage measurement, Current measurement, RMS. Параметры трансформатора задаются согласно паспортным данным трансформатора ТСВМ-6,3-0,4-ОМ5. Для корректной работы каждый блок необходимо настроить на частоту 400 Гц. Параметры блоков представлены на рис. 2-5.

Рис. 2. Параметры трансформатора

Рис. 3. Параметры источника фазы А

Для фазы B и C параметры аналогичны, при этом установлен сдвиг по фазе в 120 градусов.

Рис. 4 Параметры диодов

Рис. 5. Параметры блока RMS

На рис. 6 приведена схема трехфазного мостового выпрямителя в среде MatLab, собранная по данным расчета практической работы.

Рис. 6. Модель трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя

На входе схемы линейное напряжение составляет 200 В, а фазное 115 В. Ток на нагрузке равен 149,1 А, напряжение на нагрузке равно 29,81 В. Ток и напряжения на нагрузке незначительно отличаются от расчетных данных (150 А и 30 В) в связи с тем, что был выбрал реальный, а не идеальный трансформатор, обладающий сопротивлением и индуктивностью обмоток. Также в связи с этим на осциллограмме (рис. 7) наблюдается переходный процесс для напряжения и тока на нагрузке.

Рис. 7. Осциллограмма входящего напряжения и тока, напряжения и тока на нагрузке

Вывод: в ходе лабораторной работы произведено моделирование трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя в среде MatLab на основе расчетных данных, полученных на практическом занятии. Выходные параметры схемы совпали с расчетными с небольшой допустимой погрешностью вследствие использования реальной, а не идеальной модели трехфазного трансформатора. Полученные осциллограммы совпадают с теоретическими данными, что доказывает правильность моделирования и адекватность созданной модели.