Силовая преобразовательная техника

Рисунок 3.6 - Временные диаграммы работы трёхфазного мостового симметрично управляемого выпрямителя при работе на R-L-нагрузку.

331

Рисунок 3.7 - Имитационная модель трёхфазного мостового несимметрично управляемого выпрямителя.

Исходные данные для моделирования:

Uф=220В;

Uл=380В;

Rнагр=110Ом.

332

Рисунок 3.8 - Параметры настройки в блоках ЭДС источников e1, e2 и e3

Рисунок 3.9 - Параметры настройки в блоке R-нагрузки (RLC Branch)

333

Рисунок 3.10 - Временные диаграммы работы трёхфазного мостового несимметрично управляемого выпрямителя при работе на R-нагрузку.

334

Рисунок 3.11 - Временные диаграммы работы трёхфазного мостового несимметрично управляемого выпрямителя при работе на R-L-нагрузку.

335

Рисунок 3.12 - Имитационная модель трёхфазного нулевого выпрямителя

Исходные данные для моделирования:

Uф=220В

Uл=380В

Rнагр=108Ом

Рисунок 3.13 - Параметры настройки блоков источников переменного напряжения AC Voltage Source

336

Рисунок 3.14 - Временные диаграммы работы трёхфазного нулевого выпрямителя при работе на R-нагрузку.

337

Рисунок 3.15 - Временные диаграммы работы трёхфазного нулевого выпрямителя при работе на R-L-нагрузку.

338

Лабораторная работа №4

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОКЛЮЧЕВЫХ ШИП

Цель работы:

1)Изучить принцип работы одноключевых ШИП при работе на R и R-

L-нагрузки;

2)Составить в среде MATLAB (библиотека Simulink) имитационные модели последовательного и параллельного ШИП;

3)Провести анализ временных диаграмм работы указанных преобразователей при изменении параметров элементов цепи;

Введение

ШИП предназначены для преобразования входного, неизменного по величине постоянного напряжения в регулируемое постоянное напряжение на выходе. ШИП классифицируются:

последовательные ШИП;

параллельные ШИП.

Последовательные ШИП предназначены для понижения напряжения на нагрузке, а параллельные - для повышения напряжения на нагрузке.

По типу используемых ключей:

транзисторные;

тиристорные.

Если в схеме ШИП используется тиристор, то необходимо позаботиться о его закрытии, после окончания импульса открывания.

реверсивные ШИП;

нереверсивные ШИП.

На основании принципиальных электрических схем с использованием блоков библиотеки Simulink и, в частности, ее модуля SimPowerSystem можно составить имитационные модели указанных преобразователей, выполнить необходимые расчёты и исследовать их электромагнитные свойства.

Порядок выполнения работы:

1.Составить полную принципиальную электрическую схему последовательного и параллельного ШИП, работающих на R и R-L нагрузки;

2.На основании принципиальной электрической схемы с использованием блоков библиотеки Simulink, в частности, модуля SimPowerSystem составить имитационную модель последовательного ШИПа

2.1. Ввести параметры напряжения источника питания, параметры силового ключа, сопротивления R и индуктивности L нагрузки (задаются

339

преподавателем) , параметры защитной R-С цепи ; при составлении имитационной модели управляемого выпрямителя ввести параметры управляющих импульсов ГИ (угол открывания α задается преподавателем);

2.2. Выбрать метод численного решения дифференциальных уравнений, шаг и время расчета.

3.В результате расчета получить графики зависимости тока iн=f(t) и напряжений uн=f(t) нагрузки, графики зависимости тока силового ключа iVT=f(t)

врежимах РПТ и РНТ для схем параллельного и последовательного ШИПа.

4.По резульатам расчета:

4.1.Исследовать влияния частоты коммутации fK данного ШИП (R-L- нагрузка) на пульсации тока нагрузки. Расчеты провести для двух значений

fK=1000; 3000 Гц. Сравнить полученные кривые. В каком случае форма тока на нагрузке лучше?

4.2.Исследовать влияние индуктивности L на форму кривой тока нагрузки. Значение L принимаем: а) L=5мГн; б) L=30мГн. На основании полученных графиков, сделать вывод о режимах работы данного преобразователя (РПТ, РНТ). При каком значении индуктивности наблюдается режим гранично-непрерывного тока?

4.3.Составить имитационную модель параллельного ШИП;

4.4.Исследовать влияние входной индуктивности на коэффициент повышения напряжения. Анализ провести для двух значений индуктивности L

(L выбираем самостоятельно). По полученным кривым, определить коэффициент повышения напряжения. Как меняется данный коэффициент при увеличении индуктивности? Пояснить данное обстоятельство.

4.5. Изучить влияние емкости конденсатора на форму кривых тока и напряжения на нагрузке. Значение емкости принимать в пределах 1нФ…1мкФ. Объяснить физику наблюдаемых изменений.

Содержание отчета

1.Титульный лист.

2.Цель работы.

3.Полная принципиальная электрическая схема параллельного и последовательного ШИП.

4.Имитационные модели параллельного и последовательного ШИП, составленные из блоков библиотеки Simulink с указанием введенных параметров напряжения источника питания, R и L нагрузки, параметров защитной R-С цепи и параметров управляющих импульсов ГИ.

5.Графики зависимости тока iн=f(t) и напряжений uн=f(t) нагрузки, графики зависимости тока силового ключа iVT=f(t) в режиме РПТ и РНТ для схем параллельного и последовательного ШИПа;

6.Выводы по работе.

Исходные данные для моделирования:

Uф=220 В, Rнагр=50 Ом, скважность γ=0.2 (для последовательного ШИП), γ=0.7 (для параллельного ШИП).

340