2.3 Содержание отчета
2.3.1 Цель и программа работы
2.3.2 Расчеты необходимых параметров.
2.3.3 Схемы моделирования.
2.3.4 Таблицы, графики, осциллограммы .
2.3.5 Анализ полученных результатов, выводы.
3 Лабораторная работа. Применение функциональных и виртуальных моделей в исследовании работы полупроводниковых выпрямителей.
Цель работы: исследовать работу схем полупроводниковых выпрямителей, применяемых в электроприводе постоянного тока, на основе их виртуальных моделей.
3.1 Основные положения к выполнению к выполнению работы
Выпрямители обеспечивают преобразование переменного напряжения сети в постоянное, необходимое для питания нагрузок постоянного тока [4 ]. При этом выпрямители могут быть, как нерегулируемыми, выполненными на диодах (см. рисунки 3.2а,б,в), так и регулируемыми, выполненными на тиристорах (см. рисунки 3.2г,д,е).
Каждая из схем выпрямителей характеризуется коэффициентом выпрямления, связывающим между собой средневыпрямленное напряжение Ud с величиной действующего входного переменного напряжения. Для однофазной мостовой схемы Ксх= 0,9 (Ud= 0,9 Uф), для трехфазной мостовой Ксх= 2,34 (Ud= 2,34 Uф).
Регулируемые выпрямители содержат в своем составе схему формирования импульсов управления, подаваемых на управляющие электроды тиристоров и обеспечивающих пропускание тока тиристором в заданный момент времени. Эти выпрямители позволят плавно регулировать напряжение Ud от нулевого до максимального значения воздействуя на угол управления тиристором α (см. рисунок 3.2г) и диаграмму напряжения на активной нагрузке для этой схемы на рисунке 3.1г. В своем составе программное обеспечение Matlab Simulink имеет блоки, позволяющие реализовать такое управление.
Ниже представлен вид осциллограмм напряжений на активной нагрузке для исследуемых схем.
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.1- Осциллограммы напряжений: а) однофазного однополупериодного выпрямителя (см. рисунок 3.2а); однофазного мостового двухполупериодного выпрямителя (см. рисунок 3.2б); трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя (см. рисунок 3.2в); для управляемого однофазного мостового тиристорного выпрямителя (см. рисунок 3.2г)
3.2 Программа работы
3.2.1 Для каждой, из представленных на рисунке 3.2 схем выпрямителей, рассчитать величину нагрузочного резистора по параметрам действующего входного напряжения и выпрямленного тока, заданных преподавателем и открыть проект в Matlab Simulink.
3.2.2 Набрать модель исследуемой схемы выпрямителя из элементов и блоков Matlab Simulink, подключить приборы для контроля тока и напряжения (см. рисунок 3.3). Установить параметры блоков в соответствии с заданием. Произвести настройку параметров моделирования и измерительных приборов. Исследованию подлежат схемы 3.2 (а, б, в, е).
3.2.3 Произвести пуск модели и зарисовать полученные осциллограммы напряжений и токов. Проверить соответствие полученных величин напряжений и токов расчетным.
3.2.4 Набрать модель схемы трехфазного мостового управляемого выпрямителя (см. рисунки 3.2е, 3.4). Установить параметры блоков в соответствии с заданием. Произвести настройку параметров моделирования и измерительных приборов. Установить начальный угол регулирования α = 0, запустить модель зарисовать, зарисовать осциллограммы. По заданию преподавателя установить требуемую величину угла α. Повторить измерения, сравнить полученные результаты, сделать выводы.
~ Uc
VD1 VD3
VD
~ Uc ZH
ZH VD3 VD2
а) б)
VD1 VD3 VD5 ~ Uc
A
B ZH VT
C
Рисунок 3.2 - Неуправляемые диодные (а-в) и управляемые тиристорные (г-е) схемы выпрямителей
Рисунок 3.3 - Модель однополупериодного выпрямителя в Matlab Simulink