Перевод справки пакета SimPowerSystems программы Matlab / powersysSmall

Пример:

Следующий пример иллюстрируетиспользование блока IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) в повышающем преобразователе постоянного тока. IGBT включается и выключается на частоте 10 кГц, перенося энергию отисточника постоянного тока к нагрузке (RC). Среднее выходное напряжение (VR) – функция рабочего цикла (α) IGBT:

VR = 1−1α Vdc

Этотпример доступен в файле psbigbtconv.mdl.

Запустите моделирование, посмотрите ток катушки индуктивности (IL), ток коллектора IGBT (IC), ток диода (ID), напряжение коллектор–эмиттер устройства IGBT (Vce), и напряжение нагрузки (VR).

281

Impedance Measurement (измеритель полногосопротивления)

Назначение: Измеряетполное сопротивление схемы в функции часто-

ты.

Библиотека: Measurements (измерение)

Описание: Блок Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) измеряетполное сопротивление между двумя узлами схемыв функции частоты. Он состоитиз источника тока Iz соединенного с первым и вторым входом блока Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) и измерителя напряжения Vz, соединенного параллельно выходам источника тока. Полное сопротивление электрической сети рассчитывается как передаточная функция H(s) отвходного тока к выходному напряжению модели state-space (режим-пространство).

H (s)= VZ ((s))

IZ s

Измерение учитываетначальные состояния блоков Breaker (выключатель), и Ideal Switch (идеальный выключатель). Он также позволяетизмерять полное сопротивление с блоками Distributed Parameter Line (линия с распределенными параметрами) в вашейсхеме.

Диалоговое окно ипараметры:

Multiplication factor: Если Вы планируете использовать блок Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) в трехфазной цепи, Вы можете использовать параметр Multiplication factor (коэффициентумножения) для изменения масштаба измеренного полного сопротивления. Например, измеряя полное сопротивление между двумя фазами трехфазной цепи, вы получите удвоенное полное сопротивление положительной последовательности. Поэтому Вы должны применить, коэффициентумножения 1/2 для полного сопротивления, чтобы получить правильное значение полного сопротивления положительной последовательности.

284

Точно так же, чтобы измерить полное сопротивление нулевой последовательности симметричной трехфазной цепи, Вы можете соединить, блок Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) между заземлением или нейтралью и тремя фазами, соединенными вместе.

Вэтом случае, Вы измерите третью часть полного сопротивления нулевой последовательности, и Вы должны применить коэффициентумножения 3, чтобы получить правильное значение нулевой последовательности.

Ограничения:

При расчете полного сопротивления берутся во внимание линейные блоки и несколько нелинейных: Breaker (выключатель), Ideal Switch (идеальный выключатель), и Distributed Parameter Line (линия с распределенными параметрами). Все другие нелинейные блоки типа машин и силовых электронных приборов, не рассматриваются, и они будутотключены в течение измерения.

Если Вы планируете соединять блок Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) последовательно с индуктивностью, источником тока, или любым нелинейным элементом, Вы должны присоединить большой резистор параллельно выходам блока. Причина в том, что блок Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) моделируется как источника тока.

Пример:

Смотри описание блока Powergui для примера использования блока Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления).

См. также: Powergui

285

Linear Transformer (линейный трансформатор)

Назначение: Моделируетдвухили трех обмоточный линейный трансформатор.

Библиотека: Elements (элементы)

Описание: Модель блока Linear Transformer (линейный трансформатор), показанная ниже, состоитиз трех соединенных обмоток намотанных на одном сердечнике.

Модель учитываетсопротивления обмоток (R1 R2 R3) индуктивность тока утечки (L1 L2 L3), а также характеристику намагничивания сердечника, которая смоделирована линейной ветвью (Rm Lm).

Преобразование в относительныеединицы

Чтобы не уходить далеко отпромышленности, Вы должны определить сопротивление и индуктивность обмоток в относительных единицах (о.е.). Значения базируются на номинальной мощности трансформатора Pn (в ВА), номинальной частоте fn в Гц, и номинальному напряжению Vn (девствующему) соответствующей обмотки. Для каждой обмотки сопротивление и индуктивность в относительных единицах определяются как:

Базовоесопротивление и базовая индуктивность, используемая для каждой обмотки:

286

Для сопротивления Rm и индуктивности Lm намагничивания, значения о.е. базируются на номинальной мощности трансформатора и на номинальном напряжении первичной обмотки.

Например, параметры по умолчанию первичной обмотки, указанные далее в диалоговом окне даютследующие базовые значения:

Предположим параметры первичной обмотки R1=1.44 Ом и L1=0.1528 Гн, соответствующие значениям, которые будутвведены в диалоговое окно:

Чтобы определить ток намагничивания 0.2 % (активный и индуктивный) базирующийся на номинальном токе, Вы должны ввести относительные значения 1/0.002=500 о.е. длясопротивления и индуктивности ветви намагничивания. Использование базовых значений, рассчитанных выше, даетRm = 8.6e5 Ом и Lm = 995 Гн.

Диалоговое окно ипараметры:

287

Nominal power and frequency: Номинальная мощность Pn, в вольт-

амперах (ВА) и частота fn, в герц (Гц) трансформатора.

Winding 1 parameters: Номинальное напряжение V1 в вольтах действующее, сопротивление и индуктивности утечки в о.е. Значения о.е. основаны на номинальной мощности Pn и на V1.

Winding 2 parameters: Номинальное напряжение V2 в вольтах действующее, сопротивление и индуктивности утечки в о.е. Значения о.е. основаны на номинальной мощности Pn и на V2.

Winding 3 parameters: Номинальное напряжение V3 в вольтах действующее, сопротивление и индуктивности утечки в о.е. Значения о.е. основаны на номинальной мощности Pn и на V3.

Установка Winding 3 parameters (параметры третьей обмотки) равным нулю даетмодель линейного трансформатора с двумя обмотками, при этом появится новое изображение на блоке:

Magnetization resistance and reactance: Сопротивление и индуктив-

ность, моделирующие основные активные и реактивные потери, в о.е. Значения о.е. базируются на номинальной мощности Pn и на V1. Например, чтобы определить 0.2 % активных и реактивных основных потерь, в номинальном напряжении, используютRm = 500 о.е. и Lm = 500 о.е.

Measurements: Выберите Winding voltages (напряжения обмоток), чтобы измерить напряжения параллельно обмоточных выходов блока Linear Transformer (линейный трансформатор).

Выберите Winding currents (токи обмоток), чтобы измерить ток обмоток блока Linear Transformer (линейный трансформатор).

Выберите Magnetization current (ток намагничивания), чтобы измерить ток намагничивания блока Linear Transformer (линейный трансформатор).

288

Выберите All voltages and currents (все напряжения и токи), чтобы измерить напряжения и токи обмоток плюс ток намагничивания.

Добавьте блок Multimeter (мультиметр) в вашу модель для просмотра выбранных измерений моделирования.

Вокне Available Measurement (доступные измерения) блока Multimeter, измерение будетидентифицировано меткой, сопровождаемой именем блока.

Примечание. Чтобы смоделировать идеальную модель трансформатора, установите сопротивления и индуктивность обмоток равные нулю, а сопротивление и индуктивность намагничивания, равные inf (бесконечность).

Входы и выходы:

Первичная обмотка соединена между первым и вторым входом блока Linear Transformer (линейный трансформатор). Вторичная обмотка соединена между первым и вторым выходом, и третья обмотка (если определена) соединена между третьим и четвертым выходом.

Первый вход, первый выход и третий выход (еслисуществуют) – одной мгновенной полярности.

Ограничения:

Обмотки могутбыть оставлены без соединения, (то есть, не соединенные с остальной частью схемы). Однако не подсоединенная обмотка будет внутренне соединена с силовойсхемой через резистор. Эта внутренняя связь не затрагиваетизмеренные напряжения и токи.

Пример:

Типичная жилая линия электропитания с трансформатором и с фазными и линейными нагрузками. Эта схема доступна в файле psbtransformer.mdl.

289

См. также: Saturable Transformer (трансформатор, учитывающий насыщение), Mutual Inductance (взаимоиндуктивность)

290