Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 12
Текст из файла (страница 12)
)о ям нагрева. Рассмотрим решение задачи нагрева двигателя для случая по. вторно-кратковременного режима работы при использовании паке -''3 та Б!пш1!п)с. Первоначально преобразуем уравнение (2.3) в форму Коши: Затем уравттение (24) представим в операторной форме„тогда получим: Рассчитаем нагрев двигателя постоянного тока типа ПБВ-!ОЙ Тепловая постоянная времени для этого двигателя Т, = 3600 с. Последовательно открываем Ма)1аЬ, Б!птцйтт)т и три необходиыно для решения библиотеки Боцгсез (Источники сигналов), 5!пкз (Пря боры) и Сопбпцоцз (Непрерывные блоки). При открывании Я!тпцйв1 одновременно открывается поле для набора структурной схемы, ттср воначально это поле выест название ()пй!!ет) (без имени).
Все бн бтто.;"и лиотеки первоначального вызова показаны на рис. 2.12 а, б, в. веБлоки из библиотек в наборное ноле Оп!!!!ст) переносятся изв ' стнылт способом )Зтая-апд ь)гор (Перетащи и Оставь). Структурная схема, соответствующая уравнению (2.5), представ' лена на рис. 2.13 а. После того как создана структурная схсртв поп следует переименовать блок и записать его в папку 5!гпц1!п)с до, будущей работы.
Этот файл будет сохраняться в памяти компыот4т ра до тех пор, пока он не будет стерт. В главном мсию открывае .-, ° ет. раздел Рйе, далее Баас Аз... при этом появляется пзнель, позволя щая выбрать папку для записи и название файла. Последовательно (двойной щелчок на блоке) устанавливаются параметры усилителя (Оа!тт) и интегратора Дп!ейта!ог). На рис, 2.13 б, е видны окна настройки этих блоков. Коэф4тици- 4- сит передачи блока усилителя (1/Зб00) есть величина, обратная тепловой постоянной двш ателя.
В поле настройки интегратора задается начальное состояние относительной тслтпературы 0 25 )ро — = — =0.19 Оепи 130 (здесь принято, что начальная температура равна 25'С, а максимально допустимая для выбранного двигателя — 130'С) Основы апект оп иве а а) 1 ое» Вь»»»М.4 . 9»жтт К'») "х9 '»Ь К" У"" Ю . Вне»ее»» Ф)))й ицт~яьоеш. е»»~ее~»ев" ~ , Р' аеиикь»1пая»»»хаток н»в 6) кв) ;.!~4к ()араметры моделирования ПРочессов в двигателе Компьютерное моделирование полупроводниковых систем ' ~9 Ри .
2.13. модель нагрева дви~ателл в повторно-кратковременном Режиме ( ме (в);. с. и окна настройки (б, в) блоков Х=""вкв)» Для установки параметров моделирования в разделе главного меню яйпш!айоп выбирается команда Рагьгпе)егв, по этой команде )к "-;!';;: открывается диалоговое окно настроек параметров моделирования (рис. 2.14). Это окно содержит пять вкладок (оо19ст,%огйяраяс 1(0„ Р!аьтпотп!с, А<Ьапсст)).
На вкладке Бо)уег первоначально устанавли- '9»:.'.,'." наем начальное (Яан йтпс = О) и конечное (отор 1йпе.=- 15000с) время моделирования. Конечное время моделирования, как известно, должно составлять 3-4 постоянных времени В окне Яо!уег орпопв задается способ изменения модельного ~с» времени (ттаг!айе-в1ер — моделирование с переменным гаагом; эту,ф опцию рекомендустся выбирать при моделировании аналоговых непрерывных систем) и способ интегрирования дифференциально"::.„':;;; го уравнения. Ниже задаются максимальный и иа ~альный шаги интегрирования, а также относительная и абсолютная точность.
При ретпении простых задач здесь лу ппе оставить то, что компьютер сам предлагает по умолчанию (рис. 2.14). к. .~;:.,*!;') Нижние поля определяют способ вывода результатов иодслироиания в рабочую область, они оставлены такими, какими про~ рам ма' нх установила по умолчанию. Основы элект оп иво в а) , )к)тзва ыьяаккььы юдоектее 0 рл ° кюее а) б) ньяи'тем мак ьо веь ,е б) й гп ,гьрт С~) = — —, о' /2тг (2.Й Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Окно настройки генератора и результаты моделирования пред ставлены на рис. 2.15 о и 2.15 б соответственно.
В окне настроим, генератора указываются период цикла, относительное время вк ьоь' .- ченного состояния, амплитуда и начало работы. Результаты моделирования представлены на мграпс оспиллосколь (рис. 2.15 б), они показывыот, что в установившемся режиме двигатель нагревается приблизительно до 0.8 от максимальной температуры. )~к РР 'ЖРИ Рис. 2.15. Результаты моделирования тепловых процессов в двигателе в повторно-кратковременном режиме работы Рассмотрим другой пример, когда лющность на валу дв1итатсяя а равно и мощность потерь изменяются случайныл~ образом. Прв мем, что случайная функция потерь подчинена нормальному закс 1 распределению 1аусса, тогда плотность вероятности описывает"' ;.
гг следующим уравнением: где а — параметр, указывающий наиболее вероятное значение отнес тельных потерь ЬР (в нашем случае будем с~итать М' = и '= 1)": о — среднсквадратичсскос отклонение (дисперсия); примем гт Выбираем блок напоопз Хо|пЪег из библио ек ~ лиотеки, оцгсея главной библиотеки Япш!!п)с. Этот блок гснсрируе с ирует случайный сигнал с нормальным распределением.
Модель для зтого с случая представлена на рис. 2.16 о. Окно настройки блока йав1опз )чцпзЪег и результаты моделирования показаны на рис. 2.!6 б, в. При таком режиме работы температура двигателя на короткое время может превысить максимальную. Конечно. менилюсти двшателя здесь остается за проектировщиком. Заьчстньк ~ что в верхнем поле окна настройки генсрато ра устанавливается значение о = 1, а в следующем поле — значение а = 5.0,4~ фи )Ыодель (в), окно настройки (б) Ж™ моделирование (в) тепловык праце, ов .
увпе в Режиме случайной нагрузки Основы алект оп иве а г Рэкв = — ~ Р~Г1Г Т", (2.11) ЬРт св ~ ~Ртт1Г . 1 Г о (2.7) (2.12) т Г.г АР = — 11 т1Г Т о (2.8) г о (2.9) М„; = — ~М'т1à — г Т Г2,18) Мэкв ™нвл~' только случае' ! Компьютерное моделирование полупроводниковых систем 2.5. Мето9ы зквивапентирования потерь в 9виватепе При работе электродвигателя в циклическом режиме вводится понятие средних потерь [28). Оценка температуры двигателя пс средним потерям носит название метода средних потерь. Очевидно, что средние потери должны быть меньше или равны потерям в номинальном режиме ЬРт в<ЬРтлюн. Уравнение (2.7) позволяет оценить работоспособность предварительно выбранного двигателя.
Чтобы выбрать двигатель, а не только 'оценить ранее выбранный двигатель, вводятся понятия эквивалентных тока, момента и мощности. Потери в сопротивлении якоря равны: где г — активное сопротивление якорной цепи, г — ток в якорной цепи. Эквивалентный ток определяется из уравнения: Двигатель считается выбранным правильно, если эквивалент ный ток меньше номинального. Аналогичное уравнение используется для определения эквивв' лентного момента: Двигатель считается выбранным правильно, если Выбор двигателя по М к, осуществляется в том если основной магнитный поток постоянен. Эквивалентная лющность рассчитывается по ".ор ормулс Двигатель считается выбранным правильно, сели Р..
< Р ЭЛ — НОЛГ Оценку двигателя по выходной мощности можно осуществлять ~ при постоянном магнитном потоке и'постоянной скорости. В оговоренных выше режимах работы расчет эквивалентных т ека, момента и мощности осуществляется при замене в соответствии с нижеприведенными формулами: ( = — ~ Г'Г 1 1 (эк = — ~~I Г М кв — 'л~М''П Р., = — ~~Р Г 7 в'.в экв, у 7 экв 7 2.6. Основные характеристики и параметры эпектропривода Различают три вида основных характеристик электропривода 1"3 статические характеристики; 'лЭ энергетические характеристики; 'л 1 динамические характеристики.
2.6.1, ° ° 1. Стапзнческце харакгперяяскпикм Это характеристики при установившемся режиме работы ЭП, когда скорость на выходе постоянна. В этом случае, как это следует из основного закона движения (2.1), момент, развиваемый двигателем на валу (М), равен приведенному моменту нагрузки (Мн). В качестве статических характеристик в основном рассматриваются мехаи механические характеристики — зависимость скорости на выходе от момента при различных напряжениях уз (Уз выступает в качестве параметра) и регулировочные характеристики — зависимости с сти скорости вращения от напряжения на входе при различных значениях момента нагрузки (Мн выступает в качестве пара- Основы элект оп иво а АР=и,1 +т1 средний эффскги„ный Компьютерное моделирование полупроводниковых систем метра.
На рис. 2,!7 в качестве примера показаны механические и рсгулировочные характеристики ЭП постоянного тока. Рис. 2.17. Типовые механическая и регулировочнвя характеристики электроприводв В становившемся режиме качество элсктропривода характерв. ~ У зуется следующими параметрал~и: ЛМ (1 жесткостью механической характеристики ( — ); Ьге„, Ьй~„, 'ьз коэффициентом передачи (усилення) ( — ') регулировочЬи ной характеристики. Заметим, что жесткость и коэффициент передачи могут быть постояннымн в линейных системах и изменяться от ~очки к точке в нелинейных системах.; ! 'ьл диапазоном регулирования по скорости на выходе элслтре привода (О = — '"" при Мв = сопв ). го, „„ еп 2.6.2. Знераетнческне характернсяпнкн эпектроорнвояа К энергетическим характеристикам элсктропривода относ р тносятся рабу чис характеристики, то сеть зависимости тока, акп1вно"ь р 1 сактнвнои 11 т юшнос" по лной мощности, потрсбляемои от источника питания, о ь , я = '(Р.1 на выходе элсктропривода (от мощности нагрузки): 1,, Р,, Я, 5 = Х Эти характеристики определяют к.п.д.
(П = =) п коэффициент мо Р, С сги (сове = — ) злсктропривода. К энергетическим характеристикам ! также относятся зависимости средних, действующих и амплитудных токов чсрсз полупроводниковые элементы прсобраз р оватсля от момента, скорости и мощности на выходе элскгропрнвода. Наличие силового полупроводникового преобразователя, включенного л~ежду источникоги питания и двигателем, вно сит определенную специфику, которую необходимо учитывать при анализе энергетических характеристик элсктропрнвода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
