Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Знания экспертов. Пакеты прикладных программ (АшоСаб, Ма>Са», Ма>(аЬ) База знаний Структурный и парамс- тричесюзй синтез систе- мы управления. Анализ статических.и динами- ческих характеристик системы. Расчет элек- тромагнитных нагрузок на элементы преобра- зователя по «п>адкой составляющей» Расчет момента, мошно- сти, токов, анализ теп- ловых процессов в ма- пине, выбор типа пре- образователя, определе- ние концепции управле- ния Цель проектирования Анализ динамнчесюзх процессов в полупро- водниковых элементах. Анализ процессов в системе управления. Про>раммнрование микропроцессора. Эксперимент О этап эскизного проектирования; О этап технического проектирования; О этап рабочего проектирования.
Щ 2.7. Основы компыойперново проекйпййрованип попупровояниковых эпекйпропривояов Алгоритм просктиронания полупроводци>сового элскгроиривода состоит из последовательного решения следу>ощих задач: О выбор типа н мощности исполшггельной электрической л>ашины и передаточного отношения редуктора; О расчет эквивалентных параметров и температуры исполнц. > тельного двигателя; О выбор типа и мощности преобразователя; О определение или расчет электромагнитных и элсктромеханнческих параметров машины и преобразователя (па)>а-, метров математической модели); О математическое описание системы «полупроводниковый преобразователь — электрическая машина» по «гладкой» составля>ощсй; структурный и параметрический синтез электропривода по «гладкой» составляющей; О разработка функциональной модели преобразователя н ~ синтез электропривода; О разработка виртуальной модели элскгропривода; О анализ диналшческпх характеристик функционального иди виртуального элсктропривода с послсдующил> параметрическим синтезом регуляторов; О расчет (если это продиктовано техническим заданием) механических и регулировочных характеристик электро- ~ привода; в' О анализ энергетических характеристик элсктропринода, котором рассчить>ваются квазистатичсские потери в > ' ис.
полнительной машине, квазистатическис потери в полу' проводниковом преобразователе и в источнике питан> ния гармонические составля>ощпс на входе и выходе прес еоб. разоватсля, энергетические параметры системы так акис. как коэффициент мощности, коэффициент полезного д сй сталя, коэффициснт гармоник и др.; оных О анализ дппалшчсских процессов в полуцроводнико тсоь элементах преобразователя и расчет динамических пот Р ши» в этих элементах с последующим синтезом дсмфируюш ' цепей, если такая необходимость появится. Задачу проектирования полупроводникового электропривода можно сформулировать как достижение цели проектирования при наличии базы данных и при использовании базы знаний.
Глобальная цель проектирования, определенная ТЗ, не может быть реализована сразу, обычно она разбивается на несколько этапов, для которых формулируются частные цели проектирования. В процессе достижения этих частных целей изменяются база данных и база знаний. Проектирование любой системы от начала до конца всегда содержало три этапа; 1 Компьютерное моделирование попупроводникоеык систем В табл. 2.2 представлена содержание каждого этапа проектир . вания полупроводникового электропривода н показаны прнкладны пакеты, реализующие это содержание. Отметим основные особенности представленного разбиснн„ проблемы проектирования: 1 ° деление всей процедуры проектирования на трн этапа в дан ном случае в значительной степени определяется физнческимя процессами в электроприводе.
На первом этапе анализируются са. мые инерционные тепловые процессы в электромеханической час. ти системы, на втором — электромеханические процессы, на тре. тьем — электромагнитные процессы; ° в процессе поэтапного проектирования увеличивается база данных и уменьшается база знаний; ° проектирование на каждом этапе является процессом итера. ! ционным, итерации между этапами также возможны, но нежелательны; ° база данных включают параметры и характеристики отдельных частей системы; ° база знаний содержит три основные части: ° технические требования, в соответствии с которыми может быть спроектирована система, ° компьютерные программы, ° знания эксперта; ° цель проектирования включает анализ, синтез и расчет харак.
теристик системы, содержащей элементы из базы данных и использующую базу знаний. Подчеркнем основные характеристики этапов: 1. Целью расчета каждого этапа является синтез структуры 1 све темы, синтез параметров элементов, расчет характеристик сист тоько сравнение результатов расчета с техническими требованиями. 2.
Каждый этап должен включать базу данных, которая сод Р о Ф' жит в себе параметры элементов и их основные характеристн тнкя. 3. Процедура расчета каждого этапа является процедурой н " нтерь ционной. 4. Итерация между этапами допустима, но это процесс тру е яе ельну~ емкий. В уменьшении или исключении итерации значител роль играет база знаний. О 5. Каждый этап проектирования связан с определенным пр' траммным пакетом.
Основы элект оп ива а б. Результаты предшествующих расчетов включаются в базу данных последующего этапа. Компьютерные технологии в проектировании полупроводниковых систем электропривода подразумевают максимальное использование средств, предоставляемых современными программными пакетами. Выше показаны такие возможности при применении виртуальных блоков силовой части электропривода. Виртуальный электропривод может быть набран из виртуальных блоков и после- вв дован, то есть определены статические, энергетические и динами- ~ ческие характеристики, по которым можно судить о соответствии их техническому заданию на проектирование. Однако не всегда ис- Г пользование названной «виртуальной лаборатории» полностью удовлетворяет проектировщика. Во-первых, проектировщик может столкнуться с элементами, которых нет в виртуальных библиотеках.
Во-вторых, при достаточно сложных системах можно столкнуться с серьезными сложностями вычислительного характера, когда собранная виртуальная модель не работает. В-третьих, на начальном этапе проектирования исследователя могут вполне удовлетворить результаты приближенные, которые скорей являются предельными (эталонными), нежели реальными. В-четвертых, в основе всех виртуальных моделей лежит их математическое описание. Это математическое описание базируется на физических основах, которые должны оставаться постоянно в поле внимания исследователя от первого до последнего шага проектирования. Перечисленныс соображения вызывают необходимость использование подхода, основанного на математическом описании.
При проектировании полупроводникового электропривода математическое описание может быть использовано при его исследовании по «гладкой» составляющей. В этом случае влияние импульсного характера напряжения на выходе полупроводникового преобразователя на статические и динамические характеристики электро- привода не учитываются. При этом напряжение на выходе управляемого выпрямителя и широтно-импульсного преобразователя принимается равным среднему значению, а на выходе автономного ннвертора — действующему значению. Система электропривода в этом случае считается непрерывной. Возможность такого представления строго доказывается теоремой Котельникова.
Ниже Компьютерное моделирование полупроводниковых систем этот подход использован как первый этап в проектировании полу. проводникового электропривода. Результаты, полученные на этом этапе, могут считаться эталонными, с ними следует сравниват результаты, получаемые на виртуальных моделях. 3 1 При исследовании полупроводникового электропривода пс 1 «гладкой» составляющей используются непрерывные параметры преобразователя, полученные в главе 3. Следует отметить, что ма.
тематическое описание отдельных частей электропривода не ис. ключает ипользование пакета Япш11пк. При этом блоки прсдставля. ются структурными схемами из главной библиотеки о1пш!1пк. Волов Сопегй Э.1. Кяассцфцкацця яояупровояниковых вреобраэоватеяец Силовые полупроводниковые преобразователи в системах электропривода выполняют функцию регулирования скорости и момента электрического двигателя. Они включены между двигателем и основным источником питания (рис.
2.1, гл. 2). По принципу действия силовые преобразователи разделяются на следующие базовые типы: ~Ч (:) широтно-импульсные преобразователи (ШИП), связывающие у источник постоянного тока с двигателем постоянного тока; О управляемые выпрямители (УВ), связывающие источ- ~ ник переменного тока с двигателем постоянного тока, ча- ф стным случаем-управляемого выпрямителя является вып- ° рямигаель неуправляемый (В); ьл автономные инверторы (АИ), связывающие источник постоянного тока с двигателем переменного тока; ь.) непосредственные преобразователи частоты (НПЧ), связывающие источник переменного тока с двигателем переменного тока.
Функциональные схемы базовых преобразователей показаны на рнс. 3.1. о|са = сом~ а=о и„, = соьи т1вв ц~ = толе ~~ = аоаз! 1 л =июФ 3 ' а т ° Функциональные схемы оаы ых полупроводниковых преобразователей Компьютерное моделирование полупроводннковык систем Силовые пол и ово пиковые и еоб азоввтели 1 Здесь следует напомнить, что постоянныс напряжения (/' =О) ~ характеризуются средними значениями (/нв, (/„„, а переменныс (/';к О ) — действующими значениями ((/„(/, ). Широтно-импульсный преобразователь преобразует постояв. нос напряжение питания ((/н„= сонэ~,/; =О) в постоянное регула. руемос напряжение на выходе ((/ьв = чаг, /„= 0), Управляемый выпрямитель преобразует переменное, обычна синусоидальнос напряжение частоты /', =50Гц постоянного дси. ствующего значения (обычно 220В), в постоянное регулируемое напряжение на выходе ((/„х = чаг, Л =О), Автономный иивертор преобразует постоянное напряжегшв питания ((/„в = сонэ/,/, = 0) в переменное напряжение на выходе в рсгули лируемым действующим значением и регулируемой частотой ~ ((/, = чаг,/', = чаг ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
