Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 24
Текст из файла (страница 24)
3.44 г — мощность, рассеиваемая на СТК инвертора. На рпс. 3.44 д показано окно настройки блока управления инвсртором (блок Р1асге1е Р%М бспега)ог 6 рц!яе). В окне настройки задаются: 1 а несущая частота; О коэффициент модуляции, опредсляемый соотношением между амплитудой синусондального и пилообразного напряжения; ьа выходная частота инвертора.
Для улучшения гармонического состава выходного напряжения, фа необходима высокая кра~ность частоты пилообразного напряжения ' ° (эта частота в литературе названа несущей частотой ( /'„ = !/7;) от- Ч~в носительно основной частоты Д~ =!/Т). Для увеличения отноше- ф ния несущей и основной частоты инвертора, можно использовать ° способы управления, предусматривающие синхронное или асинхронное изменение этого отношения.
В псрвол1 случае отношение /;//' поддерживается всегда кратным целому числу; такнс алгоритмы наиболее просто реализуются в цифровой форме. Асинхронные способы характеризуются произвольным отношением /,//'. а! "ие 3.44. Виртуальная модель АИН с синусоидальной ШИМ /а), результаты кв делирования /б, в, г) и панель настройки блока управления /д) 188 Ю ° ° ° ФФ ° ° ю ° ° й ° ° ° Ю ° Ф ° ! ° ° ! Ф ф Ывд МоВоце Сапвп1 ННИ Ф Ф, Цф~ Д В~ос~Р е~ыз: Овиедо Р®м ~еавиа~о Ври!мв В'-' ~~6%4 ВВ 8' ~ а, В .ВВ 4~~.оввев б;.г М ОПОЯ 1 *ыВ а.ОВ а ВВ О аа ОПЗ еоа В ° Ю ° Р ° ° Ю ° ° ° ° ° Ф ° ° Ф ° ° ' ' ° общие яоаоження Проектирование элсктропривода постоянного и переменного тока осуществляется уже после выбора исполнительной электрической машины и полупроводникового преобразователя и включает последовательное решение следующих задач: 1.
Структурный синтез системы электропривода. 2. Параметрический синтез снстсл~ы элсктропривода. Э. Анализ синтезированной системы. Ниже для приводов постоянного тока будет использована только структура подчиненного регулирования. Основы сщггсза параметров такой структуры рассмотрены в гл. 2. Рассмотрим последовательно задачи параметрического синтеза. На первом этапе, как об этом уже говорилось, реализуется синтез по «гладкой» составляющей с использованием непрерывной модели преобразователя. 4 1. Математическое ояисание, йереяаточные функции и структурные схемы Явигатеяей постоянного тока Р, 13, 15, 28, 30 35! 4,4 4 ° 4. йвнаатеяь постоянноао тока е незавнсцмым всзбужяеннем На рис.
4.1 схематически показан двигатель постоянного тока с независимым возбужденном. Уравнения, которыми описываются электромагнитные и электромсхаиичсские процессы в этом двигателе, имеют вид: Элект оп иве ы постоянного тока где; — ми — сся — 'и ги и и =,с= с = ня и.ном '-'я пом (си сспм ()я пон с((В 1'я + ги'и и с((и !ся = 1 я + сися. + Вя г(Е ОТНОСИ- Ий~„, ,) — "' =М вЂ” М Н' тельные переменные состояния двигателя, (4,!) Т и Т я т О.ном ), 1, В.ноч ц ц, у(о, и и я» ' Ф Ф вЂ” параметры "и ся кзссссс 'и илом двигателя. Уравнения (4.2) могут быть представлены в операторной форме й,=(зт, -1) '„, ов (4.3) Рис 4.1.
ДТ)Т с независимым возбухсдением которым соответствует модель, представленная на рис. 4.2 и, „ с(си т и+. и и „п никими с(ся й =т, '+с,+Фий, (4 Р а) г(й„ ТФ вЂ”" = Ф с' — Мн, и( не. 4 Ф Модель (а) окно настроики парметров моделирования (б) "рез езультаты моделирования (в) дПТ и нез езависимым возбуждением Фи — неси : и зи зве ® Компьютерное моделирование полупроводниковых систем 1В Фи' ая = )СВОС,иФВ М вЂ” )сиссяФВ. В уравнениях 14.1) индексом «В» отлиечены перелсенные и паре лсстры, относягдиеся к обмотке возбуждения, индсксолс «Я» — ао ременные и паралсетры, относяшиеся к якорю, коэффициенты )в )гк, )гм являются конструктивными постоянными.
Приведем уравнения (4.1) к безразмерному виду, приняв в каня стве базовых единиц номинальные значения переменных двигатеии: и„„в, „„~ и„„,. ()ином 1)я.ссор Фином йодом = ° '"' к. пом )гис Фвлолс )сВФи,ссолс ' ' ' ' "я Фв В и сюм й, = (зтя + 1) с, + Ф ийисо ятий„, =Ф ся — Мн, Фи — — )и с'„ в„, — М и Фином Мк ном Элект оп иво ы постоянного тока Вале! | ууа!Опросе ОО ! О!*Опав!с! | Асьопсед | В!и!о!овос Еппе З!*поп!о )ОО В!ар Еп!е. | ! О О Зале!ареопе туре уопоме-иер О ! не!о!ее !а1е!опсе )Те з Аьеа!о!е !а!е!опсе | ! е-6 ~оца Мок е!ер опе Мв е!ер еее !пе!о~ е!ео осе сири арлап! оиа Нерпе мса! Г! Г!е! пе оп!ро! ок | спасо~ | не!р ! *!в~'~.6 ' и Рис. 4.3. Модель ДПТ рри постоянном потоке возбуждения в) б) Компьютерное моделирование полупроводниковл!к систем Рис. 4.2 (продолжение).
Модель (а), окно настройки «арал!етров моделирования (б) и результаты моделирования (в) ДПТ с независимым возбуждением Модель имеет два входа управления; (()я) — управлс«ис по цепи якоря, (()в) — управление по цепи возбуждения и один вход по возмущению (ЛТ«) — возл!уи!снис по моменту нагрузки.
Блок (Тга«ОГсг Гоп) моделирует цспь возбуждения ( постоянная времена цепи Тв = 0,5 с). Блок (Тгапзбсг Рсп1) моделирует цепь якоря (по. стояниая времени Т = 0,02 с). Блоки (Ргос1«сц Р!-ос)цс(! ) реализую~ умножение в соответствии с уравнсш!см 2 и 3 системы (4.3), Блок!' (Бшп!, за)пп 1п(сь!га!ог ) реализуют третье уравнение системы (4 з) На рис.
4.2 б показано окно настройки параметров модслирован«Я а на рис, 4.2 в представлены результаты моделирования двигател~ управляемого по цепи якоря. Управление по пепи возбуждения и подастся намного раньше для того, чтобы к мол!спту подачи управ. В.ОЯ юшсго и возмущающего воздействия поток в лОаиО«нс уже устало вился. Как следует пз рис. 4.2 6, в вес время моделирования прин" ЧООО то равным 1О с, сигнал по управлсш«о подастся спустя 2 с с на ! моделирования, а возмущение — спустя 5 с с начала модсл«р ОВО- т ния. На рис. 4.2 в прслставлсиы переход«ой процесс по мол!с«ту по скорости.
В двигателе с независил!ым возбуждс!шслз по~ок можно считать постоянным. В этол! случае модель двигателя упрощается, такая модель представлена иа рис. 4.3. В дальнейшем эта модель будет использована для синтеза элсктропривола при управлении по цепи якоря. В приводах постоянного тока с двигатслсл! с нсзависимыл1 возбуждением иногда используется таь называслюс двухзониос рсгули- вв!О) рование. В этом случае двигатель управляется и по цепи якоря, и ~% по цепи возбуждения. Обычно эти управления разнесены. По цепи. якоря при постоянном потоке возбуждения управление осуществля- „Щ ется при значительных моментах на валу, а управление по цепи возбуждения — при малых моментах.
.!'-л На рис. 4.4 б представлены результаты моделирования при двухзонном регулировании двигателя, когда при л!алых моментах необходимо получить скорость большую скорости идеального холостого хода. Для этого в реальных системах уменьшают поток двигателя. В окне настройки блока (Бг„, рис 4.4 а) видно, что через пять секунд после пуска в два раза уменьшается поток двигателя, при этол! скорость возрастает также в два раза. Моделирование производилось при моменте нагрузки Мн = О,! Мк.ном. Моделирование работря двигателя в установившсл!ся режиме и получение л~еханической! характеристик«показано на рис.
4.5 а, б при напряжении на якоре («„= О,Б), В этой людсли момент нагрузки формируется как интеграл от постоянного сигнала (блоки Б(ср!, (зайт с к = 0,005 и !п(ейга(ог! рис. 4.5 с). Для визуализаппн механической характеристики использован блок ХУ Стар)!. Результаты мо- Элект оп иве ы постоянного тока Компьютерное моделирование полупроводниковых систем дслирования показаны на рис.
4.5 б. Напомним, что на оси абсцисс отложен момент, а на оси ординат — скорость. яихии1 а) а) б) Рис. 4.5. Модель для получения механических характеристик (а) и результаты моделирования (б) 4 1.2. яавигатепь посптоянного пзока с параппепьным возбужяеннем В двигателе постоянного тока с параллельным возбуждением обмотка возбуждения включена параллельно якорю (рис. 4.б) В этом случае и, =й, =й, и из (4.3) имеем: й = (зТ + 1) (а, й=(зТ +1) (я+Фай„, (4.4) б) а7 го =Ф„( — Мл, )~ф 'а Рис.
4.4. Окно настройки (а) и результаты моделирования (б) Щ~ ДПТ с управлением по цепи якоря и возбуждения Е:— Элект оп иво ы постоянного тока ОВ б) 'е1е1е Я~па)ав)ср Еопра) Тас)в Нв)р — 3!ер Ов1ре~ е в1ер. Ржеве',е~в гаер вее Й ! йее! ееые: мввнив саеяз а) Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис. 4.6. ДПТ с параллельным возбуждением Модель двигателя, построенная по зтим уравнениям показана ца рис. 4.7 а. Результаты моделирования, приведенные на рис.
4,7 б, показывают, что переходной процесс в таком двигателе по управлению несколько затянут по сравнению с двигателем с независимым возбуждением. На рис. 4.7 а показано окно настройки блока Б)ер, рсалнзуюгнего момент нагрузки. ае, :вез~ '.свеев е! ь ° )я.'в Я фф~~: Рис. 4.7. Модель (а), результаты моделирования (б) $$~ ДПТ и окно настройки (в) с параллельным возбуждением ::1 Рис. "с. 4.7 (продолжкенив.
Модель (а), результаты моделирования (б) и р окно настройки (в) ДПТ с параллельным возбуждением м Элект оп иво ы постоянного тока Й и = ().я + ).в ) — + ~ гя + гв ) ~ + ся, т)т Иго„ 1 — "=М вЂ” М О (4. 5) Ридие1 а) б) в) т)Т й =Т вЂ” +Т+)с,Тйто т)т (4.6) та =АТ вЂ” и в ° ! и' сТ) Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Исследование механических характсристик двигателя с пара„ лсльным возбуждением т~роводплось на модели, показанной на рп 4.8 а. Механическая характеристика показана на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
