ПЗ_испр (1231493), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

(2.17)

где – коэффициент наклона внешней характеристики (для данной схемы =0,87);

– напряжение короткого замыкания трансформатора;

– номинальный ток нагрузки.

Активные потери напряжения в трансформаторе

, (2.18)

где – мощность короткого замыкания силового трансформатора.

2.3 Построение модели трехфазного управляемого симметричного мостового выпрямителя

Для построения модели трехфазного управляемого симметричного мостового выпрямителя принято решение использовать программные среды MultiSim. и LabView, поскольку данные пакеты имеют программную возможность взаимоинтеграции. При этом в среде Multisim моделируется силовая часть выпрямителя, а в среде LabView – схема формирования управляющих импульсов выпрямителя.

Программа MultiSim имитирует реальное рабочее место исследователя – радиоэлектронную лабораторию, оборудованную электронными приборами, работающую в реальном масштабе времени. С помощью программы можно создавать, моделировать и исследовать как простые, так и сложные аналоговые и цифровые радиоэлектронные устройства [4].

Программа имеет стандартный оконный интерфейс пользователя.

Окно меню команд находится в верхней части главного окна программы. Работа с программой, как правило, начинается с выбора пункта меню File и с загрузки из папки примеров (...\Samples) одного из файлов, с описанием схемы типового радиоэлектронного устройства.

Окно схемы занимает центральную основную область окна программы. В этом окне, используя радиоэлементы и соединительные провода, создают и редактируют электрические цепи.

Окно значков (иконок) расположены по периметру окна схемы. Верхняя линейка иконок дублирует команды меню. Линейки, расположенные слева и справа от окна схемы, используются для выбора радиоэлементов и измерительных приборов, подключаемых к цепи.

Значок активизации и остановки расчета схемы (Run/Deactivate), а также значок паузы (Pause) располагаются в правом верхнем углу окна программы. Иконка Run/Deactivate изображена в виде выключателя с цифрами 0 и 1. Вместо этой иконки, можно также использовать кнопку [F5] клавиатуры. Данные, полученные после активации схемы удобнее снимать в режиме паузы (нажат значок Pause или кнопка [F6] клавиатуры).

В программе LabView реализована концепция графического алгоритмов преобразования и обработки цифровых сигналов. В основе программирования в LabView лежит понятие Виртуальных приборов (Virtual Instruments, VI). Любая программа представляет собой такой виртуальный прибор – имеется «лицевая панель» (Front Panel) и «схема» (Block Diagram). На лицевой панели, как и положено, располагаются элементы управления программой – кнопки, графики, выключатели и тому подобное. Блок-схема – это и есть сама программа. При создании программы используется такое понятие, как «поток данных» (Data Flow). Суть его в том, что все элементы программы, представленные графически, соединены между собой связями (проводами), по которым и происходит передача данных. Для возможности моделирования электротехнических процессов в программа LabView дополняется модулем – «Сontrol design and simulation module».

Внешний вид окон запуска программ LabView и Multisim представлены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Внешний вид окон запуска программ LabView и Multisim

Все схемы, приведенные в настоящем разделе, отображаются в соответствии с их видом на экране монитора.

Обмен данными между программами происходит посредством встроенных средств:

- в Multisim – иерархическими разъемами «Hierarchical connector», которым присваивается имя и направление – вход, выход, либо общий;

- в LabView – блоком «Multisim Design», который должен быть добавлен в цикл «Simulation Loop».

Схема объединения программ LabView и Multisim показана на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Схема объединения программ LabView и Multisim

Согласно рассмотренным теоретическим сведениям разработана силовая часть принципиальной электрической схемы трехфазного управляемого выпрямителя. Исходя из проведенного анализа, следует, что наиболее целесообразно принять в разработку схему несимметричного управляемого выпрямителя, поскольку данный выпрямитель обладает лучшими энергетическими параметрами по сравнению с симметричной схемой выпрямителя. Для уменьшения числа связей между программами трехфазная система питания задана в программе LabView.

Для проектирования модели стенда выполним сопоставление реальных элементов схемы с элементами, представленными в среде Multisim.

Параметры элементов представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Элементы и аппараты, используемые при построении схемы трехфазного управляемого несимметричного выпрямителя

Пиктограмма	Параметр и назначение
	Источник напряжения, управляемый напряжением – служит для гальванической развязки элементов схемы
	Сопротивление – 0,001 Ом, является эквивалентом сопротивления соединительных проводов
	Тирристор
	Силовой диод

Окончание таблицы 2.1

Пиктограмма	Параметр и назначение
	Датчик тока
	Заземление
	Двигатель постоянного тока, служит нагрузкой управляемого выпрямителя
	Генератор пилообразного напряжения, интегрирует полуволну синусоидального сигнала
	Компаратор, сравнивает напряжение задатчика с напряжением генератора линейно-изменяющегося напряжения

На основании таблицы 2.1, на рисунке 2.6 представим принципиальную схему силовой части трехфазного управляемого несимметричного выпрямителя, разработанную в среде Multisim.

3 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

3.1 Описание математической модели системы управления

Для реализации алгоритма управления трехфазным управляемым выпрямителем, рассмотренным во втором разделе ВКР, составим функциональную схему формирования сигналов управления трёхфазным выпрямителем, представлена на рисунке 3.1. Схема состоит из трех взаимосвязанных однотипных каналов формирования импульсов управления тиристорами. Каждый канал формирования управляющих импульсов содержит:

- инвертор Ин1, Ин2, Ин3, соответственно для получения отрицательного значения напряжения фаз А, В, С – ;

- сумматор С₁, С₂, C₃ с инвертированием, соответственно для суммирования напряжения фаз – ;

- компаратор К1, К2, К3, соответственно для формирования управляющих импульсов тиристоров фаз А, В, С;

- инвертор Ин4, Ин5, Ин6, соответственно для инвертирования управляющих сигналов от компараторов К1, К2, К3;

- логические элементы И-НЕ1–И-НЕ6 для подачи управляющих импульсов на тиристоры фаз А, В, С, обеспечивающие подачу отпирающих импульсов на тиристоры со сдвигом на 180° по отношению к тиристорам четной группы, присоединенным к тем же выводам вторичной обмотки трансформатора.

На рисунке 3.2 представлена диаграмма формирования сигналов управления трёхфазным выпрямителем.

Рисунок 3.1 – Функциональная схема формирование сигналов

управления трёхфазным выпрямителем

Рисунок 3.2 – Диаграмма формирования сигналов управления трёхфазным выпрямителем

Рассмотренная схема управления обеспечивает формирование управляющих импульсов от момента пересечения кривых фазных напряжений. В этом случае каждый из тиристоров проводит ток в тече­ние 60°, как в неуправляемой схеме, и чередование пар работающих тиристоров происходит также через 60°. При  < 60° кривые выпрямленного напряжения и тока через активную нагрузку непрерывны, U_н = U_но cos . Вступающий в работу тиристор может пропускать ток только при условии, если одновременно открывается или уже открыт соответствующий (смежный по порядковому номеру) тиристор другого плеча моста. При  > 60° возможно нарушение этого условия, поэтому для уп­равления тиристорами необходимо либо подавать импульсы длитель­ностью больше 60°, или два коротких импульса с интервалами между ними в 60°.

Среднее значение выходного напряжения для режима прерывис­тых токов ( > 60°) определяется выражением

U_н = U_н0[1 + cos ( + 60°)], (3.1)

откуда следует, что предельный угол, при котором U_н = 0,  _mах = 120°.

3.2 Построение матиматической модели системы управления в среде LabView

Для проектирования модели системы управления трехфазным выпрямителем выполним сопоставление реальных элементов схемы с элементами, представленными в среде LabView.

Параметры элементов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Элементы и аппараты, используемые при построении схемы системы управления трехфазного управляемого несимметричного выпрямителя

Пиктограмма	Параметр и назначение
	Источник синусоидального напряжения, с параметрами: - амплитуда – 1 о.е.; - частота – 50 Гц.
	Инвертор
	Сумматор
	Элемент «больше, чем 0» – используется как компаратор
	Элемент «Не»
	Элемент «И»
	Элемент «Умножение»
	Числовая константа
	Элемент сравнения – служит для преобразования типа данных
	Задатчик напряжения от 0 до 5 В
	Элемент функции добавления в массив

Окончание таблицы 3.1

Пиктограмма	Параметр и назначение
	Элемент визуализации графиков функций
	Индикатор для отображения отоброжения нескольких графиков на одном
	Элемент интеграции схемы, созданной в программе Multisim: слева входные сигналы (от схемы созданной в Multisim); справа – выходные сигналы (на схему созданную в Multisim)
	Кнопка остановки
	Функция остановки симуляции

На основании таблицы 3.1, на рисунке 3.3 представим схему системы управления трехфазного управляемого несимметричного выпрямителя, разработанную в среде LabView.

Для проверки адекватности составленной модели проведена симуляция процесса работы схемы управления в составе со схемой выпрямителя, результаты моделирования процесса работы управляемого выпрямителя при угле открытия тиристоров  = 30° представлена на рисунке 3.4.

Характеристики

Список файлов ВКР