Исследование электрических режимов тиристорной системы питания и управления методом вычислительного эксперимента на ЭВМ (Лабораторная работа № 7), страница 2

Комплексная математическая модель исследуемой системы состоит из совокупности моделей силового трансформатора, управляемого выпрямителя, дуговой нагрузки, СИФУ и АСТ (рис.7.3). Модели питающего трансформатора, силовых цепей УВ и электрической дуги представляют собой систему алгебраических, дифференциальных линейных и нелинейных уравнений, описывающих электромагнитные процессы в магнитных цепях трансформатора и электрической цепи, показанной на рис.7.2. Уравнения магнитных и электрических цепей формируются в соответствии с законом полного тока и законами Кирхгофа. Математические модели СИФУ и АСТ  выполнены по принципам имитационного моделирования и реализуют конечную функцию системы управления - формирование угла управления  α_упр., для поддержания заданной величины тока нагрузки.

Вычислительный эксперимент проводится на диалого - вычислительном комплексе ДВК-2М. Расчетная программа PLYDM.SAV позволяет рассчитывать мгновенные значения токов в каждой ветви схемы электрических соединений (рис.7.2) моделируемой системы электропитания для заданного режима нагрузки.

Предварительное задание к эксперименту

1. Изучить по учебно-методической литературе электрические режимы работы трехфазного мостового управляемого выпрямителя на активную и активно-индуктивную нагрузки. Начертить теоретические временные диаграммы токов и напряжений при работе выпрямителя на активную нагрузку.

2. Для заданного в табл.7.1 линейного напряжения U_2Л вторичных обмоток трансформатора рассчитать и построить в масштабе характеристику управления Uн.ср.(.). По построенной характеристике определить угол управления α_упр, необходимый для поддержания заданного в табл.7.1 значения тока Iн в активной нагрузке.

Таблица 7.1

Порядок выполнения эксперимента

1.Включить ЭВМ, загрузить операционную систему и программу PLYDM (выполняется под руководством преподавателя).

2.  Провести на ЭВМ расчет режима работы преобразователя на активную нагрузку для заданного варианта. Величину угла управления взять из расчета предварительного задания. Сравнить полученное среднее значение тока нагрузки с заданным током нагрузки Iн.

3.  Провести расчеты для значений угла управления α_упр= 0° и α_упр= 55°. Сравнить расчетные временные диаграммы тока нагрузки, напряжений на нагрузке и выходе выпрямителя, полученные для разных углов управления. Построить по результатам расчета второго периода (от 0,02 до 0,04 с) уточненные графики расчетных переменных.

4.  Провести расчет режима работы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку согласно пункту 3.

5.  Провести расчет режима работы преобразователя на дуговую нагрузку. Заданное значение тока дуги взять из табл.7.1, а  значение угла управления - из расчета предварительного задания. По результатам расчета определить, возможно ли устойчивое горение дуги при постоянном значении угла управления, т.е. без применения автоматической стабилизации тока дуги (нагрузки). У к а з а н и е. Для проведения расчетов пользоваться руководством к программе PLYDM. SAV.

Содержание отчета

Цель работы; теоретические диаграммы токов и напряжений преобразователя при работе на активную нагрузку; расчетная схема моделируемой системы электропитания;  распечатки результатов расчетов; уточненные графики токов; выводы.

Контрольные вопросы

1. Почему рекомендуется подключение мощных тиристорных преобразователей к питающей сети через силовой трансформатор? 2. Какое влияние оказывает нелинейная дуговая нагрузка на питающую сеть?   3. Каково назначение СИФУ и АСТ?   4. Какое влияние оказывает индуктивность в цепи нагрузки на работу преобразователя? 5. Почему токи в обмотках питающего трансформатора получаются несинусоидальными?   6. Какое влияние оказывают коммутационные процессы на работу преобразователя?   7. В чем заключается метод вычислительного эксперимента на ЭВМ?   8. Где возможно практическое применение подобных расчетных программ для проведения вычислительного эксперимента?