Моделювання мостового керованого випрямляча трьохфазного струму, страница 2

    Блок обчислення середнього значення представлений у вигляді підсистеми. Для цього у модель слід помістити блок Subsystem (Simulink ® Subsystems). Після подвійного натиснення на ньому відкриється вікно підсистеми. Там і слід розмістити блоки, що використовуються для обчислення середнього значення . (рис 2.8).

Рис. 2.8. Внутрішня структура підсистеми

На блоках Сonstant1 та Integrator зібрано генератор сигналу, який лінійно збільшується. (При подачі на вхід інтегратору константи k на його виході маємо сигнал вигляду ) У вікні редагування параметрів у полі External reset встановимо вигляд скидання інтегратору – rising – по передньому фронту.

Сигнал з блоку Step надходить одночасно на вхід скидання та керуючий вхід перемикача Switch.

Блок Step (Simulink ® Sources) моделює нелінійність типу “скачок”. Його параметри: Step time – час скачку, Initial value – початкове значення, Final value – кінцеве значення.

Робота перемикача Switch полягає у наступному. Положенням ключа перемикача управляє керуючий вхід. Вхід 1 підключений до виходу, якщо керуючий вхід більше або дорівнює граничному значенню Threshold, інакше до виходу 1підключений вхід 2.

Блок Saturation (Simulink ® Nonlinear) реалізує нелінійність типу “насичення” або обмеження зверху і знизу. Параметрами блоку є: Upper limit – верхня межа насичення, Lower Limit – нижня межа насичення.

Виділена схема (рис. 2.7.) працює за наступним алгоритмом. До моменту t₁ стабілізації вихідної напруги перетворювача ключ Switch переведений у нижнє положення і кут керування a дорівнює 0. З моменту t₁ блок Step виробляє імпульс, який скине інтегратор у нульовий стан і переведе ключ у верхнє положення, тобто на вхід Alpha блоку керування надійне сигнал, який буде лінійно збільшуватися. Максимальне значення цього сигналу обмежується зверху блоком Saturation.

Константу constant1 слід обирати виходячи з наступних міркувань. Нехай інтервал регулювання a = 0...a_max. (Слід пам’ятати, що діапазон регулювання при активному навантаженні складає a = 0...120°, при активно – індуктивному a = 0...90°). Час моделювання – t_м, стабілізація напруги на виході перетворювача проходить на інтервалі (0... t₁). До моменту t_м значення кута керування складатиме a_max. Тоді .

Для працездатності схеми встановимо наступні параметри блоків. Блок Step: Initial value – 0, Final value – 1; блок Switch: Threshold – 0.5.

    Приклад регулювальної характеристики приведений на рис. 2.9.

Рис. 2.9 Регулювальна характеристика випрямляча

 при роботі на активно-индуктивне навантаження

Трьохфазний керований випрямляч зі зворотнім зв’язком по струму

    На рис. 2.10. представлена схема трьохфазного керованого випрямляча (КВ) зі зворотнім зв’язком по струму. Розглянемо роботу негативного зворотного зв’язку (НЗЗ).

Рис. 2.10. Схема трьохфазного керованого випрямляча

зі зворотнім зв’язком по струму

Миттєве значення випрямленого струму навантаження віднімається від значення опорного струму Id_Reference, що задається блоком Step. Віднімання цих двох сигналів виконує суматор Sum1 (Simulink ® Math). З виходу суматору Sum1 сигнал помилки подається на вхід ПІ – регулятора струму. (Абревіатура “ПІ” позначає пропорційно інтегруючий регулятор).

Пропорційною ланкою виступає блок Gain1(Simulink ® Math), а інтегруючим – блоки Gain2 та Integrator1. Розмір параметрів Gain1 та Gain2 зумовлює глибину НЗЗ.

Блок const1 задає значення кута керування a = a₀, якщо сигнал помилки дорівнює 0. Суматор Sum2 здійснює складання a₀ та сигналу з входу ПІ – регулятору.

Блок Saturation задає діапазон зміни кута керування a (у нашому випадку  a » 20°...120°).

На рис. 2.11. показаний приклад моделювання КВ зі зворотнім зв’язком. До моменту t₁ = 0.04 значення опорного струму дорівнює 10А. З моменту t_м це значення різко змінюється до 25 А.

Рис. 2.11.

Виконання лабораторної роботи

1.  Дослідити модель мостового керованого випрямляча трьохфазного струму. Побудувати регулювальні та зовнішні характеристики при роботі випрямляча на активне, активно–індуктивне навантаження. Дати пояснення комутаційних процесів, які проходять у схемі.

Рекомендовані параметри моделювання:

Фазна напруга – 200 В, опір обмотки генератору – 0.01 Ом, індуктивність обмотки генератору  Гн.

Параметри тиристорного мосту: R_s = 500 Ом, C_s = , R_оп = 1е-3 Ом, L_оп = 0 Гн, V_f = 0.8 B. Опір навантаження R_н=1 Ом, індуктивність навантаження L_н=200е-3 Гн.

2. Дослідити модель КВ з НЗЗ.

Привести осцилограми струму та напруги навантаження.

Рекомендовані параметри:

параметри моделі п.1. Опір навантаження – 0.8 Ом, індуктивність навантаження 20е-3 Гн.