Повна версія

Головна arrow Інформатика arrow Комп'ютерне моделювання систем електропривода в Simulink

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

НЕРЕВЕРСИВНІ ТИРИСТОРНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ

Двофазний тиристорний перетворювач

На рис. 1.83 представлена модель двофазного нереверсивного тиристорного перетворювача. Джерело живлення частотою 50 Гц АС Voltage Source забезпечує амплітуду напруги в 100 В.

Випрямлення і регулювання вихідної напруги забезпечується тиристорним перетворювачем Universal Bridge , який управляється системою імпульсно-фазового управління SIFU. Навантаження перетворювача активно-індуктивна - Series RLC Branch. Передбачена можливість підключення кульового вентиля Diode. Результати дослідження відображаються на екрані осцилографа Scope 1 у вигляді чотирьох діаграм: мережеве напруга Uab, сигнал управління тиристорами Pulse , вихідна напруга перетворювача (випрямляча) Un і струм у навантаженні In.

Нереверсивний двофазний тиристорний перетворювач (FigI 83)

Мал. 1.83. Нереверсивний двофазний тиристорний перетворювач (FigI 83)

Схема моделі системи імпульсно-фазового управління (СІФУ) і тимчасова діаграма роботи се показані на рис. 1.84, 1.85.

Схема моделі С І ФУ

Мал. 1.84. Схема моделі С І ФУ

Інтегратор (див. Рис. 1.84) встановлюється в вихідний нульовий стан сигналом переходу синхронізуючої напруги через нуль. За час половини періоду напруги (синхронізуючого) напруги вихідна напруга інтегратора досягає 1 В, так як коефіцієнт посилення блоку Gain обраний рівним двом. Далі черговим переходом синхронізуючої напруги через нуль, інтегратор встановлюється в початковий стан і починається черговий процес лінійного наростання вихідної напруги на виході (див. Рис. 1.85). Гак працює генератор пилоподібного напруги ( ДПН ). Однак, для забезпечення можливості введення кута управління a (alfa) в градусах, вихідна напруга інтегратора посилюється в 180 разів (див. Другу діаграму на рис. 1.85).

Для формування імпульсного сигналу заданої тривалості (ширини) switch використовується логічна схема ЗИ ( Logical Operator). На перший вхід ЗИ подається результат тимчасового порівняння сумарного напруги alfa і switch, а на другий - тільки напруги alfa. При чому, напруга ДПН в порівнянні з першою схемою порівняння Relational Operator 1 подано на перший вхід схеми порівняння Relational Operator. Така схема комутації входів схем порівняння дозволила вирішити два завдання: отримати фазовий зсув імпульсу управління і сформувати імпульс необхідної тривалості. На третій вхід ЗИ через інвертор подається сигнал блокування СІФУ у вигляді напруги в один вольт. На час блокування всі сигнали Pulse відсутні і перетворювач не керується. На наведених діаграмах (рис. 1.85) демонструється процес формування кута управління а = 90 градусів.

На рис. 1.86 представлені тимчасові діаграми роботи перетворювача без діода (час 0-0,2 с) і з діодом (час 0,2-0,4 с).

Результати моделювання роботи перетворювача на активно-індуктивне навантаження з кутом а = 90 без нульового вентиля і з ним

Мал. 1.86. Результати моделювання роботи перетворювача на активно-індуктивне навантаження з кутом а = 90 без нульового вентиля і з ним

Перетворювач управляється імпульсними сигналами з фазовим зрушенням щодо напруги живлення 90 електричних градусів. При відсутності вентиля з нескінченно великим значенням індуктивності навантаження вихідна напруга і струм навантаження повинні відповідати нульового значення. При вибраних параметрах навантаження моделі встановлено, що струм переривчастий з амплітудою близько 2,5 А. протівоедс навантаження тримає тиристори робочої групи у відкритому стані майже чверть періоду, що призводить до мінімального середнього випрямлення напруги.

Збільшений фрагмент діаграми, що ілюструє режим роботи без вентиля, показаний на рис. 1.87. З діаграми видно, що тиристори залишаються відкритими на початку негативної напівхвилі напруги живлення і це не дозволяє наростати току навантаження.

Фрагмент тимчасової діаграми роботи без вентиля

Мал. 1.87. Фрагмент тимчасової діаграми роботи без вентиля

Друга частина діаграми на рис. 1.86 (робота з вентилем) ілюструє принципово інший режим роботи. Вентилі робочої групи тиристорного перетворювача включаються в роботу з кутом а = 90 градусів і при зниженні поточного випрямленої напруги до нуля протівоедс навантаження замикається через вентиль, забезпечуючи зниження до нуля струму в робочій групі і закривання тиристорів. Струм в паузі між кінцем напівхвилі напруги живлення і таким імпульсом управління підтримується енергією, запасеної в реактивному елементі навантаження через нульовий вентиль. Як показано на рис. 1.86 з моменту включення нульового вентиля струм навантаження став наростати до сталого значення. Фрагмент в збільшеному масштабі показаний на рис. 1.88. Струм в навантаженні безперервний.

Фрагмент тимчасової діаграми роботи з вентилем

Мал. 1.88. Фрагмент тимчасової діаграми роботи з вентилем

На рис. 1.89 показана робота перетворювача без нульового вентиля з різними кутами управління: до моменту часу 0,1 с, задавався кут управління перетворювачем 90 градусів, і далі - 30 градусів.

Струм навантаження з мінімального значення, при вугіллі управління 90 градусів, з подачею кута в 30 градусів став рости до сталого значення

з постійною часу Т = ^ || С | + , Де L llcr і R iKT - індуктивність і ак-

+ * Н

тивное опір джерела живлення; і R H - параметри навантаження.

Зі збільшенням струму навантаження в часі амплітуда випрямленої напруги зменшується за рахунок падіння напруги джерела живлення на активному опорі джерела. Крім того, з ростом струму навантаження збільшується кут комутації, добре помітний на рис. 1.90. При подачі чергового імпульсу управління відкривається закрита пара тиристорів, при цьому залишається у відкритому стані перш працювала група. Включені обидві робочі групи тиристорного перетворювача, джерело живлення закорочен накоротко, вихідна напруга дорівнює нулю до тих пір, поки йде процес комутації - зниження струму працювала групи до нуля і зростання струму у включеному групі до струму в навантаженні. У момент закривання тиристорів працювала групи відбувається стрибкоподібний процес збільшення поточного випрямленої напруги - процес комутації закінчений.

Моделювання роботи перетворювача без нульового вентиля при миттєвому зміні кута управління з 90 на 30 градусів

Мал. 1.89. Моделювання роботи перетворювача без нульового вентиля при миттєвому зміні кута управління з 90 на 30 градусів

Вплив кута комутації на випрямлена напруга

Мал. 1.90. Вплив кута комутації на випрямлена напруга

Тривалість процесу комутації залежить від внутрішньої індуктивності джерела живлення і величини комутованого струму (струму навантаження). На рис. 1.89 на третій діаграмі цей процес можна простежити.

 
<<   ЗМІСТ   >>