Выбор электродвигателя Моделирование и анализ электронных схем Основы электротехники Методические указания Основы электроники Лабораторные работы Основы теории цепей

Курсовая Методики анализа и расчета выпрямителей

Пример моделирования выпрямителя с индуктивно-емкостным фильтром в пакете MATLAB \ Simulink

Проведем моделирование трехфазного мостового выпрямителя (схема Ларионова), его расчет приведен в главе 2.4. Запустим MATLAB и вызовем приложение Simulink, создадим файл новой модели (Ctrl+N).

Блок трехфазного источника переменного напряжения “3-Phase Source” находится в библиотеке “SimPowerSystems\Electrical Sources\”. Параметры трехфазного источника (рис. 4.29):

- действующее значение линейного напряжения источника (phase-to-phase rms voltage, V):   = 380 (В);

- начальная фаза ЭДС фазы А (phase angle of phase A, degrees): 0º (град);

- реальная частота ЭДС (frequency, Hz):  (Гц);

- тип соединения (internal connection): звезда с заземленной общей точкой.

В данном случае считаем, что источник ЭДС “бесконечной” мощности и его можно полагать идеальным, однако для корректной работы измерительных блоков библиотеки “SimPowerSystems\Measurements\” следует все же задать небольшое внутреннее сопротивление цепи источника. Поэтому в окне задания параметров блока “3-Phase Source” определяем внутреннее сопротивление - 0,005 (Ом), индуктивность источника - ноль (рис. 4.29).

Для измерения напряжений и токов в моделях с трехфазными схемами используется стандартный блок “Three-Phase V-I Measurement” из библиотеки “SimPowerSystems\Measurements\”. Блок производит измерение фазных напряжений, если в его параметрах (раздел voltage) выбрано – phase-to-ground, или линейных напряжений, если в его параметрах выбрано – phase-to-phase (рис. 4.29). Вывод измеряемых напряжений и токов может быть как в абсолютных единицах, так и в относительных.

Рис. 4.29. Окна задания параметров блоков “3-Phase Source” и

“Three-Phase V-I Measurement”.

В данном примере ограничимся измерением фазных напряжений в блоке “Three-Phase V-I Measurement”.

 Стандартный блок трехфазного трансформатора “Three-Phase Transformer (Two Windings)” содержится в библиотеке “SimPowerSystems\Elements\” и, по сути, представляет собой три независимых однофазных трансформатора.

Определим параметры приведенной модели трансформатора, при этом основные параметры трансформатора заимствуются из данных расчета (см. пример в главе 2.4):

- номинальная мощность (nominal power Pn, VA):  = 1470 ВА;

- номинальная частота (nominal frequency fn, Hz):  (Гц);

- действующее значение линейного напряжения первичной стороны (V1 phase-to-phase rms voltage, V):  = 380 (В);

- действующее значение линейного напряжения вторичной стороны (V2 phase-to-phase rms voltage, V):

 = 103,4 (В).

 

Создадим m-файл в который занесем необходимые расчетные формулы (рис. 4.30). Они не будут отличаться от приведенных в предыдущих примерах (см. рис. 4.10 и 4.13), если учесть, что за базовое принимается сопротивление, рассчитанное исходя из мощности фазы.

Рис. 4.30. Программа расчета параметров трехфазного трансформатора.

После запуска m-файла получим следующие результаты:

 - базовое сопротивление первичной стороны  = 98,776 (Ом);

 - базовое сопротивление вторичной стороны  = 7,274 (Ом);

 - реальные параметры первичной обмотки R1 = 2,424 (Ом), X1 = 2,581 (Ом);

 - реальные параметры вторичной обмотки R2 = 0,1785 (Ом), X2 = 0,19 (Ом);

Приведенные параметры первичной и вторичной обмоток:

 = 0,0245 (о.е.),  = 0,0261 (о.е.).

Заложим полученные параметры в модель трехфазного трансформатора “Three-Phase Transformer (Two Windings)” (рис. 4.31). Тип соединения (winding connection) первичной и вторичной сторон – звезда (трехпроводная). Цепь намагничивания не учитывается, поэтому оставим параметры  и  по 500.

Для выбора измеряемых напряжений и токов трансформатора следует использовать соответствующий раздел настроек блока – Measurements, сделаем доступными для измерения токи первичных и вторичных обмоток (рис. 4.31).

Рис. 4.31. Окно задания параметров блока трехфазного трансформатора “Three-Phase Transformer (Two Windings)” библиотеки “SimPowerSystems\Elements\”.

Для вывода измеряемых переменных блока “Three-Phase Transformer” в модель следует добавить блок “Multimeter” из библиотеки “SimPowerSystems\Measurements\”.

Мостовой выпрямитель можно выполнить на дискретных элементах “Diode” или использовать стандартный блок “Universal Bridge” (“SimPowerSystems\Power Electronics\”). В окне настройки параметров блока “Universal Bridge” необходимо выбрать: 3 – число “плеч” моста (“Number of bridge arms”), Diodes – тип вентилей (“Power Electronic device”), сопротивление диода в открытом состоянии  = 0,025 (Ом), = 0,75 (В) (рис. 4.32, а).

Модель включает дроссель и конденсатор Г-образного фильтра и цепь резистивной нагрузки, для создания которых используем стандартные блоки последовательной RLC-цепи (“Series RLC Branch” из библиотеки “SimPowerSystems\Elements\”). Введем соответствующие уникальные имена для этих блоков. Параметры: дросселя - R = 0,6 (Ом), L = 0,005 (Гн) (рис. 4.32, б), конденсатора - С = 0,000324 (Ф), нагрузки - R = 12 (Ом).

 а) б)

Рис. 4.32. Окна задания параметров блоков: “Universal Bridge” (а),

дросселя фильтра (“Series RLC Branch”) (б).

Для соединения элементов модели используем блоки “Bus Bar (thin horiz)” из библиотеки “SimPowerSystems\Connectors\”.

Дополним модель необходимыми измерительными блоками (см. предыдущие примеры). Следует помнить, что основная частота пульсаций напряжения на конденсаторе превышает частоту сети переменного тока в m раз согласно формуле (2.27). Для схемы Ларионова - m = 6 и на стороне постоянного тока в настройках измерительных блоков “Fourier” и “RMS” следует задавать частоту 300 Гц.

Для гармонического анализа ряда сигналов следует активировать функцию “Save data to workspace” в окне настройки параметров блока “Scope”.

После создания модели, ее следует сохранить под уникальным именем.

Система электроснабжения (СЭС) - это совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Она включает сети напряжения до 1 кВ и выше 1 кВ, связанные между собой трансформаторными подстанциями (ТП). Электроснабжение предприятий принято делить на внешнее и внутреннее. В систему внутреннего электроснабжения входит комплекс электротехнических сооружений от точки присоединения к энергосистеме до пункта приема электроэнергии предприятия: главной понизительной подстанции (ГПП) или центрального (главного) распределительного пункта (ЦРП, ГРП).
На главную сайта