Этот пример показывает два квадрантных диска DC однофазного выпрямителя с регенеративной тормозной системой.
C.Semaille, Луи-А. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Монреаль)
Эта схема основана на блоке DC1 Специализированных Энергосистем. Это моделирует 2D квадрантный диск однофазного выпрямителя для двигателя постоянного тока на 5 л. с. Тормозящий модульный блок был добавлен для того, чтобы симулировать регенеративное торможение (квадрантный рабочий режим IV).
Двигатель постоянного тока на 5 л. с. отдельно взволнован с постоянными 150 источниками напряжения поля V DC. Напряжение арматуры обеспечивается однофазным выпрямителем, которым управляют два регулятора PI. Выпрямитель питается 220-вольтовым источником напряжения AC 50 Гц, сопровождаемым линейным преобразователем, чтобы повысить напряжение до достаточного значения.
Регуляторы управляют углом увольнения тиристоров выпрямителя. Первый регулятор является регулятором скорости, сопровождаемым текущим регулятором. Регулятор скорости выходные параметры арматура текущая ссылка (в p.u.) используемый текущим контроллером для того, чтобы получить электромагнитный крутящий момент, должен был достигнуть желаемой скорости. Уровень изменения ссылки скорости следует за ускорением и пандусами замедления во избежание внезапных ссылочных изменений, которые могли вызвать сверхток арматуры и дестабилизировать систему. Текущий регулятор управляет арматурой, текущей путем вычисления соответствующего угла увольнения тиристора. Это генерирует выходное напряжение выпрямителя, должен был получить желаемую текущую арматуру.
Тормозящий модульный блок управляем конечным автоматом с двумя состояниями (нормальный рабочий режим и тормозящий рабочий режим). Когда системные передачи в тормозящем режиме, переключатели арматуры активируются и позволяют реверсирование электрического тока арматуры. Это генерирует противоположный электромагнитный тормозной момент для быстрого замедления скорости. Реверсирование электрического тока инициируется, когда арматура текущее течение через переключатели равняется 0 А. Это избегает разрушительных дуг в переключателях во время коммутации.
150 мГн, сглаживающих индуктивность, помещаются последовательно со схемой арматуры, чтобы уменьшать текущие колебания.
Запустите симуляцию. Можно наблюдать моторное напряжение, текущее, скорость и угол увольнения выпрямителя на осциллографе. Скорость и текущие ссылки также показывают.
Начальная ссылка скорости установлена в 800 об/мин. Крутящий момент загрузки является 10 N.m. Заметьте, что частота вращения двигателя следует за ускоряющим пандусом ссылки точно (+350 об/мин/с) и достигает установившийся приблизительно после 3,5 с. Текущая арматура следует за текущей ссылкой очень хорошо и остается ниже номинального тока. Во время этой фазы среднее угловое значение увольнения остается ниже 90 градусов, тиристорный мост, находящийся в режиме выпрямителя (первый квадрантный рабочий режим).
В t = 4 с, ссылка скорости спадает до 200 об/мин и системные передачи в тормозящем режиме. Переключатели арматуры активируются, когда арматура текущие пределы, 0 А и реверсирование электрического тока через двигатель происходят (направление электрического тока через мост, конечно, неизменно). Заметьте снова, что частота вращения двигателя следует за пандусом замедления, как требуется. Пандус замедления был установлен в высокое значение (-1250 об/мин/с), чтобы ясно показать эффект тормозящего электромагнитного крутящего момента. В течение этого промежутка времени мост работает в режиме инвертора (второй квадрантный рабочий режим).
В t = 4,5 с, частота вращения двигателя немного ниже, чем ссылка скорости и электрический ток арматуры через двигатель повернуты назад к нормальному. Мост действует в режиме выпрямителя, и частота вращения двигателя достигает 200 об/мин вокруг t = 5,5 с.
Заметьте текущее перерегулирование во время коммутации. Это происходит из-за внезапного реверсирования напряжения на мосту выход, вызванный переключением арматуры. Выходное напряжение моста не может следовать мгновенно за этим реверсированием напряжения. Эта внезапная разность потенциалов между мостом и двигателем создает текущий промах. Однако пик перерегулирования имеет рыночную ценность и не является портящимся.
1) Энергосистема была дискретизирована с 10 нас временной шаг. Система управления (регуляторы и тормозящий модуль) использует 100 нас временной шаг для того, чтобы симулировать управляющее устройство микроконтроллера.
2) Для того, чтобы уменьшать число точек, сохраненное в памяти осциллографа, фактор децимации 20 используется.
