В этом примере показано, как использовать функции, которые анализируют данные о регистрации Simscape™, чтобы получить гармонические величины, вычислить общий гармонический процент искажения и построить гармонические величины. Модель, к которой применяется этот анализ, имеет трехфазный выпрямитель. Продемонстрированные функции:
ee_getHarmonics
ee_calculateThdPercent
ee_plotHarmonics
Откройте модель.
open_system( 'ee_harmonics_rectifier' );
Где:
Расчетное напряжение переменного тока,
Расчетная частота AC,
Загрузка действительной мощности AC,
Загрузка действительной мощности DC,
Общая полная мощность,
Для схемы тестирования загрузка AC собирается использовать 5 мВт, и загрузка DC собирается использовать приблизительно 5 мВт.
V_Rated = 4160; F_Rated = 60; P_AC = 5e6; P_DC = 5e6; S_Rated = P_AC + P_DC;
Где:
Отношение X/R,
Импеданс на модуль,
На модуль основывайте импеданс,
На модуль основывайте индуктивность,
Исходное серийное сопротивление,
Исходная серийная индуктивность,
XR = 15; Z_pu = 0.01; Z_base = ((V_Rated/sqrt(3))^2)/(S_Rated/3); L_base = Z_base/(2*pi*F_Rated); R_series = cos(atan(XR))*Z_pu*Z_base; L_series = sin(atan(XR))*Z_pu*L_base;
Где:
Среднее напряжение постоянного тока, вычисленное, пропуская потери,
Сопротивление DC,
(Консультируйтесь с приложением для деривации уравнений),
V_DC = 3*sqrt(2)*V_Rated/pi; R_DC = V_DC^2/P_DC; disp( [ 'DC resistance required to draw ', num2str( P_DC ), ' W on DC side = ', num2str( R_DC ), ' Ohm' ] );
DC resistance required to draw 5000000 W on DC side = 6.3123 Ohm
Вычисленные параметры могут теперь использоваться в модели Simscape, ee_harmonics_rectifier. После того, как симулированный, модель собирается создать переменную логгирования Simscape, simlog_ee_harmonics_rectifier.
sim( 'ee_harmonics_rectifier' );
Voltage_Source_Currents = simlog_ee_harmonics_rectifier.Voltage_Source.I;
Детали гармонического порядка, гармонической величины и основной частоты могут быть получены из переменной логгирования Simscape использование функции ee_getHarmonics.
[ harmonicOrder, harmonicMagnitude, fundamentalFrequency ] = ee_getHarmonics( Voltage_Source_Currents );
Пиковое значение основного принципа может быть извлечено.
fundamentalPeak = harmonicMagnitude( harmonicOrder==1 ); disp( [ 'Peak value of fundamental = ', num2str( fundamentalPeak ), ' A' ] );
Peak value of fundamental = 1945.806 A
Найдите и сохраните гармоники, которые больше тысячные из основного принципа.
threshold = fundamentalPeak ./ 1e3; aboveThresold = harmonicMagnitude > threshold; harmonicOrder = harmonicOrder( aboveThresold )'; harmonicMagnitude = harmonicMagnitude( aboveThresold )';
Гармонические данные могут содержаться в таблице MATLAB®.
harmonicRms = harmonicMagnitude./sqrt(2); harmonicPercentage = 100.*harmonicMagnitude./harmonicMagnitude( harmonicOrder==1 ); harmonicTable = table( harmonicOrder,... harmonicMagnitude,... harmonicRms,... harmonicPercentage,... 'VariableNames', {'Order','Magnitude','RMS','Percentage'}); display( harmonicTable );
harmonicTable = 10x4 table Order Magnitude RMS Percentage _____ _________ ______ __________ 1 1945.8 1375.9 100 5 218.86 154.75 11.248 7 105.83 74.835 5.439 11 85.135 60.2 4.3753 13 57.599 40.729 2.9602 17 50.417 35.65 2.5911 19 37.612 26.596 1.933 23 33.859 23.942 1.7401 25 26.507 18.743 1.3622 29 23.979 16.955 1.2323
Вычислите процент Общего гармонического искажения (THD) от гармонических данных с помощью функции ee_calculate_ThdPercent.
thdPercent = ee_calculateThdPercent( harmonicOrder, harmonicMagnitude ); disp( [ 'Total Harmonic Distortion percentage = ' num2str( thdPercent ), ' %' ] );
Total Harmonic Distortion percentage = 14.1721 %
Гармонические данные могли быть отображены на графике из гармонических данных с помощью функции панели MATLAB. Для удобства ee_plotHarmonics графики функций столбчатая диаграмма непосредственно от переменной логгирования Simscape.
ee_plotHarmonics( Voltage_Source_Currents ); h1_ee_rectifier_thd = gcf;
В этом примере показано, как использовать три функции, которые являются вызываемыми из командной строки MATLAB. Функции анализируют данные о регистрации Simscape, чтобы получить гармонические величины, вычислить общий гармонический процент искажения и построить гармонические величины.
Отношение между пиковым входом AC и средним DC выход, трехфазного выпрямителя, пропуская потери, может быть вычислено можно следующим образом:
Когда отношение между номинальным напряжением (RMS линии линии) и пиковым напряжением фазы:
Отношение между расчетным напряжением переменного тока и средним напряжением постоянного тока:
Сопротивление, требуемое потреблять конкретную энергию: