Описание

Эта схема использует блок DC2 Специализированных Энергосистем. Это моделирует однофазный выпрямитель с четырьмя квадрантами (топология двойного конвертера) диск для двигателя постоянного тока на 5 л. с.

Двигатель постоянного тока на 5 л. с. отдельно взволнован с постоянными 150 источниками напряжения поля V DC. Напряжение якоря обеспечивается двумя однофазными антипараллельными подключенными конвертерами, которыми управляют два регулятора PI. Это позволяет двунаправленный электрический ток через схему арматуры двигателя постоянного тока и таким образом операцию с четырьмя квадрантами. Конвертеры питаются 230-вольтовым источником напряжения AC 60 Гц, сопровождаемым линейным трансформатором, чтобы повысить напряжение до достаточного значения.

Регуляторы управляют углами увольнения обоих тиристоров конвертера. Первый регулятор является регулятором скорости, сопровождаемым текущим регулятором. Регулятор скорости выходные параметры ссылка тока якоря (в p.u.) используемый токовым 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 током якоря путем вычисления соответствующих углов увольнения тиристора. Это генерирует конвертер, выходные напряжения должны были получить желаемый ток якоря.

Оба конвертера действуют одновременно, и двумя углами увольнения управляют так, чтобы их сумма дала 180 градусов. Это производит противоположные средние напряжения в конвертере dc выходные терминалы и таким образом идентичные средние напряжения в арматуре двигателя постоянного тока, конвертеры, соединяемые в антипараллельном. Один конвертер работает в режиме выпрямителя, в то время как другой находится в режиме инвертора.

Распространение, текущее произведенный мгновенной разностью потенциалов на терминале обоих конвертеров, ограничивается индукторами на 80 мГн, соединенными между этими терминалами. 50 мГн, сглаживающих индуктивность, помещаются последовательно со схемой арматуры, чтобы уменьшать колебания тока якоря.

Симуляция

Запустите симуляцию. Можно наблюдать моторное напряжение якоря и текущий, углы увольнения конвертера и частота вращения двигателя на осциллографе. Текущие ссылки и ссылки скорости также показывают. Второй осциллограф позволяет вам визуализировать конвертер средние выходные напряжения и выводить токи.

Во время этой симуляции двигатель связывается с линейной загрузкой, что означает, что механический крутящий момент, произведенный загрузкой, пропорционален скорости.

Ссылка скорости установлена на уровне 1 200 об/мин в t = 0 с. Заметьте, что углы увольнения симметричны приблизительно 90 градусов и что конвертер средние выходные напряжения постоянного тока имеет противоположные знаки. Ток якоря предоставляется конвертером 1, и общий ток в этом конвертере является суммой загрузки текущий и обращающийся ток. Конвертер 2 просто несет текущее распространение.

Заметьте, что частота вращения двигателя следует за ссылочным пандусом точно (+250 об/мин/с) и достигает устойчивого состояния после 5,5 с. Ток якоря следует за текущей ссылкой очень хорошо и стабилизирует приблизительно 12 А.

В t = 6 с, ссылка скорости спадает до-600 об/мин. Текущая ссылка уменьшается, чтобы уменьшать электромагнитный крутящий момент, и крутящий момент нагрузки заставляет двигатель замедляться. Вокруг t = 10,4 с, ток якоря становится отрицательным и электромагнитные реверсы крутящего момента для того, чтобы тормозить двигатель вниз к 0 об/мин, крутящий момент нагрузки, являющийся недостаточным, чтобы замедлить двигатель. В t = 10,8 с, двигатель достигает 0 об/мин, и крутящий момент нагрузки становится отрицательным. Электромагнитный крутящий момент теперь производит ускоряющийся крутящий момент, чтобы позволить двигателю следовать за отрицательным изменением скорости (-250 об/мин/с). Ток якоря теперь обеспечивается конвертером 2, конвертер 1 только обработка текущего распространения.

В t = 13,2 с, скорость стабилизировалась на уровне-600 об/мин.

Примечания

1) Энергосистема была дискретизирована с 10 нас временной шаг. Система управления (регуляторы) использует 100 нас шаг расчета для того, чтобы симулировать управляющее устройство микроконтроллера.

2) Для того, чтобы уменьшать число точек, сохраненное в памяти осциллографа, фактор децимации 20 используется.

3) Упрощенная версия модели с помощью выпрямителей среднего значения может использоваться путем выбора 'Average' в меню 'Model detail level' графического интерфейса пользователя. Временной шаг может затем быть увеличен до шага расчета системы управления value.This, может быть сделан путем ввода 'Ts = 100e-6' в рабочей области в случае этого примера. См. также dc2_example_simplified модель.