Описание

Эта схема основана на блоке DC4 Специализированных Энергосистем. Это моделирует трехфазный выпрямитель с четырьмя квадрантами (топология двойного конвертера) диск без распространения текущего для двигателя постоянного тока на 200 л. с.

Двигатель постоянного тока на 200 л. с. отдельно взволнован с постоянными 310 источниками напряжения поля V DC. Напряжение якоря обеспечивается двумя трехфазными 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 380-вольтовым источником напряжения AC 50 Гц.

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.

По сравнению с исходным DC4 блоком эта схема моделирует диск с четырьмя квадрантами без распространения текущего. Во время этого процесса регулирования поток распространения текущего полностью запрещается автоматическим управлением импульсов увольнения. Путем включения только одного из двух импульсов увольнения, необходимых для двух тиристорных конвертеров, только один конвертер действует за один раз и несет текущую загрузку. Другой конвертер временно блокируется. Управление импульсом увольнения абсолютно управляемо "модулем" драйвера моста. Путем обнаружения ссылки и токов загрузки, этот модуль определяет, когда перекрестное соединение конвертера должно произойти путем включения импульсов увольнения соответствующего конвертера.

Двумя углами увольнения управляют так, чтобы их сумма дала 180 градусов. Это позволяет более сглаженное последовательно-параллельное переключение. Начиная с распространения текущего запрещается, больше индукторов не необходимо, чтобы ограничить значение этого тока. Однако 10 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 был добавлен в основном блоке, чтобы позволить вам визуализировать конвертер выходные токи. Сигналы "block_1" и "block_2", которыми управляет "модуль" драйвера моста, также отображаются.

Во время этой симуляции двигатель связывается с вентилятором. Механический крутящий момент этого типа загрузки пропорционален квадрату скорости.

Начальная ссылка скорости установлена в 1 184 об/мин, номинальная скорость. Заметьте, что частота вращения двигателя следует за ускоряющим пандусом ссылки точно (+320 об/мин/с) и достигает установившийся приблизительно после 4 с. Медленное ускорение происходит из-за высокой инерции загрузки.

Ток якоря следует за текущей ссылкой очень хорошо и стабилизирует приблизительно 330 А. Во время ускоряющей фазы ток якоря прогрессивно повышается (и таким образом также электромагнитный произведенный крутящий момент) механический крутящий момент, отклоненный загрузкой, повышающейся со скоростью. Только конвертер 1 работает (Block_1 является низким), и конвертер 2 запрещается (Block_2 высок). Следовательно, выход, текущий из конвертера 1, равен текущей загрузке и конвертер 2 выходных параметров никакой ток. Заметьте, что 10 мГн, сглаживающих индуктивность, сохраняют колебания тока якоря довольно маленькими.

В t = 4,5 с, спады ссылки скорости до-600 об/мин и ток якоря понижаются со скоростью, чтобы уменьшать электромагнитный крутящий момент для того, чтобы замедлиться после отрицательного изменения скорости (-320 об/мин/с).

Вокруг t = 5,3 с, ток якоря достигает 0 А, и перекрестное соединение моста происходит, чтобы позволить току якоря стать отрицательным. Конвертер 1 отключен, и конвертер 2 включил (Block_1 становится высоким, и Block_2 становится низким). Чтобы избежать одновременной проводимости обоих конвертеров (и таким образом постараться не циркулировать текущий) во время перекрестного соединения, входящему конвертеру включают несколько миллисекунд после отключения Конвертера 1. Конвертер 2 затем выводит текущую загрузку, и выход, текущий из конвертера 1, является nul. Заметьте, что формы тока сохраняют сглаженными во время последовательно-параллельного переключения. Этот отрицательный ток теперь генерирует тормозной момент, чтобы подавить вентилятор, замедляющийся.

В t = 8,2 с, скорость достигает 0 об/мин, и ток якоря теперь генерирует ускоряющийся крутящий момент, чтобы позволить вентилятору ускоряться в отрицательной плоскости скорости.

В t =11 с, скорость и ток якоря стабилизируют приблизительно-600 об/мин и 90 А соответственно.

Примечания

1) Энергосистема была дискретизирована с 5 нас временной шаг. Система управления (регуляторы и модуль драйвера моста) 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 10 используется.