Описание

Эта схема использует DC2 блок специализированных степеней. Он моделирует привод с четырьмя квадрантными однофазными выпрямителями (топология с двумя конвертерами) для двигателя постоянного тока 5 л.с.

Двигатель постоянного тока 5 ВД отдельно возбуждается постоянным источником напряжения возбуждения 150 В постоянного тока. Напряжение якоря обеспечивается двумя однофазными анти-параллельными соединительными преобразователями, управляемыми двумя ПИ-регуляторами. Это позволяет двунаправленное течение тока через схему якоря двигателя постоянного тока и, таким образом, четырехквадрантные операции. Преобразователи питаются от источника напряжения 230 В переменного тока 60 Гц с последующим линейным трансформатором для повышения напряжения до достаточного значения.

Регуляторы управляют углами включения обоих тиристоров конвертера. Первый регулятор - это регулятор скорости, далее следует регулятор тока. Регулятор скорости выводит ток якоря ссылки (в п.у.), используемый токовым контроллером в порядок для получения электромагнитного крутящего момента, необходимого для достижения желаемой скорости. Скорость ссылки скорость изменения следуют за шагами ускорения и замедления в порядок, чтобы избежать внезапных изменений ссылки, которые могут вызвать перегрузку якоря по току и дестабилизировать систему. Регулятор тока управляет током якоря, вычисляя соответствующие углы включения тиристора. Это генерирует выходные напряжения конвертера, необходимые для получения требуемого тока якоря.

Оба конвертера работают одновременно, и два углов включения управляются так, чтобы их сумма давала 180 степени. Это создает противоположные средние напряжения на выходных клеммах преобразователя постоянного тока и, таким образом, идентичные средние напряжения на якоре двигателя постоянного тока, при этом преобразователи соединяются антипараллельными. Один конвертер работает в режиме выпрямителя, другой - в режиме инвертора.

Циркулирующий ток, создаваемый мгновенным различием напряжений на клемме обоих преобразователей, ограничен индуктивностью 80 мГ, соединенной между этими выводами. Сглаживающая индуктивность 50 мГ устанавливается последовательно со схемой якоря для уменьшения колебаний тока якоря.

Симуляция

Запустите симуляцию. Можно наблюдать напряжение якоря и ток двигателя, углы включения конвертера и скорость мотора на возможностях. Также показаны ток и ссылки скорости. Вторая область позволяет вам визуализировать средние выходные напряжения преобразователя и выходные токи.

Во время этой симуляции двигатель соединяется с линейной нагрузкой, что означает, что механический крутящий момент, создаваемый нагрузкой, пропорциональен скорости.

Ссылка скорости установлена на 1200 об/мин при t = 0 с. Заметьте, что углы включения симметричны около 90 степени и что средние выходные напряжения постоянного тока конвертера имеют противоположные знаки. Ток якоря подается преобразователем 1, и общий ток в этом преобразователе является суммой тока нагрузки и циркулирующего тока. Конвертер 2 просто несет циркулирующий ток.

Обратите внимание, что скорость двигателя точно повторяет ссылку (+ 250 об/мин/с) и достигает устойчивого состояния после 5,5 с. Ток якоря очень хорошо следует ссылке тока и стабилизируется около 12 А.

При t = 6 с ссылка скорости падает до -600 об/мин. Ток ссылки уменьшается, чтобы уменьшить электромагнитный крутящий момент, и крутящий момент нагрузки заставляет двигатель замедляться. Около t = 10,4 с, ток якоря становится отрицательным, и электромагнитный крутящий момент порядка, чтобы тормозить двигатель до 0 об/мин, крутящий момент нагрузки недостаточен для замедления двигателя. При t = 10,8 с двигатель достигает 0 об/мин, и крутящий момент нагрузки становится отрицательным. Электромагнитный крутящий момент теперь создает ускоряющий крутящий момент, чтобы позволить двигателю следовать отрицательному шагу скорости (-250 об/мин/с). Теперь ток якоря обеспечивается конвертером 2, конвертером 1 только для обработки циркулирующего тока.

При t = 13,2 с скорость стабилизируется при -600 об/мин.

Примечания

1) Система степени была дискретизирована с временным шагом 10 us. Система управления (регуляторы) использует шаг расчета 100 us в порядок, чтобы симулировать устройство управления микроконтроллером.

2) Для порядка числа точек, хранящихся в памяти возможностей, используется коэффициент десятикратного уменьшения 20.

3) Упрощенная версия модели с помощью выпрямителей среднего значения может использоваться путем выбора 'Среднее' в меню 'Уровень детализации модели' графического интерфейса пользователя. Затем временной шаг может быть увеличен до значения шага расчета системы управления. Это может быть сделано путем ввода 'Ts = 100e-6' в рабочей области в случае этого примера. Смотрите также dc2_example_simplified модель.