Лабораторная работа - Исследование тиристорного ЧИР и ШИР
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И. ЛЕНИНА»
Кафедра электроники и микропроцессорных систем
ОТЧЕТ
Исследование тиристорного ЧИР и ШИР
(лабораторная работа)
Выполнили студенты гр. 4-35
Ю.В. Моржов
С.А. Ладанов
Принял к.т.н. А.А. Смирнов
Иваново 2013
Задание.
Разработать модель тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением по следующим данным (варант 1):
LH=0.001Гн, IH=50A, UП=100В. γMAX , f, Q – выбрать, исходя из реальных особенностей схемы.
Разработка модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.
Схема тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением представлена на рис 1.
Рис.1 Схема тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.
Расчет элементов схемы.
Рассчитаем активное сопротивление нагрузки по следующей формуле:
Необходимо выбрать следующие параметры:
Исходя из параметров модели “Thyristor Detailed” , находящейся в программном комплексе Simulink, выбираем равным 100мкс..
Так как предельные частоты на которых может работать тиристор составляют около 500 Гц, выберем выбираем равным 0.05.
Добротность колебательной системы Q для радиочастотного колебательного контура должна составлять 30—100. Выберем Q=50.
Минимальное время выключения тиристора () определяется из следующего неравенства:
.
Исходя из этого неравенства, выбирается из диапазона:
выбирается равным
Уровень отрицательного напряжения UC2, до которого заряжается емкость, во время колебательного перезаряда определяется по следующей формуле:
Коммутирующая емкость рассчитывается из соотношения:
Коммутирующая индуктивность рассчитывается последующей формуле:
где - полное сопротивление перезарядного контура (принимаем равным 0.002).
Собственная частота перезарядки контура рассчитывается по следующему соотношению:
Исследование модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.
Модель тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная в программном комплексе Simulink, приведена на рис.2. Производится три моделирования, с минимальным, максимальным и промежуточным коэффициентом управления.
Рис.2. Модель тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная в программном комплексе Simulink.
Результаты работы данной модели ,при коэффициенте управления γ=0.50, представлены на рис 3. На нем изображены Uу1-сигнал управления первым тиристором,Uу2-сигнал управления вторым тиристором, Uн - напряжение на нагрузки,Iн – ток, протекающий в нагрузке, UL-напряжение на катушке индуктивности L0,
IL- ток, протекающий в катушке индуктивности L0, Uc - напряжение на конденсаторе,IC-ток, протекающий через конденсатор, Ivs1-ток, протекающий через тиристор VS1,Uvs1-напряжение на тиристоре VS1, Ivs2-ток, протекающий через тиристор VS2, Uvs2-напряжение на тиристоре VS2.
Рис.3.(начало) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.
Рис.3.(окончание) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.
Результаты работы данной модели ,при коэффициенте управления γ=0.95 представлены на рис 4. На нем изображены Uу1-сигнал управления первым тиристором,Uу2-сигнал управления вторым тиристором, Uн - напряжение на нагрузки,Iн – ток, протекающий в нагрузке, UL-напряжение на катушке индуктивности L0,
IL- ток, протекающий в катушке индуктивности L0, Uc - напряжение на конденсаторе,IC-ток, протекающий через конденсатор, Ivs1-ток, протекающий через тиристор VS1,Uvs1-напряжение на тиристоре VS1, Ivs2-ток, протекающий через тиристор VS2, Uvs2-напряжение на тиристоре VS2.
Рис.4.(начало) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.
Рис.4.(окончание) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.
Результаты работы данной модели ,при коэффициенте управления γ=0.01 представлены на рис 5. На нем изображены Uу1-сигнал управления первым тиристором,Uу2-сигнал управления вторым тиристором, Uн - напряжение на нагрузки,Iн – ток, протекающий в нагрузке, UL-напряжение на катушке индуктивности L0,
IL- ток, протекающий в катушке индуктивности L0, Uc - напряжение на конденсаторе, Iс-ток, протекающий через конденсатор, Ivs1-ток, протекающий через тиристор VS1, Uvs1-напряжение на тиристоре VS1, Ivs2-ток, протекающий через тиристор VS2, Uvs2-напряжение на тиристоре VS2.
Рис.5.(начало) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.
Рис.5.(окончание) Диаграммы токов и напряжений модели тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением, выполненная, в программном комплексе Simulink.
Построение экспериментальных регулировочных характеристик для тиристорного импульсного преобразователя напряжения с частотным и широтным управлением.
Построение регулировочных характеристик будет проводиться при изменении скважности напряжения на нагрузке, при постоянном токе нагрузки. Постоянный ток в нагрузке при изменении скважности будет обеспечиваться при соответствующем изменении сопротивления нагрузки.
Строятся три регулировочные характеристики при различных токах нагрузки. Каждое построение производится по 10 точкам.