Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 45
|
Тольяттинский политехнический институт
Кафедра «Промышленная электроника»
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ С ТИРИСТОРНОЙ СХЕМОЙ ПИТАНИЯ
вариант 1114
Студент: Глушенков М.С. Группа: Э-305 Преподаватель: Кудинов А.К. Тольятти 1998 г.
Содержание
1. Описание объекта исследования 2. Исходные данные 3. Задание для курсовой работы 4. Составление математической модели 5. Методика расчета искомых параметров и характеристик 6. Алгоритм программы и программа расчета 7. Результаты расчета и вывод 1. Описание объекта исследования
Объектом исследования является электродинамический преобразователь энергии с тиристорной схемой питания, который может применяться в вибростендах, при виброакустическом просвечивании земной коры, в медицине и других отраслях техники. 1.1 Электродинамический преобразователь
Схематично электродинамический преобразователь изображен на рис.1. Он состоит из магнитопровода 1 с обмоткой подмагничивания 2 цилиндрической формы. В кольцевом воздушном зазоре магнитопровода помещается подвижная обмотка якоря 3, имеющая два вывода 4 для подключения к схеме питания. Обмотка подмагничивания 2 запитывается постоянным потоком и может быть заменена постоянным магнитом. Постоянный поток Ф0
, созданный этой обмоткой пронизывает воздушный зазор и помещенную в него обмотку якоря 3. Обмотка якоря 3 жестко связана с нагрузкой, состоящей в общем случае из массы m1
, пружины жесткостью x и элемента вязкого трения с коэффициентом n 1.2 Схема питания преобразователя
Тиристорная схема питания преобразователя представлена на рис.2. Она состоит из источника питающего напряжения Е и двух тиристорных мостов – коммутирующего (на тиристорах VS1…VS4) и реверсивного (на тиристорах VS5…VS8). Задача схемы заключается в формировании в обмотке якоря преобразователя переменного тока заданной частоты. Частота может быть как фиксированной, так и изменяться по заданному закону. Коммутирующий мост обеспечивает формирование в заданные моменты времени фронтов и спадов импульсов тока, а реверсивный - чередующееся изменение направления импульсов тока в нагрузке. Схема работает следующим образом. В момент времени t1
подаются отпирающие импульсы на управляющие выводы тиристоров VS1, VS4, VS5, VS8. Ток источника протекает по контуру Е-VS1-C-VS4-VS5-H-VS8. (Здесь Н – нагрузка). При этом формируется фронт импульса тока нагрузки (рис.3). В момент t2
включается тиристор VS3, при этом VS4 выключается, т.к. к нему прикладывается напряжение конденсатора С в обратном направлении. Начиная с этого момента ток протекает по контуру Е-VS1-VS3-VS5-H-VS8. При этом формируется плоская часть импульса тока нагрузки (рис.3). В момент времени t3
включается тиристор VS2, при этом VS1 выключается, т.к. к нему во встречном направлении прикладывается напряжение конденсатора С. Начиная с этого момента ток замыкается по контуру Е-VS2-C-VS3-VS5-H-VS8 и формируется спад импульса тока нагрузки. В момент времени t5
ток становится равным нулю и тиристоры VS2, VS3, VS5, VS8 естественным образом выключаются. На этом заканчивается формирование положительной полуволны импульса тока. В момент времени t6
вновь подаются отпирающие импульсы на тиристоры VS1, VS4 коммутирующего моста и другую пару тиристоров VS6, VS7 реверсивного моста. Последовательность включения тиристоров коммутирующего моста остается прежней и в нагрузке формируется аналогичный первому импульс тока, имеющий противоположное направление. Важно иметь в виду, что временные интервалы t3
…t4
и t5…
t6
не могут быть меньше определенной величины, определяемой свойствами тиристоров. Алгоритм управления тиристорами и пояснение работы схемы представлено на рис 3. Алгоритм управления тиристорами. Рис 3 2. Исходные данные
2.1 Общие для всех заданий исходные данные
Индукция магнитного поля в зазоре ................... В0
=0,93Тл Средний диаметр обмотки якоря.......................... D=0,3 м Число витков обмотки якоря................................. W=56 Активное сопротивление обмотки якоря.............. Ra
=0,05Ом Емкость конденсатора коммутирующего моста.. С=53,5мкФ Пороговое напряжение тиристоров...................... Uпор
=1,41В Динамическое сопротивление тиристоров .......... Rдин
=0,98мОм Время выключения тиристоров............................ tвыкл
=50мкс Минимальная частота опорного сигнала............. fмин
=40Гц Жесткость пружины нагрузки............................... x=4,35×107
Н/м Коэффициент вязкого трения нагрузки ............... n=236000Н×с/м 2.2 Индивидуальное задание (вариант 1114) ЭДС источника питания........................................ Е=10В Индуктивность обмотки якоря.............................. La
=1,3мГн Масса нагрузки...................................................... m1
=56,75кг 3. Задание для курсовой работы
а) Определить минимальные значения интервалов 0…t1
, 0…t2
,при которых обеспечивается заданное время выключения тиристоров. б) При найденных значениях t1
и t2
определить: Тпп
-время переходного процесса при включении схемы; fмакс
-максимальную частоту работы схемы; P(f=fmin)
, P(f=fmax)
-активные мощности, потребляемые от источника питания Е на частоте fmin
и fmax
; IН(f=fmin)
, IН(f=fmax)
-действующие значения тока нагрузки на частоте fmin
и fmax
. в) На одном рисунке построить графики зависимостей i(t), ua
(t), v(t), x(t) при установившемся режиме и частоте f=fmax
/2. г) Дополнительное задание: Исследование аварийных режимов Промоделировать работу схемы в случае короткого замыкания нагрузки. Изобразить на графике временные диаграммы i(t),uс
(t) Оценить и описать изменения в работе схемы при плавном уменьшении емкости С. 4. Составление математической модели
Тиристоры во включенном состоянии можно моделировать цепью из последовательно включенных источника напряжения Uпор
и сопротивления Rдин
В выключенном состоянии тиристор можно моделировать большим сопротивлением или разрывом. При составлении уравнений электрической части в качестве уравнения обмотки якоря вибратора следует использовать выражение: Математическая модель: а) промежуток t1…
t2
: в) промежуток t3
…t5
(условие переключения IL
=0) г) промежуток t5
…t6
(IL
=0;Uc
=const): Для отрицательной полуволны знаки указаны в скобках 5. Методика расчета искомых параметров и характеристик
Для решения систем дифференциальных уравнений математической модели применяли формулы численного интегрирования Рунге-Кутта четвертого порядка, которые имеют вид: Xi
+1
=Xi
+(K1+2K2+2K3+K4)/6, Где: К1=h×f[ti
,Xi
]; K2=h×f[ti
+h/2, Xi
+K1/2]; K3=h×f[ti
+h/2, Xi
+K2/2]; K4=h×f[ti
+h, Xi
+K3]; h-шаг интегрирования. а) составляем программу, которая рассчитывает параметры IL,
Uc
, X, V на каждом шаге интегрирования. Задаем значения t1
и t2
при которых обеспечивается заданное время выключения тиристоров 50мкс (t3
…t4
; t5
…t6
). б) при найденный значениях t1
и t2
определили: время переходного процесса как время от начала включения схемы до установившихся значений параметров; действующие значения тока нагрузки на частоте fmin
и fmax
находим по формуле прямоугольников, которая при достаточно малом шаге интегрирования дает требуемую точность вычислений активные мощности, потребляемые от источника питания Е на частоте fmin
и fmax
, по формуле Р=Е×Iд
6.Алгоритм программы и программа расчета
6.1 Алгоритм программы приведен на рисунке 3
LET h = .00001 Bo = 1 La = .00235 m1 = 100 D = .8 w = 40 C = .00015 ksi = 2 * 10 ^ 7 nu = 4000 E = 10 R = .00105 Ra = .05 Pi = 3.141592654# z = 1 t1 = .00007 t2 = .00621: t56 = t1 integral = 0 integral2 = 0 LETschet = 1 INPUT "параметры выводить на экран? n-нет"; q1$ IF q1$ = "n" OR q1$ = "N" THEN q = 0 ELSE q = 1 SCREEN 12 Uc = 0 LOCATE 1, 45: PRINT "время t(мс)" LOCATE 2, 45: PRINT "белаялиния I(А)" LOCATE 3, 45: PRINT "синяялиния Uc(В)" LOCATE 4, 45: PRINT "фиолетовая линия X(мм)" LOCATE 5, 45: PRINT "красная линия V(мм/с)" LOCATE 6, 45: PRINT "зеленаялиния a(m/S)" LOCATE 7, 45: PRINT "коричневая линия Ua(В)" 0 LET i1 = I LET Uc1 = Uc LET x1 = X LET V1 = V LET xc = 0 1 LET k1i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET i1 = I + h * .5 * k1i LET k2i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET i1 = I + k2i * h * .5 LET k3i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET i1 = I + k3i * h LET k4i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6 2 LET k1Uc = I / C LET Uc1 = Uc + h * .5 * k1Uc LET k2Uc = I / C LET Uc1 = Uc + h * .5 * k2Uc LET k3Uc = I / C LET Uc1 = Uc + h * k3Uc LET k4Uc = I / C LET dUc = h * (2 * k2Uc + k1Uc + 2 * k3Uc + k4Uc) / 6 3 LET k1x = V LET x1 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x1 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x1 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 4 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET V1 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET V1 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET V1 = V + k3V * h LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 LET I = I + di LET Uc = Uc + dUc LET X = X + dx LET V = V + dv LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2 LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF t > t1 THEN IF (((I - ikontr) / I) < .001) AND (param = 0) THEN LOCATE 14, 45 PRINT "Тпп(мс)="; tall * 1000; : INPUT zxc LET param = 1 END IF LET ikontr = I GOTO 5 END IF GOTO 0 5 i2 = I V2 = V x2 = X 7 LET k1i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET i2 = I + h * .5 * k1i LET k2i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET i2 = I + k2i * h * .5 LET k3i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET i2 = I + k3i * h LET k4i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6 8 LET k1x = V LET x2 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x2 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x2 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 9 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X LET V2 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X LET V2 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X LET V2 = V + k3V * h LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 10 LET I = I + di LET X = X + dx LET V = V + dv LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2 LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h 11 IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF t > t1 + t2 THEN GOTO 12 GOTO 5 12 LET Uc = -Uc: LET tkontr = t: 121 LET Uc3 = Uc LET i3 = I LET x3 = X LET V3 = V 13 LET k1i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET i3 = I + h * .5 * k1i LET k2i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET i3 = I + k2i * h * .5 LET k3i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET i3 = I + k3i * h LET k4i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6 14 LET k1Uc = I / C LET Uc3 = Uc + h * .5 * k1Uc LET k2Uc = I / C LET Uc3 = Uc + h * .5 * k2Uc LET k3Uc = I / C LET Uc3 = Uc + h * k3Uc LET k4Uc = I / C LET dUc = h * (2 * k2Uc + k1Uc + 2 * k3Uc + k4Uc) / 6 15 LET k1x = V LET x3 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x3 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x3 = X + k3x * h * .5 LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 16 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V3 - (ksi / m1) * X LET V3 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V3 - (ksi / m1) * X LET V3 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V3 - (ksi / m1) * X LET V3 = V + k3V * h LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V3 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 17 LET I = I + di LET Uc = Uc + dUc LET X = X + dx LET V = V + dv LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2 LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h IF Uc > 0 AND xc = 0 THEN LOCATE 8, 45 LET tvost = (t - tkontr) * 10 ^ 6 PRINT "tvost(¬Є‘)="; (t - tkontr) * 10 ^ 6 LET xc = 1 END IF IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 + Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF I < 0 THEN LET ti = t: GOTO 19 18 GOTO 121 19 LET x31 = X LET V31 = V 191LET k1V = (nu / m1) * V31 - (ksi / m1) * X LET V31 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (nu / m1) * V31 - (ksi / m1) * X LET V31 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (nu / m1) * V31 - (ksi / m1) * X LET V31 = V + k3V * h LET k4V = (nu / m1) * V31 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 192LET k1x = V LET x31 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x31 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x31 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 193LET X = X + dx LET V = V + dv LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 + Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF t > (ti + t56) THEN GOTO 20 GOTO 19 20 LET i4 = I LET Uc4 = Uc LET x4 = X LET V4 = V 21 LET k1i = -E / La - (R / La) * i4 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET i4 = I + h * .5 * k1i LET k2i = -E / La - (R / La) * i4 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET i4 = I + k2i * h * .5 LET k3i = -E / La - (R / La) * i4 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET i4 = I + k3i * h LET k4i = -E / La - (R / La) * i4 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6 22 LET k1Uc = I / C LET Uc4 = Uc + h * .5 * k1Uc LET k2Uc = I / C LET Uc4 = Uc + h * .5 * k2Uc LET k3Uc = I / C LET Uc4 = Uc + h * k3Uc LET k4Uc = I / C LET dUc = h * (2 * k2Uc + k1Uc + 2 * k3Uc + k4Uc) / 6 23 LET k1x = V LET x4 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x4 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x4 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 24 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET V4 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET V4 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET V4 = V + k3V * h LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 25 LET I = I + di LET Uc = Uc + dUc LET X = X + dx LET V = V + dv LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2 LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h 26 IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uб="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 + Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF t > ti + t1 + t56 THEN GOTO 27 GOTO 20 27i5 = I V5 = V x5 = X 28LET k1i = -E / La - (R / La) * i5 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET i5 = I + h * .5 * k1i LET k2i = -E / La - (R / La) * i5 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET i5 = I + k2i * h * .5 LET k3i = -E / La - (R / La) * i5 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET i5 = I + k3i * h LET k4i = -E / La - (R / La) * i5 - (Bo * Pi * D * w * V / La) LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6 29 LET k1x = V LET x5 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x5 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x5 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 30 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V5 - (ksi / m1) * X LET V5 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V5 - (ksi / m1) * X LET V5 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V5 - (ksi / m1) * X LET V5 = V + k3V * h LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V5 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 31 LET I = I + di LET X = X + dx LET V = V + dv LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2 LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h 32 IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 + Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF t > (ti + t1 + t2 + t56) THEN GOTO 33 GOTO 27 33 LET Uc = -Uc 331 LET Uc6 = Uc LET i6 = I LET x6 = X LET V6 = V 34 LET k1i = E / La - (R / La) * i6 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET i6 = I + h * .5 * k1i LET k2i = E / La - (R / La) * i6 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET i6 = I + k2i * h * .5 LET k3i = E / La - (R / La) * i6 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET i6 = I + k3i * h LET k4i = E / La - (R / La) * i6 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6 35 LET k1Uc = I / C LET Uc6 = Uc + h * .5 * k1Uc LET k2Uc = I / C LET Uc6 = Uc + h * .5 * k2Uc LET k3Uc = I / C LET Uc6 = Uc + h * k3Uc LET k4Uc = I / C LET dUc = h * (2 * k2Uc + k1Uc + 2 * k3Uc + k4Uc) / 6 36 LET k1x = V LET x6 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x6 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x6 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 37 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V6 - (ksi / m1) * X LET V6 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V6 - (ksi / m1) * X LET V6 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V6 - (ksi / m1) * X LET V6 = V + k3V * h LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V6 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 38 LET I = I + di LET Uc = Uc + dUc LET X = X + dx LET V = V + dv LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2 LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h 39 IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF I > 0 THEN LET ti2 = t: GOTO 41 GOTO 331 41 LET x61 = X LET V61 = V LET tall = tall + h 42 LET k1V = (nu / m1) * V61 - (ksi / m1) * X LET V61 = V + k1V * h * .5 LET k2V = (nu / m1) * V61 - (ksi / m1) * X LET V61 = V + k2V * h * .5 LET k3V = (nu / m1) * V61 - (ksi / m1) * X LET V61 = V + k3V * h LET k4V = (nu / m1) * V61 - (ksi / m1) * X LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6 43 LET k1x = V LET x61 = X + k1x * h * .5 LET k2x = V LET x61 = X + k2x * h * .5 LET k3x = V LET x61 = X + k3x * h LET k4x = V LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6 44 LET X = X + dx LET V = V + dv LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1 LET Ua = Bo * Pi * D * w * V + I * Ra LET tall = tall + h IF q = 1 THEN LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " " LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " " LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " " LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " " LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " " LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " " LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " " END IF PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - I * .5) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Uc * .1), 3 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250) PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - X * 100000), 5 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2 PSET (t * 20000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6 LET t = t + h IF t > (ti2 + t56) THEN GOTO 45 GOTO 41 45 LET Id = SQR(integral / t) LET Isr = integral2 / t LET integral = 0 LET integral2 = 0 LET tcycle = t t = 0 CLS LOCATE 1, 45: PRINT "время t(мс)" LOCATE 2, 45: PRINT "белаялиния I(А)" LOCATE 3, 45: PRINT "синяялиния Uc(В)" LOCATE 4, 45: PRINT "фиолетовая линия X(мм)" LOCATE 5, 45: PRINT "красная линия V(мм/с)" LOCATE 6, 45: PRINT "зеленаялиния a(m/S)" LOCATE 7, 45: PRINT "коричневая линия Ua(В)" LOCATE 8, 45: PRINT "tvost(мс)="; tvost LOCATE 9, 45: PRINT "Id="; Id LOCATE 10, 45: PRINT "Isr="; Isr LOCATE 11, 45: PRINT "P(Вт)="; Isr * 15 LOCATE 12, 45: PRINT "цикл "; schet + 1 LOCATE 13, 45: PRINT "времяцикла(мс)"; tcycle * 1000 LOCATE 14, 45: PRINT "частота(Гц)"; 1 / tcycle LET schet = schet + 1 GOTO 0 7. Результаты расчета
Минимальные значения интервалов 0…t1
, 0…t2
,при которых обеспечивается заданное время выключения тиристоров. 0…t1
=0,001 с 0…t2
=0,001001 с время переходного процесса при включении схемы на частоте ½ от fmax
Тпп
= 35,4797 мс активные мощности, потребляемые от источника питания Е на частоте fmin
и fmax
P(f=fmax)
=90,01246 P(f=fmin)
=428,7574 действующие значения тока нагрузки на частоте fmin
и fmax
IН(
f
=
fmax
)
= 8,39709 IН(
f
=
fmin
)
=34,11996 На рис.5 построили графики зависимостей i(t), ua
(t), v(t), x(t) при установившемся режиме и частоте f=fmax
/2. На рис. 6 построили графики зависимостей i(t),uс
(t) в случае короткого замыкания нагрузки (обмотки якоря). При старении конденсатора и как следствие уменьшении его емкости уменьшается время необходимое на его зарядку. Но затем вследствие малой емкости напряжение не может достичь нуля и перевалить через него. Что является причиной выхода схемы из строя Вывод
| ||||||||||||||||||||||