Дослідження на моделі в Matlab спектра вихідної напруги та струму однофазного тиристорного регулятора за роботи на Rl-навантаження

Abstract

Сучасний асинхронний регульований електропривод базується на використанні напівпровідникових перетворювачів різних типів, дослідженню електромагнітних процесів в яких приділено мало уваги. що пояснюється складністю чи високою вартістю їх проведення. З розвитком комп'ютерного моделювання з’явилась можливість поглибити дослідження даних процесів. У роботі викладено результати досліджень електромагнітних процесів тиристорного регулятора напруги за допомого комп'ютерного моделювання щодо зменшення часу і витрат. Аналіз спектрального складу вихідної напруги напівпровідникових перетворювачів за обраного способу керування проводився з вико ристанням положень теорії електричних кіл синусоїдального і несинусоїдального періодичного струму та комп'ютерного моделювання в системі MatLab. Для проведення аналізу характеристик однофазного тиристорного регулятора напруги з фазо-імпульсним керуванням розроблена в MatLab комп'ютерна модель, силове коло якої складається з джерела змінної напруги, двох тиристорів, з'єднаних зустрічно-паралельно та активно-індуктивного навантаження. Результати досліджень візуалізувалися за допомогою віртуальних вимірювальних приладів. На створеній комп'ютерній моделі проведені дослідження гармонічного складу вихідної напруги та струму, а також отримана регулювальна характеристика регулятора, яка має нелінійну залежність. За зменшення кута відкривання до 400 вихідна напруга тиристорного регулятора майже не змінюється, після 400 – напруга різко зменшується. Спектр вихідної напруги та струму вміщує всі непарні гармоніки. Коефіцієнт гармонік вихідної напруги та струму різко зростає за зниження вихідної напруги менше 100 В. Результати досліджень придатні для використання за розробки однофазного тиристорного регулятора напруги для регульованого асинхронного електропривода. \ Modern adjustable asynchronous electric drive is based on the use of semiconductor converters of various types, for which little attention is paid to the research of electromagnetic processes. This is due to the complexity or high cost of such research. With the development of computer modeling an opportunity to deepen the study of these processes has appeared. The aim of this work is to reduce the time and costs for research of electromagnetic processes of thyristor voltage regulator with the help of computer simulation. The materials and methods of research. Analysis of the spectral composition of the output voltage of semiconductor converters for the selected control method was carried out using the provisions of the theory of electrical circuits with sinusoidal and non-sinusoidal periodic current and computer simulations in MatLab system. The results of the research. For analysing the characteristics of singlephase thyristor voltage regulator with phase-pulse control of a computer model in MatLab was developed, power circuit of which consists of a source of alternating current, two thyristors connected in anti-parallel and activeinductive load. The results of the research were visualized with the use of virtual instrumentation. On the created computer model of the investigations of the harmonic composition of output voltage and current were conducted, and regulated characteristic of the regulator was achieved. Conclusion and perspectives. Control characteristic has a nonlinear dependence, with a decrease of the opening angle до 400 the output voltage of the thyristor regulator is almost unchanged, after 400 voltage decreases sharply. Spectrum of output voltage and current contains all odd harmonics. Harmonic coefficient of voltage and current increases abruptly with lowering the output voltage less than 100 V. The results of investigations can be used in the development of singlephase thyristor voltage regulator for the controlled asynchronous electric drive.