Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634757)
Контекстум
.

Исследование эффективности работы управляемых выпрямителей методами математического моделирования в MC и/или Matlab: монография (220,00 руб.)

0   0
Первый авторМузыка Михаил Михайлович
АвторыЛимонникова Елена Владимировна, Платоненков Сергей Владимирович
ИздательствоСеверный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Страниц108
ID279625
АннотацияПриведены результаты исследования разработанных авторами схемотехнических и математических моделей полупроводниковых преобразователей, содержащих согласующие трансформаторы с пульсирующими и вращающимися магнитными полями. Схемотехнические модели выпрямителей и инверторов, построенные на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями, разработаны в программной среде Micro-Cap и Matlab. Выполнены исследования спектральных составов питающих и выходных токов и напряжений преобразователей и установлены связи между качеством выходных токов и напряжений и числом пар силовых ключей коммутаторов, сделаны выводы об эффективности преобразователей с разным числом пар силовых ключей. Математическая модель выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем разработана в программной среде MatLab-Simulink и предназначена для исследования динамических режимов работы преобразователя нового типа.
Кому рекомендованоДля научных и инженерно-технических работников, а также аспирантов и студентов электротехнических специальностей
ISBN978-5-261-00931-3
Музыка, М.М. Исследование эффективности работы управляемых выпрямителей методами математического моделирования в MC и/или Matlab: монография / Е.В. Лимонникова, С.В. Платоненков; М.М. Музыка .— Архангельск : Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2014 .— 108 с. : ил. — ISBN 978-5-261-00931-3 .— URL: https://rucont.ru/efd/279625 (дата обращения: 25.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Министерство образования и науки российской федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В МС И/ИЛИ MATLAB Монография Архангельск ИД САФУ 2014 1 УДК 621.314: 621.319: 629.12 ББК 31.2 И88 Авторы: М.М. Музыка, Е.В. Лимонникова, С.В. Платоненков, А.И. Черевко, И.А. Сакович, И.Ю. Кузьмин Рецензенты: П.О. Потего, главный инженер ОАО «СПО Арктика»; Б.Ф. Дмитриев, доктор технических наук, профессор кафедры «Электротехника и электрооборудование судов» СПбГМТУ Исследование эффективности работы управляемых выпрямителей меИ88 тодами математического моделирования в MC и/или Matlab: монография / [М.М. Музыка и др.]; под ред. <...> Схемотехнические модели выпрямителей и инверторов, построенные на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями, разработаны в программной среде Micro-Cap и Matlab. <...> Выполнены исследования спектральных составов питающих и выходных токов и напряжений преобразователей и установлены связи между качеством выходных токов и напряжений и числом пар силовых ключей коммутаторов, сделаны выводы об эффективности преобразователей с разным числом пар силовых ключей. <...> Математическая модель выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем разработана в программной среде MatLabSimulink и предназначена для исследования динамических режимов работы преобразователя нового типа. <...> М.В. Ломоносова, 2014 2 ВВЕДЕНИЕ На этапе проектирования управляемых выпрямителей (УВ), как и другого сложного электрооборудования, возникает необходимость в ориентировочной оценке эффективности его работы. <...> ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ТРАНЗИСТОРНЫМ КОММУТАТОРОМ НА 8 ПАР СИЛОВЫХ КЛЮЧЕЙ НА БАЗЕ ТВМП В MATLAB/SIMULINK 1.1. <...> Аналитическое описание управляемого выпрямителя с транзисторным <...>
Исследование_эффективности_работы_управляемых_выпрямителей_методами_математического_моделирования_в_MC_иили_Matlab_монография.pdf
Министерство образования и науки российской федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В МС И/ИЛИ MATLAB Монография Архангельск ИД САФУ 2014 1
Стр.1
УДК 621.314: 621.319: 629.12 ББК 31.2 И88 Авторы: М.М. Музыка, Е.В. Лимонникова, С.В. Платоненков, А.И. Черевко, И.А. Сакович, И.Ю. Кузьмин Рецензенты: П.О. Потего, главный инженер ОАО «СПО Арктика»; Б.Ф. Дмитриев, доктор технических наук, профессор кафедры «Электротехника и электрооборудование судов» СПбГМТУ Исследование эффективности работы управляемых выпрямителей меИ88 тодами математического моделирования в MC и/или Matlab: монография / [М.М. Музыка и др.]; под ред. А.И. Черевко; Сев. (Арктич.) федер. ун-т. – Архангельск: ИД САФУ, 2014. – 107 с. ISBN 978-5-261-00931-3 Приведены результаты исследования разработанных авторами схемотехнических и математических моделей полупроводниковых преобразователей, содержащих согласующие трансформаторы с пульсирующими и вращающимися магнитными полями. Схемотехнические модели выпрямителей и инверторов, построенные на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями, разработаны в программной среде Micro-Cap и Matlab. Выполнены исследования спектральных составов питающих и выходных токов и напряжений преобразователей и установлены связи между качеством выходных токов и напряжений и числом пар силовых ключей коммутаторов, сделаны выводы об эффективности преобразователей с разным числом пар силовых ключей. Математическая модель выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем разработана в программной среде MatLabSimulink и предназначена для исследования динамических режимов работы преобразователя нового типа. Для научных и инженерно-технических работников, а также аспирантов и студентов электротехнических специальностей. ISBN 978-5-261-00931-3 © Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, 2014 2
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ На этапе проектирования управляемых выпрямителей (УВ), как и другого сложного электрооборудования, возникает необходимость в ориентировочной оценке эффективности его работы. При этом показателями эффективности могут быть как параметры, рассчитать которые возможно с помощью существующих или выведенных аналитических зависимостей, так и параметры, которые с достаточной достоверностью можно вычислить лишь по результатам работы самого устройства, поскольку они включают в себя характеристики совместной работы многих составляющих с разбросом собственных параметров функционирования. Кроме того, при расчете качественных показателей функционирования по известным аналитическим зависимостям могут возникать неточности как раз из-за неучета параметров реальных элементов, входящих в схему устройства. Еще до этапа создания лабораторного образца прибора существует возможность оценить многие показатели эффективности работы устройств на математической модели, которая осуществляет имитацию работы реального устройства с большей степенью точности, чем возможно описать аналитическими зависимостями. В пользу использования математического моделирования говорят еще меньшие затраты на получение результатов исследования работы устройства в аварийных режимах по сравнению с подобными исследованиями на лабораторных или опытных образцах. В данной работе рассмотрены два подхода к изучению функционирования технических объектов с помощью моделирования. В первом разделе – непосредственно математическое моделирование, для реализации которого необходимо досконально представлять себе физику происходящих в объекте процессов. Реализуются посторонние математической модели в среде визуальной математики Simulink математического пакета Matlab. Во втором разделе рассмотрено построение математической модели исследуемого объекта в среде схемотехнического (имитационного) моделирования Micrо-Cap (МС), которая позволяет без составления дифференциальных уравнений объекта строить его модель в виде принципиальной электрической схемы из моделей элементов, входящих в библиотеку или разработанных пользователем. 3
Стр.3
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Черевко А.И., Музыка М.М., Лимонникова Е.В. Схемотехническое и математическое моделирование полупроводниковых преобразователей, содержащих согласующие трансформаторы с вращающимися магнитными полями. Архангельск: АГТУ, 2005. 179 с. 2. Анисимов Я.Ф., Васильев Е.П. Электромагнитная совместимость полупроводниковых преобразователей и судовых электроустановок. Л.: Судостроение, 1990. 3. Полупроводниковые выпрямители / под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мостковой. М.; Л.: Энергия, 1978. 448 с. 4. Правила классификации и постройки морских судов / Российский морской регистр судоходства. СПб., 1999. Т. 2. 505 с. 5. Амелина М., Амелин С. Программа схемотехнического моделирования MicroCap 8. М., 2007. 464 с. 6. Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7. М., 2003. 368 с. 7. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника. M.: Издат. дом МЭИ, 2009. 632 с. 8. Иванов В.А., Иванова Н.А., Шукалов В.Ф. Многофазные выпрямители на базе трансформаторов с вращающимся магнитным полем // Межвузовский сборник ЛЭТИ. Л., 1980. № 144. С. 120–123. 9. Сингаевский, Н.А Многофазный сварочный выпрямитель на основе ТВП // Научно-техн. сб. КубГАУ. Краснодар, 2005. С. 71–74. 10. Анисимов Я.Ф., Жук А.К. Сетевые фильтры в автономных электроэнергетических системах с тиристорными преобразователями // Проблемы преобразования параметров электрической энергии. Киев: Наукова думка, 1979. С. 134–141. 11. Гордеев Б. Н., Анисимов Я. Ф. Анализ энергетических показателей автономных электроэнергосистем с полупроводниковыми преобразователями // Техн. электродинамика. Киев, 1987. № 4. С. 44–46. 12. Черевко А.И., Музыка М.М. Исследование влияния управляемых выпрямителей с трансформаторами вращающегося магнитного поля на питающую сеть // Электротехника. 2008. № 10. С. 28–35. 13. Добрусин Л.А., Павлович А.Г. Компенсация воздействия вентильной нагрузки на питающую сеть // Проблемы технической электродинамики. 1974. Вып. 45. С. 161–187. 14. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. 336 с. 15. Агунов М.В. Энергетические процессы в электрических цепях с несинусоидальными режимами и их эффективность. Кишинев; Тольятти: МолдНИИТЭИ, 1997. 84 с. 105
Стр.105
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .......................................................................................................... 1. Оценка эффективности работы управляемого выпрямителя с транзисторным коммутатором на 8 пар силовых ключей на базе ТВМП в Matlab/Simulink ........................................................................... 1.1. Аналитическое описание управляемого выпрямителя с транзисторным коммутатором на 8 пар силовых ключей ........................ 1.2. Модель управляемого выпрямителя на 8 пар силовых ключей в среде MatLab/Simulink ....................................................................... 1.3. Качество выходного напряжения и тока УВ с ТВМП ............... 2. Оценка эффективности работы управляемых выпрямителей с помощью моделей, разработанных в среде схемотехнического моделирования Мicro-Cap ..................................................................................... 2.1. Создание моделей в системе схемотехнического моделирования Мicro-Cap ................................................................................... 2.1.1. Краткое описание среды моделирования ............................. 2.1.4. Обработка данных, полученных при анализе переходных процессов .......................................................................................... 3 4 4 23 46 49 49 2.1.2. Построение принципиальной схемы .................................... 51 2.1.3. Анализ переходных процессов ............................................. 49 55 59 2.2. Разработка моделей классических схем управляемых выпрямителей................................................................................................... 63 2.2.1. Модель однофазного мостового выпрямителя .................... 2.2.2. Модель трехфазного мостового выпрямителя .................... 63 67 2.3. Модели управляемых выпрямителей с согласующим трансформатором с вращающимся магнитным полем ............................... 2.3.1. Модели ТВМП ........................................................................ 2.3.2. Модели силовой части УВ с ТВМП ..................................... 2.3.3. Модели системы управления тиристорным коммутатором в составе УВ с ТВМП ............................................................... 2.3.4. Модель нагрузки УВ с ТВМП ............................................... 2.4. Результаты анализа характеристик выпрямителей в среде имитационного моделирования ........................................................... 2.4.1. Исследование качества выпрямленного напряжения УВ с ТВМП в схемотехнических моделях .............................................. 75 76 81 83 84 2.4.2. Исследование влияния УВ с ТВМП и классических УВ на качество питающего напряжения .............................................. 2.4.3. Анализ энергетических характеристик УВ с ТВМП .......... 101 84 85 92 Заключение .................................................................................................. 104 Список использованной литературы ............................................................ 105 106
Стр.106
Научное издание Музыка Михаил Михайлович, Лимонникова Елена Владимировна, Платоненков Сергей Владимирович и др. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В МС И/ИЛИ MATLAB Монография Редактор Е.А. Зажигина Оригинал-макет и дизайн обложки Е.А. Банниковой Подписано в печать 03.06.2014. Формат 70×100/16. Усл. печ. л. 9,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2288. Издательский дом ФГАОУ ВПО САФУ 163060, г. Архангельск, ул. Урицкого д. 56 107
Стр.107
Стр.108