Тольяттинский политехнический институт
Кафедра «Промышленная электроника»
Курсовая работа по МАРЭС
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
:
:
б) промежуток t2
…t3
:
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
6.2 Программа (написана на языке
TURBO
BASIC
)
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
|