Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100


Рис. 10.2. Расчетные схемы чамешения нереверсивного преобразователя:

а - для режима непрерывного тока: б - для режима прерывистого тока

из уравнений, так и на полученные из уравнения результаты. Время обращения к уравнениям также определяется наличием тока или управляющего импульса. Эти условия можно обозначить следующими логическими функциями:

ф1 (AjTo + Th)-логическая функция, определяющая соблюдение неравенства (10.5) для очередного Mi и имеющая задержку иа время длительности управляющего импульса. Эта функция в физической интерпретации фиксирует появление управляющего импульса с эффективной длительностью Ти, ф1 {N:,хп) та же функция, не имеющая задержки. Физическая суть ее - начало развития переднего фронта управляющего импульса и вступление в работу нового тиристора;

n(jTo)-логическая функция тока, подтверждающая соблюдение неравенства /„(ЛыТо) >0;

F - логический сигнал разрешения tia определение тока из (ШЛО) илн (Ю.П);

Ф1 (jTo-т„), ф1(Л]То), r„(iV/ro). F-инверсии соответствующи.к логических функций.

Ток l„(NjXo) принимается равным нулю в Л;-й точке и накладывается запрет на его определение из (10.10) и (10.11) при соблюдении следующего логического равенства:

4(ЛД«) V ф1(Л/,То + г„) F(NiX„).

(10.12)

Выбор уравнения (10.10) или (10.11) осуществляется в зависимости от значения логической функции:

н1ф,(ад-- (10-13)

причем функция F может изменять свое значение только при ф1(Лто) = 1, во всех остальных точках она «замораживается», т. е. сохраняет значение, которое она имела в точке смены номера расчетного опорного напряжения. Если F- 1, то решается уравнение (10.10), если f=0, то решается уравнение (10.11). Независимо от того, какое из уравнений репгается, при F(Nxn) решение уравнения прекращается и ток приравнивается к нулю.

Программирование по изложенному алгоритму выполняется с учетом следующей очередности операций:



1. Для напряжения Ыф а первой точке Nj=l по неравенству (10.5) определяется номер расчетного опорного напряжения с учетом (10.6) и (10.7).

2. По найденному М,- вычисляется в данной точке ЭДС ТП в соответствии с (10.3). Затем с учетом начальных условий и логической функции (I0.13) по принятому численному методу решается дифференциальное уравнение (10.10) или (10.11). Если вычисленное зь. чение тока отрицательное, то оно принимается равным нулю в соответствии с (10.12).

3. Вычислив ток в Nj-H точке, переходим к iVj+гй точке, для чего по неравенству (10.5) с учетом (10.6) и (10.7) вычисляем новое или подтверждаем прежнее (в зависимости от сигнала ф) значение М,-. Затем, учитывая значение логических функций

(10.12) и (10.13), вычисляют по одному из уравнений (10.10) или (10.11) ток 8 следующей точке. Так как логическое уравнение

(10.13) предполагает определение начала коммутационного процесса в Mj-H точке по значениям тока в Nj-i-Pi точке, то ток нагрузки вычисляется с точностью до одного шага, что в свою очередь определяется принятым методом численного интегрирования дифференциальных уравнений.

При численном решении дифференциальных уравнений на ЭВМ широкое распространение получили метод Рунге-Кутта, метод Адамса, метод Эйлера, метод Рунге - Кутта с модификацией Гил-ла и другие разностные методы 65, 66]. С точки зрения упрощения программы удобно иметь постоянный шаг, компромиссно выбранный между скоростью счета и числовой устойчивостью и не приводящий к так называемой проблеме постоянной времени [67]. В наших задачах, где постоянные времени звеньев резко отличаются (например, постоянная времени операционного усилителя и электромеханическая постоянная времени двигателя), применяют переменный шаг счета. Шаг счета также связан с явлением так называемой числовой неустойчивости, которая проявляется в том, что в течение каждого последующего шага погрешность интегрирования неуклогшо растет, приводя в конце концов к таким значениям функций, при которых разрядная сетка ЭВМ переполняется и происходит остановка расчета. Шаг, с которого начинается числовая неустойчивость, для различных методов различен. Для рассматриваемого нами круга задач удобно применить разностные методы. При разностных методах производные и интегралы заменяют аппроксимирующими формулами. Анализ показывает, что удобно применять метод Рунге-Кутта с модификацией Гилла или полином Лагранжа [66].

10.2,3. Алгоритм уточненной модели тиристора. При исследовании аварийных режимов в системе тиристорного электропривода или при исследовании координат движения электропривода при возникновении аварийной ситуации в силовой схеме, а также для других целей необходимо с определенной точностью моделировать статические или динамические характеристики тиристора, показанные на рис. 1.2. В этом случае реальная вольт-амперная



-4--

Рис. 10.3. Аппроксимированная вольт-амперная характеристика тиристора

характеристика заменяется аппроксимированной, показанной на рис. 10.3 [68].

На каждом линеаризованном участке условно вводятся последовательно соединенные резисторы и ЭДС. Значения сопротивления резистора и ЭДС определяются, исходя из состояния тиристоров, в зависимости от его тока и напряжения на управляющем переходе с использованием логических функций. Если ток тиристора больше или равен току удержания, то вводится логическая функция Z\-\. При токе тиристора, меньшем тока удержания, но большем нуля (0</т</уд), вводится логическая функция 22=1 и 2з=1 при /т = 0. при исследовании аварийных режимов возникает необходимость моделирования устойчивости тиристора при приложении к нему прямого и обратного напряжений. Если прямое напряжение UupUjmax (зиачение Ощ,

max Приводится в пэс-

порте), то вводится логическая функция 24=1. При превышении прямым напряжением паспортного значения (/„ртах тиристор откроется без приложения управляющего напряжения, и это его свойство при исследовании устойчивости агрегата к перенапряжениям должно быть отражено при моделировании. Свойство блокирования тиристором прикладываемых к нему обратных напряжений моделируется с помощью логической функции 25= 1 при jf-oepj > I (/обрmax(, Т. е. учитывается, что при обратном напряжении, большем по модулю обратного паспортного значения, происходит пробой тиристора.

Обозначим: /?о, т> /?л, т - сопротивление открытого и закрытого тиристоров соответственно; /?д - сопротивление тиристора на обратной ветви вольт-амперной характеристики при (/обр> >(/обртах(; Uo-пороговое напряженис; Uq.t - составляющая обратного напряжения на тиристоре при (/обр > (/обртах, равная

о.т = оОрт<,х(1-„/Л..т)- (10.14)

С учетом этого алгоритм для составления программы моделирования тиристора следующий:

==Ro.r; при ?! V Л rpj V [ф1 Л zJ ; (10.15)

R., = /?з.т; Ят - 0 при [22 Л Фг Л 24I V [23 Л W ; (10.16) = /?д. Я, = (/о.т при 22 Л 25- (10.17)

Для моделирования динамической характеристики тиристора с учетом его времени включения, выключения и других парамет-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100