МОДЕЛИРОВАНИЕ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В СРЕДЕ MATLAB С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ

Червоненко Андрей Павлович, Котин Денис Алексеевич

DOI: 10.47026/1810-1909-2020-3-150-165

Ключевые слова

электропривод, моделирование полупроводниковых выпрямителей, тиристорный преобразователь.

Аннотация

Предлагается исследование методов синтеза имитационных моделей полупроводниковых выпрямителей. Моделирование полупроводниковых выпрямителей на сегодняшний день достаточно изучено, однако многие авторы проводят синтез по-своему уникально. Необходимость применения высоких технологий в регулируемых электроприводах с развитием механизмов и рабочих машин растет, автоматизированный регулируемый электропривод внедряется все активнее, составляя энергетическую основу агрегатов и рабочих машин. Актуальность данной работы объясняется тем, что в настоящее время развивающиеся технологии позволяют изготавливать более совершенные полупроводниковые элементы. Тем актуальнее и значимее исследование уточненных цифровых моделей электроприводов, содержащих полупроводниковые преобразователи. В данной работе будут обобщены известные подходы к разработке цифровых моделей выпрямителей, а также предложено свое видение данного вопроса – учет как можно большего количества индивидуальных особенностей полупроводниковых элементов и всей системы электропривода в целом. Предложенный к рассмотрению вариант отличается тем, что при разработке в среде Matlab согласуются параметры реально существующих силовых элементов и их цифровых аналогов. Также в статье рассмотрен вопрос создания цифровой модели реверсивной системы электропривода тиристорный преобразователь – двигатель, проиллюстрированы переходные характеристики уточненной модели. Результатом данного исследования является анализ различных подходов к моделированию полупроводниковых преобразователей в системах электропривода. В связи с этим был рассмотрен уточненный подход к моделированию полупроводниковых выпрямителей, заключающийся в максимальном приближении структуры схемы модели к реальной реализации, учете всех элементов, входящих в структуру вентильного электропривода. Проведенное исследование позволяет сделать вывод о том, что разработанные имитационные модели могут быть использованы для проектирования реального силового преобразователя в условиях производственного предприятия.

Литература

1. Борисов П.А., Томасов В.С. Расчет и моделирование выпрямителей. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. 169 c.
2. Борисов П.А., Седнев А.К. Математическое моделирование электропривода постоянного тока с активным выпрямителем // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета. 2009. № 3(61). С. 35–41.
3. Борисов П.А. Расчет и моделирование режима периодического реверса скорости с токоограничением в электроприводе постоянного тока с шип // Конференция АЭП-2014 / Нац. иссл. мордовский гос. ун-т. Саранск, 2014. С. 155–160.
4. Борисов П.А., Поляков Н.А., Киреев А.А. Моделирование системы управления трёхфазным активным выпрямителем напряжения с преобразованием координат // Известия Тульского государственного технического университета. 2010. № 3-2. С. 59–64.
5. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. СПб.: Корона принт, 2001. 320 c.
6. Герман-Галкин С.Г. Виртуальные лаборатории полупроводниковых систем в среде Matlab-Simulink. СПб.: Лань, 2013. 448 c.
7. Герман-Галкин С.Г., Звежевич З.Ч., Поляков Н.А. Аналитическое и модельное исследование активного полупроводникового преобразователя в системах электропривода// Научно-технический вестник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета. 2014. № 3(91). С. 131–139.
8. Герман-Галкин С.Г. Исследование активного выпрямителя в пакете Sim Power System // Известия высших учебных заведений Санкт-Петербургского национального исследовательского университета. 2004. Т. 47, № 11. С. 64–67.
9. Герман-Галкин С.Г. Модельное исследование вторичного источника питания полупроводникового электропривода с рекуперацией энергии в сеть // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения 2010. № 4. С. 11–16.
10. Герман-Галкин С.Г. Активный выпрямитель в цепи электропитания // Транспорт Урала. 2011. № 4. С. 91–95.
11. Лурье М.С., Лурье О.М. Применение программы MATLAB при изучении курса электротехники. Красноярск: СибГТУ, 2006. 208 с.
12. Лурье М.С., Лурье О.М. Электротехника. Нелинейные и несинусоидальные цепи, переходные процессы в линейных цепях. Красноярск: СибГТУ, 2011. 124 c.
13. Лурье М.С., Лурье О.М., Вайс А.А. Электротехника. Для студентов всех специальностей и форм обучения. Красноярск: СибГТУ, 2005. 131 c.
14. Панкратов В. В. Автоматическое управление электроприводами. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2013. Ч. I. 200 с.
15. Суптель А.А. Моделирование систем управления электроприводами. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2010. 197 с.
16. Томасов В.С., Борисов П.А. Методика выбора способа использования энергии рекуперации в системах электропривода постоянного тока с шип // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета. 2005. № 20. С. 85–90.
17. Томасов В.С., Борисов П.А. Анализ электромагнитных процессов при включении активных выпрямителей напряжения в питающую сеть // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета. 2003. № 10. С. 218–222.
18. Томасов В.С., Борисов П.А., Толмачев В.А. Совершенствование энергетических показателей энергоподсистем электротехнических комплексов и систем с полупроводниковыми преобразователями // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета. 2006. № 30. С. 19–26.

Формат цитирования

Червоненко А.П., Котин Д.А. Моделирование тиристорных преобразователей в среде Matlab с учетом особенностей их практической реализации // Вестник Чувашского университета. – 2020. – № 3. – С. 150–165. DOI: 10.47026/1810-1909-2020-3-150-165.

Загрузить полный текст статьи