SKRYPT - PODSTAWOWE UKŁADY PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH.pdf - energoelektronika - deejayswider

ZAKŁAD ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ

INSTYTUT STEROWANIA I

ELEKTRONIKI PRZEMYSLOWEJ

POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

LABORATORIUM

TEORII PRZEKSZTAŁTNIKÓW

( PODSTAWY ENERGOELEKTRONIKI)

CZĘŚĆ I

PODSTAWOWE UKŁADY PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH

OPRACOWANIE:

dr inż. Mieczysław Nowak

prof. dr hab. Roman Barlik

WARSZAWA 1998

1.WPROWADZENIE - INFORMACJE OGOLNE

Laboratorium jest prowadzone z zastosowaniem stanowisk laboratoryjnych pozwalających na

pod- stawowe eksperymenty rzeczywiste w obwodach o stosunkowo niewielkiej mocy (poniżej 500

W) oraz przy pomocy pakietu symulacyjnego TCAD 1 , przeznaczonego do badania układów

przekształtnikowych i a także całych urządzeń i systemów energoelektronicznych z

uwzględnieniem układów sterowania i regulacji.

Metodyka pracy w laboratorium zakłada wstępne zapoznanie się z podstawowymi

właściwościami układów przy pomocy symulatora na PC. W kolejnym kroku powinno zostać

przeprowadzone badanie układów na stanowiskach laboratoryjnych a następnie po zweryfikowaniu

zgodności modeli symulacyjnych z obwodami rzeczywistymi, poszerzenie wiadomości na

podstawie dodatkowych symulacji komputerowych uzupełnionych o pomiary wartości średnich,

skutecznych, analizy spektralnej itp.

Badania symulacyjne są prowadzone na podstawie przygotowanych modeli i nie jest konieczna

dogłębna znajomość symulatora a jedynie informacje podane w rozdziale drugim. Łatwość w

posługiwaniu się symulatorem pozwala na samodzielne modyfikowanie modeli i tworzenie nowych

w ramach rozszerzonego programu ćwiczenia, jednak wyłącznie po uzgodnieniu z prowadzącym.

Pełna instrukcja symulatora TCAD jest dostępna w laboratorium.

Podczas symulacji jest wskazane uwzględnienie wartości parametrów odpowiadających

rzeczywistym elementom stanowisk laboratoryjnych. Poniżej podano ich zestawienie.

Fazowe napięcie znamionowe uzwojeń wtórnych transformatorów UL- 24 V sk ( 34 Vm)

Indukcyjność rozproszenia transformatorów L σ = 1 mH

Indukcyjność dodatkowych dławików w obwodzie wtórnym transformatora LR=10 mH

Indukcyjność obciążenia 2 x 5 mH ( razem 15 ok. mH ) i 2x 10 mH (razem ok. 30 mH )

Rezystancja obciążenia 1 +2+4 +8 ( razem 15 Ω )

UWAGA Studenci nie są uprawnieni do jakichkolwiek działań na komputerach

laboratoryjnych poza strefą symulatora. Próby ingerencji bez uzgodnienia z prowadzącym w

inne katalogi, pliki ustawień itp. będą prowadziły do wykluczeń z ćwiczeń laboratoryjnych.

Stanowiska do badania obwodów rzeczywistych są bezpieczne jednak przy pracy na nich

jest konieczna normalna ostrożność a także dbałość o sprzęt pomiarowy ( np. nie kręcenie w

sposób bezmyślny pokrętłami nastawników oscyloskopów itp. )

W SYUACJACH AWARYJNYCH NALEŻY NACISNĄĆ

CZERWONY PRZYCISK NA TABLICY ZASILAJĄCEJ

1 Opracowany przez prof.. R . Szczęsnego i mgr K. Iwana z Politechniki Gdańskiej

2. PODSTAWOWE INFORMACJE O SYMULATORZE TCAD

Program TCAD używany w trakcie zajęć laboratoryjnych jest typowym symulatorem

obwodowym z interfejsem graficznym. Pozwala przeprowadzać symulacje obwodów

elektrycznych, ze szczególnym uwzględnieniem układów energoelektronicznych.

Po uruchomieniu symulatora z pomocą ikony (TCAD7.0) otwiera się podstawowy pulpit roboczy

w trybie edycji. Przykładowy wygląd pulpitu przedstawiono na rysunku 2.1.

Rys.2.2. Pulpit główny symulatora TCAD 7.0.

Opis:

1- Listwa sterująca planszy głównej symulatora, 2- Schemat badanego modelu,

3 – Rejestratory wielkości elektrycznych ( napięcie, prąd), 4 – Elementy tworzące analizowany

model obwodu ( np. indukcyjność), 5 – Tekst ogólnego zadania w eksperymencie symulacyjnym , 6

- Linia Nastawy Parametrów Zalecanych w Eksperymencie ( NPZwE ) ,

7 – Wnioski z Eksperymentu ( WzE )

Aby otworzyć plik ze schematem według nazwy podanej w instrukcji (np. DIO_RLE) należy

posłużyć się 2-gim od lewej przyciskiem ( otwórz plik schematu TCAD ). Wszystkie schematy

używane w trakcie laboratorium są przygotowane pod kątem wykonania wymaganych zadań i nie

ma potrzeby dodawania nowych elementów na schematach. Studenci ograniczają się do edytowania

parametrów elementów zgodnie z zaleceniami NPZwE . Pierwszym krokiem po otworzeniu nowego

schematu powinno być zapoznanie się z parametrami obwodu poprzez edycję kolejnych elementów

(E, R, L, kąt wysterowania, wypełnienie itp.) Poznanie lub zmiana parametrów wymaga

zaznaczenia poprzez podwójne kliknięcie elementu lub rejestratora. Na rys. 2.2 przedstawiono

przykładowo wygląd okna parametrów jednego z elementów i parametrów rejestratora. W

przypadku gdy chcemy ustawić wartość E, R,L lub C na zero wpisujemy liczbę np. 0.0000001,

która z punktu widzenia obwodu i wyników symulacji jest pomijalna, a nie spowoduje problemów z

modułem dokonującym obliczeń.

Rys. 2.2 Widok okna edycji parametrów a) elementu, b) bloku monitorowania prądu.

Po dopasowaniu parametrów elementów do programu badań (wpisując potrzebne dane do

wywoływanych tabelek - np. indukcyjności, rezystancji, kąta wysterowania wartości początkowej

napięcia kondensatora lub prądu dławika) i sprawdzeniu wielkości wyprowadzanych do

rejestratorów należy uruchomić symulację ( 4 przycisk od lewej na listwie sterującej - Symulacja ) .

Po zakończeniu obliczeń na planszy prezentacji wyników przedstawiane są przebiegi pozwalające

na dokonanie analizy badanego układu przekształtnika. Wygląd planszy prezentacji podano na rys.

2.3. Jeżeli w trakcie ćwiczenia okazuje się, że okres symulacji jest zbyt krótki lub niepotrzebnie

długi, to można zmienić go poprzez edycję parametrów symulacji (Menu Edycja / ...Parametrów

Symulacji).

Dla dokładniejszego rozpoznania zjawisk można zastosować „lupę” wybierając odpowiedni

przycisk na listwie sterującej planszy prezentacji i posługując się wskaźnikiem - myszą. Dla

precyzyjnego wykorzystania efektu powiększenia należy na wybranych oknach powiększyć

dokładnie ten sam przedział (zwykle odpowiadający jednemu okresowi napięcia sieci np. od 40 ms

do 60 ms).

W modelach wprowadzono bloki obliczeniowe wyznaczające w wybranym oknie wyników

wartości średnie i skuteczne napięć lub prądów. Dla dokładnego odczytania tych parametrów

należy posługując się lupa sprawdzić wartość ustaloną przebiegu w odpowiednim oknie w

przedziale czasu po zakończeniu procesu całkowania.

Po zakończeniu analizy związanej z obecnymi na ekranie wynikami lub w przypadku konieczności

powtórzenia symulacji dla zmienionych parametrów należy wrócić do planszy modelu (edycji

modelu ) przez wybranie menu „Koniec” lub przycisku 8-go od lewej na górnej listwie ( zakończ i

przejdź do następnej symulacji ).

SKRYPT - PODSTAWOWE UKŁADY PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: