2.8. Внешние характеристики преобразователя

На рисунке 4 представлены временные диаграммы коммутационных процессов для угла номинального управления 106.96 градусов.

Рис. 4 Диаграммы коммутационных процессов ТМНСУВ для номинального угла управления

Процесс коммутации оказывает непосредственное влияние на выпрямленное напряжение, так как на интервалах коммутации мгновенное значение выпрямленного напряжения снижается на величину .

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке с учетом коммутационны процессов принимает следующий вид:

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке с учетом коммутационных процессов принимает следующий вид:

В упрощенном виде внешняя характеристика ТМНСУВ принимает следующий вид:

Внешние характеристики U_d=f(I_d) в относительных единицах представлены на рисунке 5. За базовые значения выбраны среднее значение тока на нагрузке для номинального режима и среднее значение выпрямленного напряжения при угле управления равном нулю.

Уравнение внешней характеристики в относительных единицах:

Рис.5 Внешние характеристики ТМНСУВ для различных углов управления

3. Описание виртуальной модели исследуемого преобразователя

На рисунке 6 представлена виртуальная модель исследуемого трехфазного мостового несимметричного управляемого выпрямителя.

Рис.6 Виртуальная модель ТМНСУВ

Проведем моделирование системы для угла управления α=0. Результаты моделирования представлены на рисунках 7-8.

Рис.7 Токи и напряжения на тиристоре и диоде при угле управления

Рис.8 Ток вторичной фазы трансформатора, ток нагрузки и напряжение нагрузки, соответственно, для угла управления α=0.

Проведем моделирование схемы для номинального угла управления . Результаты моделирования представлены на рисунках 9-10.

Рис.9 Токи и напряжения на тиристоре и диоде для номинального угла управления .

Рис.10 Ток вторичной фазы трансформатора, ток нагрузки и напряжение нагрузки, соответственно, для угла управления .

На рисунке 11 представлены действующие значения токов и напряжений на нагрузке для моделируемых углов управления.

(а) (б)

Рис.11 Действующие значения тока и напряжения на нагрузке для нулевого(а) и номинального(б) углов управления

Сравнивая рисунки 7-10 c рисунком 2, можно сделать вывод о том, что практические временные диаграммы соответствуют теоретическим временным диаграммам, как для нулевого так и для номинального углов управления.

Сравнив значения на рисунке 11 с действующими значениями токов и напряжений рассчитанных ранее и можно сделать вывод, что теоретические и практические значения практически совпадают.

Изменим заданные параметры трансформатора в модели, чтобы проверить способность модели поддерживать постоянное напряжение на нагрузке при возможных отклонениях напряжения сети.

Рис.12 Модель ТМНСУВ при увеличении напряжения сети на 14%

Рис.13 Модель ТМНСУВ при уменьшении напряжения сети на 25%

Как видно из рисунков 12-13 полученная модель справляется с поддержанием постоянства значения выпрямленного напряжения на нагрузке.