- •Кафедра «Электротехники и промышленной электроники»
- •1 Амплитудное регулирование
- •2 Комбинированное амплитудно-фазовое регулирование.
- •3 Анализ влияния нестабильности питающей сети
- •4 Выбор оптимальной структуры регулирования
- •5 Определение числа витков в обмотках и параметров магнитопровода
- •6 Построение схемы
- •7 Метод объединенных матриц
4 Выбор оптимальной структуры регулирования
Структура, состоящая из нереверсивного секционного коммутатора и нереверсивного коммутатора витков с фиксацией отвода, при наименьшем количестве ключей обеспечивает максимальное количество дискретных состояний.
Количество ключей, необходимое для реализации такого коммутатора, равно числу секций, т. е. Ks=p.
Обобщенное число дискретных уровней у такого коммутатора формируется как результат суммирования числа дискретных уровней при использовании одной секции, двух секций и т. д.: , где − это сумма дискретных уровней по всем секциям, − это количество дискретных уровней в каждой секции. Нереверсивный коммутатор витков с фиксацией отвода (с некоммутируемым узлом) − секция включается только в одном направлении, число дискретных уровней равно числу ключей, т. к. фиксация отвода не позволяет использовать комбинации управляющих кодов:
K=8;V=[];
for i=0:K
for j=0:K
for k=0:K
for l=0:K
Ni=[i j k l];
p=size(find(Ni>0),2);
if i+j+k+l==K-p
NSum=prod(Ni+1,2);
V=[V; [p Ni NSum]];
end;
end;
end;
end;
end;
NMax=max(V(:,end));
KOpt=find(V(:,end)==NMax);
NOpt=V(KOpt,:)
Получаем следующую структуру:
– 3 ключа для переключения секций;
– 0 ключей в первой секции;
– 1 ключ во второй секции;
– 2 ключа в третьей секции;
– 2 ключа в четвертой секции;
– всего дискрет: 18.
Всего в регуляторе необходимо обеспечить 7 + 3 = 10 дискрет, что укладывается в значение, полученное при предварительном расчете – 18.
5 Определение числа витков в обмотках и параметров магнитопровода
Необходимо рассчитать число витков первичной обмотки трансформатора и среднюю длину магнитной силовой линии, если известны: индукция магнитного поля , частота , сопротивление нагрузки , максимальное выходное напряжение .
Рассчитываем мощность трансформатора: , получаем .
Рассчитываем площадь сечения магнитопровода: , получаем .
Напряжение на первичной обмотке трансформатора равно максимальному входному напряжению: .
Из формулы выражаем число витков первичной обмотки: . Получаем .
Магнитопровод трансформатора броневой конструкции типа ШЛ. По найденной площади S по таблицам выбираем магнитопровод с размерами a=3.0 см, b=10 см, c=6.0 см, h=15.0 см. Обозначение типоразмера магнитопровода ШЛ6х10. Далее рассчитываем среднюю длину магнитной силовой линии: .
Определим коэффициент передачи нерегулируемой компоненты (НК) и число витков обмоток в нерегулируемой секции.
Для этого нам необходимо знать значение НК. Так как ранее мы использовали амплитудное регулирование, то нам известна амплитуда НК из предыдущих этапов. Соотношение между НК и ее амплитудой: . Определяем коэффициент передачи НК как отношение выходного напряжения ко входному: , . Далее определяем число витков в нерегулируемой секции: . Округляем в большую сторону: виток.
Используя данные предыдущих этапов, рассчитываем количество витков в обмотках каждой секции.
Суммарное количество ключей такого коммутатора Ksum=8, оптимальное количество дискретных состояний NOpt=10. Количество не пустых секций p=3. Количество ключей в секции определяет основание регулирования и соотношение чисел витков в обмотках. Наличие одного ключа в секции соответствует номеру основания 2, т. е. число витков обмоток в каждой секции должно быть в 2 раза больше, чем в предыдущей секции. Если число ключей в секции равно двум, то реализуется регулирование по основанию 3, т. е. каждая последующая секция должна содержать в 3 раза большее число витков.
В нашем случае в двух секциях содержится по 3 ключа, поэтому реализуется регулирование по основанию 3, и в одной секции два ключа, поэтому реализуется регулирование по основанию 2.
Для условия равномерного приращения коэффициента передачи число витков в пределах секции должно быть одинаковым.
deltaU=(11-9)/7, где оптимальное число уровней амплитудного регулирования .
Коэффициент передачи самой маленькой обмотки:
K2=deltaU/220;
Число витков в самой маленькой обмотке:
w2=K2*w1;
w2= 2.265;
Количество витков в двух обмотках второй секции:
w3=3*w2;
w3= 6.795;
Количество витков в двух обмотках третьей секции:
w4=9*w2;
w4= 20.385;