Н.В. Клиначев

Линейная непрерывная динамическая модель реверсивного синхронно-векторного выпрямителя. Активный и пассивный режимы работы

Рабочие файлы: [ЦСУ 4 DC/DC] [ГТЭУ + PMSG + АВН] [ARM СДПМ + СКВТ] [СД: Угол коммутации]

Описана линейная непрерывная динамическая модель реверсивного синхронно-векторного (активного) выпрямителя, которая предназначена для настройки регуляторов соответствующих систем управления и является прототипом программного кода для микроконтроллера. Объявлено утверждение о том, что в согласованном режиме работы синхронного генератора и активной нагрузки подключенной через синхронно-векторный выпрямитель количество снимаемой активной мощности ограниченно лишь активной составляющей сопротивления обмотки статора. Показано существование фазовой траектории запуска и выхода на активный режим работы синхронно-векторного выпрямителя с нагрузкой превышающей реактивное сопротивление обмотки генератора. Для системы управления векторного выпрямителя предложен функциональный преобразователь – "Качель d-q-плоскости" – позволяющий активировать пассивный режим работы (с коэффициентом мощности равным единице).

Ключевые слова: синхронный, векторный, реверсивный, выпрямитель, электропривод, ККМ, ШИМ, АВН, АИН, СДПМ, PMSM, PMSG, моделирование в Jigrein4WEB.

Введение

Реверсивный синхронно-векторный выпрямитель – это техническое устройство, которое лишь в последние десять лет перестало быть теоретической идей и превратилось в физически изготовленное изделие. В результате открылись новые возможности. Например, в некоторых случаях, при несоблюдении режима потребления электрической энергии с высоким коэффициентом мощности, векторный выпрямитель позволяет снять с синхронного генератора большую мощность, чем было возможно с помощью диодного выпрямителя. Выигрыш может составлять не единицы и даже не десятки процентов. В настоящей статье описаны режимы работы векторного выпрямителя, в которых скорость преобразования энергии ограничена либо активной составляющей внутреннего сопротивления источника, либо его полным внутренним сопротивлением.

Преобразование энергии в цепи управляемого трехфазного моста реверсивного векторного выпрямителя

Рассмотрим процесс преобразования энергии в цепи управляемого трехфазного моста реверсивного векторного выпрямителя. Заменим первичный источник электрической энергии (синхронный генератор или подключенные к промышленной сети дроссели) идеальными источниками тока, см. схему замещения на рис. 1. Данная замена допустима, поскольку система управления векторного выпрямителя имеет контур регулирования тока, который превращает первичный источник в источник тока.

Дискретно-импульсная модель (схема замещения) к пояснению процесса преобразования энергии в цепи управляемого трехфазного моста реверсивного векторного выпрямителя

Рис. 1. Дискретно-импульсная модель (схема замещения) к пояснению
процесса преобразования энергии в цепи управляемого трехфазного
моста реверсивного векторного выпрямителя

Ток фазы функционирующего преобразователя потечет по тому ключу, который будет замкнут. Если замкнуть верхний ключ – конденсатор будет заряжаться, если замкнуть нижний ключ – разряжаться. Замкнутый контур для протекания тока составят оставшиеся фазы преобразователя. В этом легче разобраться, если представить источник с чётным количеством фаз (4 или 6). И рассмотреть по принципу суперпозиции работу тех фаз, которые генерируют ток в противофазе.

Вернемся к ШИ-модуляции. Представим, что сигнал, контролирующий модулятор, меняется в диапазоне от -1 до +1 по синусоидальному закону. При положительных значениях сигнала больший по времени интервал замкнут верхний ключ. При отрицательных значениях – нижний. См. осциллограммы в левой части рис. 2. На тех же осциллограммах, вторая синусоида (с амплитудой равной двойке) – это ток фазы источника. На верхней осциллограмме он в фазе со скважностью. На нижней – отстает на 90 градусов.

Осциллограммы преобразования активной и реактивной мощности источника в цепи управляемого трехфазного моста реверсивного векторного выпрямителя

Рис. 2. Осциллограммы преобразования активной и реактивной
мощности источника в цепи управляемого трехфазного моста
реверсивного векторного выпрямителя

Рассмотрим первый из двух случаев. На первом полупериоде ток положительный и больший интервал времени замкнут верхний ключ – конденсатор заряжается. На втором – ток отрицательный и больший интервал времени замкнут нижний ключ – конденсатор вновь заряжается. Т.е. на периоде тока процесс преобразования энергии, связанный с зарядом конденсатора, достигает максимума дважды. Что отражает первая часть сигнала, представленная на верхней правой осциллограмме рис. 2. Если рассматривать не одну, а три фазы источника, то каждая внесет свой вклад, и, по принципу суперпозиции, конденсатор будет заряжаться постоянным током, чья величина в 1.5 раза больше амплитуды фазных токов (см. вторую половину правой верхней осциллограммы).

Рассмотрим второй вариант режима работы схемы (нижние осциллограммы). Здесь, из-за 90-градусного фазового сдвига необходимо рассматривать не две части периода, а четыре. Когда ток и сигнал контролирующий ШИ-модулятор имеют один знак – конденсатор заряжается. В противном случае – разряжается. Суммарное изменение заряда на периоде равно нулю. А если рассматривать не одну, а три фазы источника, то токи фаз полностью компенсируют друг друга. Ток, меняющий заряд конденсатора, будет равен нулю. Напряжение на конденсаторе даже пульсировать не будет.

Обратим внимание, на то, что во втором случае напряжение на конденсаторе может быть любым и в частности, как и в первом случае, не равным нулю. В результате сигнал, контролирующий модулятор, по форме будет совпадать с напряжением на стойках моста. И, фактически, в представленном выше описании могли участвовать не ток и скважность, а ток и напряжение. А два рассмотренных случая, по принципу суперпозиции, можно объединить в один – говорить об активной и реактивной составляющей тока потребляемого от первичного источника.

Активный и пассивный режимы работы синхронно-векторного выпрямителя

В согласованном режиме работы синхронного генератора и активной нагрузки подключенной через синхронно-векторный (активный) выпрямитель количество снимаемой активной мощности ограниченно лишь активной составляющей сопротивления обмотки статора. Если нагрузка подключена непосредственно к фазам статора или через диодный мост, снимаемая активная мощность преимущественно ограниченна индуктивной составляющей сопротивления обмотки статора. Докажем справедливость этого утверждения. Будем пренебрегать активным сопротивлением обмотки генератора.

Векторные диаграммы к пояснению процесса запуска реверсивного синхронно-векторного выпрямителя

Рис. 3. Векторные диаграммы к пояснению процесса запуска
реверсивного синхронно-векторного выпрямителя

Векторная диаграмма, отображенная на рис. 3а, соответствует согласованному режиму работы синхронного генератора и активной нагрузки, подключенной через диодный мост. Роль последнего выполняют обратные диоды силового моста векторного выпрямителя, когда система управления еще не включена. Очевидно, что конденсатор заряжен и на шине постоянного тока есть напряжение. Если включить систему управления, то она может изменить положение вектора падения напряжения на обмотке в пределах обозначенной дуги, чей радиус равен напряжению на шине. Предположим, что вектор напряжения был повернут на 45 градусов по часовой стрелке и его величина не изменилась, как показано на правой векторной диаграмме. Направление вектора тока и рост его амплитуды по модулю определит падение напряжения на индуктивном сопротивлении обмотки статора (масштабы соблюдаются). Сравним эти два случая. Выше было показано, что конденсатор на шине постоянного тока заряжается лишь активной составляющей тока генератора. Очевидно, что она увеличилась. Конденсатор будет заряжаться, и, следовательно, сохраниться возможность дальнейшего увеличения тока генератора.

Очевидно, что в согласованном режиме работы синхронного генератора и активной нагрузки подключенной через синхронно-векторный выпрямитель падение напряжения на активной составляющей сопротивления обмотки статора должно составить половину ЭДС (при $I_d=0$). Необходимый для поддержания данного режима работы угол коммутации [1], при заданной скорости вала, определит треугольник сопротивления обмотки статора:

$θ_{акт.согл.}|P_{max} = -\arctg (νξ_0) = -\arctg ξ$,

где: $ξ_0=ω_0L/R$, а $ν=ω/ω_0$ – относительная скорость вращения ротора, $θ$ – угол коммутации – угол между векторами ЭДС и напряжения синхронной машины.

Несложно доказать, что выражение (1) будет условием передачи в нагрузку максимума активной мощности в любом режиме, поскольку напряжение генератора на условие (1) не влияет.

Можно рекомендовать угол коммутации, при котором синхронно-векторный выпрямитель будет потреблять ток от генератора в фазе с напряжением [2]:

$θ|(λ=1) = \arcsin(I·ωL/E) = \arcsin(I·νω_0L/(eE_0)) = \arcsin(I·ω_0L/E_0) = \arcsin(i)$.

В таком режиме работы рост нагрузки, при неизменной ЭДС генератора, будет сопровождаться уменьшением напряжения статора. В результате, силовой мост будет использован в максимальной степени как по току, так и по напряжению. Но, как и в случае применения пассивного диодного моста, передаваемая в нагрузку мощность будет ограничена полым сопротивлением обмотки статора. Максимум будет наблюдаться при угле коммутации равном:

$θ_{пас.согл.}|(λ=1,~P_{max}) = -0.5 \arctg ξ$.

Графическое доказательство условия (о величине угла коммутации) согласованного режима работы нагрузки и синхронного генератора, включенных через реверсивный синхронно-векторный выпрямитель функционирующий в пассивном режиме

Рис. 4. К определению угла коммутации
для пассивного согласованного режима

Докажем условие (3) графическим способом. На рис. 4 прямые A и B параллельны, так же как векторы падения напряжения на генераторе и на активном сопротивлении его обмотки ($λ=1$). Параллельные, пересекает третья прямая образующая равные углы 1 и 2. Углы 1 и 3 так же равны, поскольку принадлежат прямоугольным треугольникам с общим катетом и равными гипотенузами. Поскольку углы 2 и 3 равные, и составляют угол треугольника сопротивлений обмотки статора, условие (3) доказано.

Рассмотрим другое рассуждение, опираясь на факт, что система управления реверсивного векторного выпрямителя может сформировать напряжение на выводах обмотки статора синхронного генератора (на первичном источнике переменного тока) с любой начальной фазой, но его амплитуда должна быть меньше напряжения шины постоянного тока. Впишем векторные диаграммы для двигательного и генераторного режимов работы синхронной машины в окружность соответствующего радиуса, $R_{окр}=U_{dc}=U_д=U_г$ (см. рис. 5). Очевидно, что какими бы ни были параметры машины, в режиме реверса энергии из шины постоянного тока, уставка для подчиненного контура регулирования тока должна быть меньше ($gI_д \lt gI_г$).

Векторные диаграммы синхронной машины, движение координат которой определяет цифровая система управления реверсивного синхронно-векторного выпрямителя

Рис. 5. Векторные диаграммы синхронной машины, движение
координат которой определяет цифровая система управления
реверсивного синхронно-векторного выпрямителя

Линейная непрерывная динамическая модель реверсивного синхронно-векторного выпрямителя

Составим линейную непрерывную динамическую модель реверсивного синхронно-векторного выпрямителя. В активном режиме его система управления поддерживает такой режим работы, чтобы ток статора и его проекция на ось момента совпадали, $I_s=I_q$ (см. векторные диаграммы на рис. 5). Выше было показано, что потенциал шины постоянного тока может изменить лишь проекция вектора тока статора на вектор напряжения, $I_{q~акт} = I_q \cos φ$. Напомним, что синхронно-векторный выпрямитель имеет топологию повышающего преобразователя (boost converter). Его коэффициент трансформации энергии равен отношению напряжений $U_s/U_{dc}$. Уточним ток вторичной цепи (меняющий потенциал шины постоянного тока):

$I_{dc} = 1.5 (I_q \cos φ) · U_s/U_{dc}$.

Заметим, что в цифровой управляющей системе не вычисляются коэффициент мощности первичного источника ($\cos φ$) и падение напряжения ($U_s$). Составим эквивалентное выражение для тока:

$I_{dc} = 1.5 I_q · (U_s \cos φ)/U_{dc} = 1.5 I_q · U_q/U_{dc}$.

Его можно уточнить для режимов работы, когда ток статора имеет проекции на обе оси d-q-плоскости:

$I_{dc} = 1.5 (I_d U_d + I_q U_q) / U_{dc} = P_a / U_{dc}$.

Схема замещения реверсивного векторного выпрямителя с синхронным генератором и нагрузкой

Рис. 6. Схема замещения реверсивного векторного выпрямителя
(АВН) с синхронным генератором и нагрузкой

На рис. 6. представлена линейная непрерывная динамическая модель (она же – схема замещения) реверсивного векторного выпрямителя с синхронным генератором и нагрузкой. Модель предназначена для настройки регуляторов цифровой управляющей системы и является прототипом программного кода для микроконтроллера. Составной блок системы управления такой же, как у векторного электропривода с синхронной машиной. Единственное отличие в том, что на вход обратной связи по скорости подается напряжение шины постоянного тока. Модель машины может быть составлена в неподвижных координатах, с применением преобразователей Кларка (α-β-модель), или с применением преобразователей Кларка и Парка (d-q-модель). Следует помнить, что представленная линейная непрерывная динамическая модель реверсивного векторного выпрямителя адекватно отражает движение его координат, когда напряжение на шине постоянного тока больше напряжения статора. В этом контексте обратим внимание – вопрос устойчивости разностной вычислительной схемы связан с коэффициентом трансформации энергии $U_s/U_{dc}$. Деление на ноль недопустимо. Но повторим, модель не может быть использована для изучения процесса запуска. Нижний предел координаты $U_{dc}$, при вычислении коэффициента трансформации энергии, можно ограничить константой равной максимальному линейному напряжению статора с весовым коэффициентом 0.2 .. 1.

Подключение к векторной системе управления функционального преобразователя с наименованием 'Качель d-q-плоскости', который привязывает q-ось к вектору напряжения генератора и переводит реверсивный векторный выпрямитель в пассивный режим работы с коэффициентом мощности равным единице

Рис. 7. Система управления векторного выпрямителя с "Качелью d-q-плоскости"

На рис. 7 показано подключение к векторной системе управления функционального преобразователя (2) с наименованием "Качель d-q-плоскости", который привязывает q-ось к вектору напряжения генератора и переводит выпрямитель в пассивный режим работы с коэффициентом мощности равным единице.

Ниже заголовка данной статьи имеются три гиперссылки. Первая указывает на документ, в котором описана обобщенная методика настройки цифровой системы управления для импульсных источников вторичного электропитания, подходящая и для синхронно-векторного выпрямителя. Уточним лишь, что постоянную времени заряда конденсатора следует вычислить по формуле:

$T_ф=2·R_s/m·C_ф/(U_q/U_{dc})^2$,

где: $R_s$ – активное сопротивление секции обмотки статора / трансформатора / индуктора, $m$ – число фаз, $2·R_s/m$ – эквивалентное активное сопротивление всех фаз источника.

Во втором документе представлены модели автономных инвертеров напряжения (частотных преобразователей) для стартер-генератора газотурбинной энергоустановки на основе синхронной машины с возбуждением от постоянных магнитов, которая была разработана для функционирования в согласованном режиме работы с пассивным выпрямителем. И в этом же документе имеются интерактивные модели синхронно-векторного выпрямителя (линейная и дискретно-импульсная) с нагрузкой, чье сопротивление меньше реактивного сопротивления обмотки статора. За третьей гиперссылкой закреплен документ с листингом Си-кода цифровой управляющей системы векторного электропривода. Из которого нужно убрать лишнее и получить программу для управляющего микроконтроллера синхронно-векторного выпрямителя.

Выводы

  1. В согласованном режиме работы многофазного источника переменного тока (сеть или генератор) и активной нагрузки подключенной через синхронно-векторный выпрямитель (АВН), в зависимости от режима функционирования последнего (активный или пассивный), скорость преобразования энергии будет ограничена либо активной составляющей внутреннего сопротивления источника, либо полным внутренним сопротивлением.
  2. Синхронно-векторный выпрямитель будет работать в активном режиме, если система управления ориентирует плоскость координат d-q (ось q) по направлению ЭДС источника переменного тока.
  3. Синхронно-векторный выпрямитель будет работать в пассивном режиме, если система управления будет поворачивать плоскость координат d-q от исходного положения пропорционально арксинусу задания на контур тока в относительных величинах. В качестве базовой величины для приведения должна быть принята амплитуда тока короткого замыкания источника при условии, что активная составляющая его внутреннего сопротивления равна нулю.
  4. Синхронно-векторный выпрямитель в активном режиме позволяет снять с генератора большую активную мощность, а в пассивном – оптимально использовать силовой мост, как по току, так и по напряжению.
  5. Уставка тока для реверса энергии в синхронно-векторном выпрямителе должна быть меньше, чем для прямого преобразования, поскольку разряд конденсатора на шине постоянного тока сопровождается увеличением напряжения на генераторе (падение напряжения на активной составляющей внутреннего сопротивления меняет знак) и ростом его ЭДС (если приводной движитель малоинерционен).
  6. Линейная непрерывная динамическая модель реверсивного векторного выпрямителя адекватно отражает движение его координат во всех рабочих режимах (когда напряжение на шине постоянного тока больше напряжения источника переменного тока) и не может быть использована для изучения процесса его запуска.

Литература

  1. Воронин, С.Г. Электропривод летательных аппаратов: Конспект лекций / С.Г. Воронин – Челябинск: ЧГТУ, 1995. Часть 1. – 110 с. – URL: http://epla.susu.ru/glv_050.htm. Дата обращения: 15.03.2016
  2. B. Wang, G. Venkataramanan, A. Bendre. Unity power factor control for three phase three level rectifiers without current sensors // IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 43, no. 5, pp. 1341-1348, 2007. – URL: http://www.egr.msu.edu/~bingsen/files_publications/C-05_IAS.pdf. Дата обращения: 15.03.2016
  3. J. W. Dixon, "Three-Phase Controlled Rectifiers", Chapter 12 in "Power Electronics Handbook", Academic Press, Harcourt Place, 32 Jamestown Road, London NW1 7BY, UK, www.academicpress.com, August 2001, pp. 183-196. – URL: http://web.ing.puc.cl/~power/paperspdf/dixon/21.pdf. Дата обращения: 15.03.2016

15.03.2016



Модели векторного электропривода с силовым мостом и ШИМ-модулятором.
Генераторный режим векторного электропривода.
Многофазный синхронно-векторный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности

Рабочие файлы: [Настройки регуляторов] [ARM Си FOC PMSM СКВТ]

Процесс разработки и отладки вычислительной модели электропривода связан с модификациями её фрагментов, с изменениями параметров, начальных условий и повторными запусками расчета. Время расчета приобретает критическое значение, если превышает некоторую величину. Но неотъемлемый атрибут любой модели – это совокупность допусков или ограничений, которые позволяют отразить реальное физическое явление или совокупность процессов лишь с интересующей исследователя стороны. В случае с электроприводом, для повышения скорости расчётов можно отказаться от отражения процессов коммутации ключей и функционирования силового полупроводникового моста в целом.

                                                              Таблица 1
+------------+----+--------+-------+----------+---------------+-------+
|  Тип СДПМ  | Zp |   Kt   |   J   | 2*L  2*R |  Iн   Mн   Pн | Tm/Ta |
|            |       Nm/A    kg*m^2   mH   Ом     A   Nm    W |       |
| ДВМ100.021 | 13  1.5*0.62  2.0e-3  5.0  2.5   2.5  2.0  125 |  2.16 |
+------------+----+--------+-------+----------+---------------+-------+
Kt = 1.5 * Ke,  Mн = I_фm * Kt,  omega_н = Pн / Mн,  Eфm = omega_н * Ke

Представленная ниже совокупность моделей предназначена для анализа последствий, которые определены исключением из модели электропривода силового полупроводникового моста. В таблице 1 приведены паспортные данные СДПМ. На чертеже 1 – модель без моста. Здесь шаг симуляции большой – лишь в 10 раз меньше самой малой постоянной времени (электромагнитная постоянная времени обмотки статора). Расчет модели выполняется быстро. Движение каждой визуализируемой координаты представлено 1800 выборками (1800 раз вызываются 316 функций – решается система из 15 разностных и 9 алгебраических уравнений).

Бездатчиковое векторное управление СДПМ
(Sensorless Field Oriented Control of a PMSM; ДВМ100.021).
Для питания статора применена пространственно-векторная
модуляция (Space vector modulation). Модель моста отсутствует

Если модель электропривода включает силовой мост (см. чертежи 2 и 3), то требования к вычислительному ресурсу резко возрастают. Здесь шаг симуляции в 20 раз меньше. Система уравнений решается 1800*20 раз. А погрешности в несколько раз больше (модели подобны и их можно сравнивать). Требуемый вычислительный ресурс тем больше, чем больше частота ШИМ-модулятора и его дискретность. В данном случае – дискрет лишь 20. А частота ШИМ-модулятора – 5 кГц. И тот и другой параметр неприемлемо малы. Выполните эксперимент. Увеличьте частоту в 4 раз и уменьшите шаг в 4 раза. Запустите процесс расчёта.

Модель векторной системы управления для СДПМ, включающая силовой полупроводниковый мост, стойки которого не переходят в высокоимпедансное состояние. Система управления опирается на сигнал датчика угла. Пульсации тока и момента определены существенно заниженными частотой и дискретностью ШИМ-модулятора

Можно обратить внимание на другие особенности моделей электроприводов с силовым мостом. Во-первых, в модели двигателя задействована самая простая разностная схема для численного интегрирования (при таком малом шаге фазовая составляющая ошибки интегратора Эйлера пренебрежимо мала). Здесь уточним, что лишь явные методы позволяют численно согласовать модели двигателя и моста (прочие численные схемы неустойчивы). Во-вторых, для осциллографов активирован режим проживания выборок (отображается лишь каждая 40-я). Исключение составляет осциллограф, подключенный к мосту и визуализирующий ток стойки. В-третьих, ШИМ-модулятор не реализует пространственно-векторный алгоритм коммутации ключей и не формирует бестоковую паузу. Т.е. стойки моста подключают обмотку статора либо к шине постоянного тока с положительным потенциалом, либо к земле, и никогда не переходят в высокоимпедансное состояние. Поэтому модели обратных диодов отсутствуют.

Модель бездатчиковой векторной системы управления для СДПМ, включающая силовой полупроводниковый мост. Пульсации тока и момента определены существенно заниженными частотой и дискретностью ШИМ-модулятора. Что сделано для оценки работоспособности электропривода с наблюдателем электрического угла поворота вала

Рассмотрим случай, когда кажется, что отказаться от модели моста невозможно. На чертеже 4 представлена модель многофазного синхронно-векторного (синусоидального) выпрямителя с коррекцией коэффициента мощности. Здесь вал СДПМ крутит нестабилизированный источник угловой скорости (источник энергии). СДПМ работает в режиме генератора. Его статор подключен к стойкам силового моста. Мост работает не в режиме инвертера, а в режиме синусоидального выпрямителя, и нагружен на шину постоянного тока. К которой подключена активная электрическая нагрузка с ёмкостным фильтром. В целом, система работает как многофазный повышающий преобразователь (AC/DC step-up converter). В систему управления (от векторного электропривода) внесены незначительные изменения. Контур скорости подключен к шине постоянного тока и регулирует выпрямленное напряжение. Настройки регулятора этого контура изменены и инвертирован сигнал на его выходе. Синхронизацию процесса выпрямления переменного напряжения обеспечивает датчик электрического угла поворота вала СДПМ.

Модель синхронного, синусоидального выпрямителя на базе векторной системы управления. В качестве генератора используется СДПМ, чей вал крутит нестабилизированный источник угловой скорости (например, ДВС). Недопустимое снижение угловой скорости движителя сопровождается ограничением тока

На чертеже 5 представлена аналогичная модель реверсивного трехфазного выпрямителя с коррекцией коэффициента мощности. Но в данном случае, движение входных и выходных координат полупроводникового моста описывает линейная непрерывная динамическая модель. В результате шаг симуляции больше. Требования к вычислительным ресурсам ниже. Для инженерного проектирования модель удобнее. Задающие и возмущающие воздействия здесь иные. Периодически меняется задание для выходного напряжения шины постоянного тока. Можно отследить, как заряжается и разряжается ёмкость фильтра источником тока постоянной мощности. Амплитуда потребляемого и возвращаемого тока в первичный источник остается неизменной (см. как относительно фазного напряжения инвертируется ток, а так же годографы изображающей точки в плоскости внешней характеристики). В качестве первичного источника можно использовать как синхронный генератор, так и трехфазный трансформатор подключенный к промышленной сети.

Линейная непрерывная динамическая модель
реверсивного синхронно-векторного выпрямителя
(Bidirectional three-phase synchronous rectifier with PFC)

Запустите вычислительный процесс для модели представленной на чертеже 5. Изучите процесс заряда и разряда конденсатора на шине постоянного тока. Обратите внимание, на интервале разряда ток инвертируется. И его величина меньше, чем на интервале заряда. Изучите блок схему системы управления. Убедитесь в том, что ограничитель задания на контур регулирования тока ассиметричный.

Обратите внимание на осциллограммы проекций напряжения на оси d-q-плоскости, полученные в предыдущем эксперименте. В частности, проекция напряжения на ось d отлична от нуля на интервалах заряда и разряда конденсатора. Синхронно-векторный выпрямитель работает в активном режиме. Найдите в блок-схеме системы управления "Качель d-q-плоскости для пассивного режима". Установите ненулевое значение $ω_0 L/E_0$ соответствующему параметру (Mode = 0.053). Запустите вычислительный процесс. Убедитесь в том, что проекция напряжения $U_d$ в качающейся плоскости d-q (привязанной к вектору напряжения) равна нулю. Вы перевели реверсивный векторный выпрямитель в пассивный режим. Генератор функционирует с коэффициентом мощности равным единице.

Установите симметричное ограничение для задания на контур регулирования тока. Убедитесь в том, что конденсатор разряжается быстрее. А напряжение на генераторе в момент реверса энергии увеличивается чуть больше.

[Jigrein DLL: Контроллер коммутаций 1] [Jigrein DLL: Контроллер коммутаций 2]
[Jigrein DLL: Контроллер коммутаций 3] [Jigrein DLL: Контроллер коммутаций 4]
[ДВС-СДПМ: Синхронный выпрямитель] [ДВС-СДПМ: Диодный выпрямитель]
[PMSG + Диодный мост + Rн]

28.06.2014