Кафедра «Электрическая тяга»

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Федеральное Агентство Железнодорожного транспорта

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Электрическая тяга»

Якушев А.Я.,

Алгоритмы управления

четырёхквадрантным преобразователем 4 q- s

В режиме электрического рекуперативного торможения  ЭПС

Методические указания к лабораторной работе

Санкт-Петербург

2020

Цель работы – изучение алгоритма управления и электромагнитных процессов преобразования тока и напряжения четырёхквадрантным преобразователем в режиме электрического рекуперативного торможения ЭПС.

Устройство и принцип функционирования

Работа с компьютерной моделью.

В ходе лабораторной работы необходимо выполнить:

- задать напряжение тяговой обмотки трансформатора U _т, опорное напряжение цепи нагрузки преобразователя U_оп, индуктивность входного реактора преобразователя L _р, в соответствии с вариантом задания (табл. 1);

- задать начальные значения напряжения U _м и угла фазового сдвига Y сигнала модуляции системы управления преобразователем;

- запустить процесс моделирования;

- открыть окна вывода результатов моделирования блоков осциллографов;

- настроить масштабы графиков;

- сохранить полученные результаты, после завершения исследования закрыть программу.

Таблица 1.

Варианты заданий

Программа работы

5.1.Получить у преподавателя вариант задания на выполнение работы.

5.2.Изучить основные элементы силовой части компьютерной модели четырёхквадрантного преобразователя: тяговый трансформатор, входной индуктивный реактор, управляемый мост VT1-VT4, выходной сглаживающий фильтр C_ф, выходную цепь нагрузки с источником DC опорного напряжения U_оп , систему управления SAU транзисторными ключами преобразователя (генератор пилообразного тактирующего напряжения U_п, источник напряжения модуляции U_м, логические и релейные элементы формирования сигналов управления транзисторными модулями VT1-VT4), блоки регистрации результатов моделирования: блоки осциллографов 1 и 2, блоки гармонических анализаторов Fourier 1 и 2).

5.3. Произвести ввод параметров и переменных величин для основных элементов силовой части и системы управления компьютерной модели: опорное напряжение U _оп в цепи нагрузки емкостного фильтра C_ф, напряжение U _т тяговой обмотки трансформатора, индуктивность входного реактора L _р в  соответствии с вариантом задания, напряжение модуляции системы управления (U _м =2,8 В), угол фазового сдвига напряжения модуляции Y=0.

5.4.Инициировать пуск модели. Выделить в завершающей части процесса моделирования совмещенные осциллограммы тока и напряжения тяговой обмотки трансформатора, выходного тока а также напряжения модуляции (осциллограф 1). Отрегулировать масштаб по оси абсцисс так, чтобы на экране располагалось 2 периода изменения напряжения тяговой обмотки трансформатора. Зарегистрировать в табл. 2 амплитудное значение I _т(1)тmax и фазовый угол φ основной гармоники тока тяговой обмотки I _т, амплитудное значение основной гармоники входного напряжения преобразователя U_{q (1 ) max} а также угол фазового сдвига Y основной гармоники входного напряжения преобразователя. Результаты моделирования занести в таблицу 2 (строка 1.1). Осциллограммы сохранить в Word-файле, используя опцию «Print Sckrean»

5.5.Исследовать функциональную зависимость регулирования фазовых углов φ между основными гармониками тока I _т(1) и напряжения тяговой обмотки U _т(1) при увеличении углов фазового сдвига Y и при постоянной амплитуде напряжения модуляции U _м. Для этого повторить моделирование по п. 5.4, изменяя угол фазового сдвига Y напряжения модуляции U _м с шагом 10⁰, пока фазовый угол φ между током I _т и напряжением U _т тяговой обмотки не превысит величину 180⁰. Уточнить величину фазового сдвига Y при которой пока фазовый угол φ станет равным 180⁰. Пошаговые результаты моделирования занести в таблицу 2 (строки 1.2-1.8). Сохранить копии осциллограмм в Word-файле при наибольшем, промежуточном и нулевом значениях фазовых углов тока I _т относительно напряжения тяговой обмотки (φ»90⁰, φ»150⁰, φ»180⁰).

5.6.Исследовать функциональную зависимость амплитуды основной гармоники тока I _{т(1) max} тяговой обмотки от напряжения модуляции U _м при фазовых углах (φ»180⁰)  между током I _т(1) и напряжением тяговой обмотки U _т(1). Для этого повторить моделирование по п. 5.4 при дискретном уменьшении амплитуды напряжения модуляции U _{м max} от 2,8 В до 1,6 В с шагом 0,2 В  и коррекции углов фазового сдвига Y так, чтобы фазовый угол тока тяговой обмотки был равен 180⁰. Пошаговые результаты моделирования занести в таблицу 2 (строки 2.1-2.7). Сохранить копии осциллограмм в Word-файле при напряжения модуляции U _мmax =2,8, 2,2; 1,8 В.

5.7.Исследовать функциональную зависимость регулирования фазовых углов φ между основными гармониками тока I _т(1) и напряжения тяговой обмотки U _т(1) при увеличении углов фазового сдвига Y от 0 до 60⁰ и при постоянной амплитуде основной гармоники I _т(1)  тока тяговой обмотки трансформатора. Для этого повторить моделирование по п. 5.5, изменяя угол фазового сдвига Y напряжения модуляции U _м с шагом 10⁰ и одновременно корректируя напряжении модуляции так, чтобы амплитуда основной гармоники тока I _т(1) оставалась постоянной. Начальное значение амплитуды напряжения модуляции U _мmax задать равным 2,8 В. Пошаговое изменение угла фазового сдвига Y напряжения модуляции U _м выполнять до тех пор, пока фазовый угол φ между током I _т(1) и напряжением U _т(1) тяговой обмотки не достигнет 180⁰. При необходимости для конечного опыта надо уменьшить шаг изменения угол фазового сдвига Y. Пошаговые результаты моделирования занести в таблицу 2 (строки 3.1-3.7). Сохранить копии осциллограмм в Word-файле при наибольшем, промежуточном и нулевом значениях фазовых углов тока I _т(1) относительно напряжения тяговой обмотки (φ»90⁰, φ»150⁰, φ»180⁰).

Таблица 2

Результаты моделирования

Задать

Измерить