Компьютерная имитационная модель четырёхквадрантного преобразователя

Перед выполнением лабораторной работы необходимо открыть компьютерную модель силовой цепи 4 qs в режиме тяги двойным нажатием мыши по файлу model _4 Q. sl, что приведет к запуску среды Matlab с приложением Simulink и последующему открытию окна компьютерной модели. Основное окно компьютерной модели показано на рис. 8.

Силовая часть компьютерной модели состоит из блока тягового трансформатора (Transformer), индуктивного реактора (L_р), управляемого моста с транзисторными ключами VT1 VT4, выходного сглаживающего фильтра (C_ф), цепи нагрузки с источником опорного напряжения (U_оп),  воспроизводящим нагрузку автономного инвертора напряжения и асинхронного тягового двигателя.

Измерительная часть компьютерной модели содержит измерители эффективных значений тока I _т и напряжения U _т тяговой обмотки трансформатора, основной гармоники входного напряжения U _q   и среднего значения выходного тока I _d преобразователя. Выходы измерителей токов трансформатора I _т и преобразователя  I _d подключены к входам 1 и 2 блока осциллограф 1, выход измерителей напряжения трансформатора U _т и управляющего напряжения модуляции подключены к входам 3 и 4 блока осциллограф 1 для регистрации осциллограмм токов и напряжений квазиустановившихся процессов работы преобразователя.

Кроме того выходы измерителя тока трансформатора I _т и измерителя входного напряжения U_q преобразователя подключены к входам блоков гармонических анализаторов (Fourier 1 и 2) для определения амплитуды и фазы основных гармоник тока I _{1т max} и напряжения U _{1q max}.

Система управления транзисторными ключами преобразователя SAU (открывается при двойном щелчке мыши) (рис.9) содержит генератор пилообразного тактирующего напряжения U_тп (Repeating Sequence 1), источник напряжения модуляции U_м (Sine Wave 1), релейные элементы (Relay 2 и 3) и  логические элементы (Logical Operator 1 и 2) формирования сигналов управления транзисторными модулями VT1-VT4. Выходы 1 – 4 системы управления подключены к входам затворов транзисторных модулей VT1-VT4 и к регистрирующим входам 1 – 4 блока осциллограф 2.

 

Рис.8. Окно компьютерной модели силовой части преобразователя

 

Сигналы генератора тактирующего напряжения U _тп, а также источника синусоидального напряжения модуляции U _м и (- U _м) поданы на входы объединяющего модуля для формирования совмещенной диаграммы сигналов управления транзисторными ключами VT1-VT4. Выход модуля подключен к входу 5 блока осциллограф 2.

Рис.9. Блок SAU системы управления транзисторными ключами компьютерной модели преобразователя

Вывод результатов компьютерного моделирования производится посредством блоков осциллограф 1 и осциллограф 2. Для этого необходимо на блоке сделать двойной щелчок мышью, что приведет к появлению окон выводов блоков осциллографов (см. рис. 10, 11).

Рис.10. Окна блока осциллограф 1 сигналов силовой части преобразователя

Рис.11. Окна блока осциллограф 2 сигналов системы управления преобразователя

Настройка масштабов графиков осуществляется при помощи кнопок панели осциллографов: увеличение масштаба по обеим осям , увеличение масштаба по горизонтальной оси и по вертикальной оси , соответственно, автоматическая установка масштабов по обеим осям .

Сохранение результатов работы производится при помощи кнопки печати результатов (в случае наличия принтера), либо копированием рабочего окна осциллографа при помощи нажатия клавиш “Alt+PintScreen” с последующей вставкой полученного изображения в документ Word. Далее Word – файл c результатами сохраняется на USB носителе.

Запуск компьютерной модели на выполнение осуществляется нажатием на кнопку (1) (см. рис. 6), либо через меню Simulation→Start, остановка нажатием на кнопку , либо через меню Simulation→Stop, пауза - на кнопку , либо через меню Simulation→Pause, пауза активна, когда модель запущена на выполнение. Кнопки расположены на панели инструментов.