Описание виртуальной лабораторной установки

рисунок 2.1.2

Виртуальная лабораторная установка для исследований, предусмотренных содержанием работы, показана на рис.2.1.2, она содержит:

· источник синусоидального напряжения (220V, 50Hz);

· однофазный трансформатор (Transformer);

· однофазный диодный мост (Universal Bridge);

· активно-индуктивную нагрузку (R,L);

· обратный диод (Diode);

· измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке (I load);

· измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (U Load);

· блок для измерения гармонических составляющих тока питания (Fourier I1);

· блок для измерения гармонических составляющих тока нагрузки (Fourier I0) и аналогичный блок для измерения гармонических составляющих напряжения на нагрузке (Fourier U0);

· блок для наблюдения мгновенных значений тока в цепи питания, тока и напряжения на нагрузке (Scope);

· блок для наблюдения и измерения мгновенных значений величин, которые выбраны в поле Measurement соответствующих блоков (Multimeter);

· блок для измерения амплитудного значения первой гармоники тока и ее фазы в цепи питания (Display1);

· блок для измерения средних значений тока и напряжения на нагрузке (Display2).

Окно настройки параметров источника питания показано на рис.2.1.3. В полях настройки задаются:

· амплитуда напряжения в вольтах (Peak amplitude, V);

· начальная фаза напряжения в градусах (Phase, deg);

· частота напряжения в герцах (Frequency, Hz).

Параметр Sample time задает дискретность задания напряжения. Такой параметр имеется во многих библиотечных блоках, он должен быть согласован со временем дискретизации при задании параметров моделирования.

рисунок 2.1.4.

Окно настройки параметров трансформатора показано на рис.2.1.4. В полях окна настройки вводятся номинальная мощность и частота трансформатора (Nominal power and frequency), параметры первичной и вторичной обмоток (Winding 1 parameters, Winding 2 parameters) и параметры ветви намагничивания (Magnetization resistance and reactance). Параметры схемы замещения трансформатора приведены к относительным величинам. При описании трансформатора используется дополнительная система параметров, принятая в индустрии Запада и называемая в описании пакета pu-системой. Приведем их обозначения с примером расчета

Если использовать двухобмоточный трансформатор, то в поле параметров третьей обмотки можно ввести 0.

Окно настройки параметров выпрямителя показано на рис.2.1.5. В полях показаны:

рисунок 2.1.5.

· количество ветвей моста (Number of bridge arms);

· конфигурация входных и выходных портов (Port configuration);

· параметры демпфирующих цепей (Snubber resistance, Snubber capacitance);

· тип полупроводниковых приборов в универсальном мосте (Power electronic device);

· динамическое сопротивление диодов в открытом состоянии в Омах (Ron, Ohms);

· индуктивность диода в открытом состоянии в генри (Lon, H);

· пороговое напряжение на диоде в открытом состоянии в вольтах(Forward voltage, V).

В поле Measurements выбраны величины, которые измеряются блоком Multimeter.

Окно настройки параметров нагрузки показано на рис.2.1.6. Для реализации активно-индуктивной нагрузки в последовательной R, L, C цепи в двух первых полях устанавливается значение активного сопротивления в Омах и индуктивности в генри, в третьем поле (Capacitance C, F) - бесконечность (inf).

В окне настройки параметров блока Fourier I1 (рис.2.1.7) устанавливается частота, равная частоте питающего напряжения, и номер первой гармоники.

Блоки Fourier I0, Fourier U0 измеряют постоянные составляющие выходного тока и напряжения. При двухполупериодном выпрямлении основная частота выходного тока (напряжения) равна удвоенной частоте источника. В поле Harmonic задается номер гармоники. В данном случае измеряется постоянная составляющая n=0.

Окно приборов Display для измерения значений исследуемых процессов показано на рис.2.1.8. В первом поле задается формат представления измеряемых значений. Второе поле (Decimation) определяет периодичность вывода значений в окне Display.

Параметр Sample time задает дискретность вывода информации. Этот параметр должен быть согласован со временем дискретизации при задании параметров моделирования (рис.2.1.10).

Окно настройки блока Multimeter показано на рис.2.1.9. В левом поле (Available) высвечиваются все напряжения и токи универсального моста, так как они заданы в окне настройки блока рис.2.1.5. В правом поле (Selected) отражены те переменные, которые измеряет блок (значения, перенесены из левого поля в правое кнопкой Select). Переменные правого поля можно измерить внешними приборами. При включенном флажке Display signals at simulation stop мгновенные значения этих величин отражаются в графическом окне блока по окончанию очередного моделирования.