Исследование однофазного (мостового) инвертора с симметричным управлением

Цель работы

Исследование однофазного (мостового) инвертора с симметричным управлением, с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией при работе на активно-индуктивную нагрузку.

Указание к выполнению работы

К выполнению лабораторной работы следует приступить после изучения разделов книги 5.2. В качестве дополнительной литературы рекомендуется воспользоваться [1, 2].

Содержание работы

3.1. Исследование внешних и энергетических характеристик однофазного (мостового) инвертора с симметричным управлением, с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией при работе на активно-индуктивную нагрузку.

3.2. Исследование регулировочных характеристик однофазного (мостового) инвертора с симметричным управлением, с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией при работе на активно-индуктивную нагрузку.

3.3. Исследование гармонического состава напряжения и тока нагрузки однофазного (мостового) инвертора с симметричным управлением, с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией при работе на активно-индуктивную нагрузку.

Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка для исследований по п. 3.1 показана на рис. 6.10.1.

Она содержит:

· Источник постоянного напряжения (240 В);

· Активно-индуктивную нагрузку (R,L);

· Измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке (Load Current);

· Измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (Load Voltage);

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

· Блок для измерения гармонических составляющих тока силового модуля (Fourier IТ);

Рис. 6.10.1. Модель однофазного инвертора с симметричным управлением

· Блок для измерения гармонических составляющих тока нагрузки (Fourier I) и аналогичный блок для измерения гармонических составляющих напряжения на нагрузке (Fourier U);

· Блок для измерения действующего тока силового модуля (IT(RMS));

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

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

· блок для измерения средних значений тока в цепи питания (Display1).

· блок для измерения амплитудных значений первой гармоники тока и напряжения на нагрузке, а также их фаз (Display).

· блок для измерения среднего и действующего значения тока в силовом модуле (Display2).

· Однофазный мостовой транзисторный инвертор (Universal Bridge 2 arms);

· Блоки To Workspace, To Workspace1, предназначенные для передачи исследуемых сигналов в рабочее прострнство Matlab с последующей обработкой пакетом расширения Singal Processing Toolbox для исследования гармонического спектра напряжения и тока нагрузки;

· Блок управления (Control System);

· Блок задания моделирующего напряжения (Sine Wave).

Окно настройки параметров однофазного мостового транзисторного инвертора показано на рис. 6.10.2. Этот блок уже рассматривался ранее (лаб. раб. №6).

Рис. 6.10.2. Окно настройки однофазного мостового транзисторного инвертора

Модель блока управления показа на рис. 6.10.3. Блок аналогичен, рассмотренному в лаб. раб. №6. Он содержит генератор пилообразного напряжения (ГПН) несущей частоты (блок Repeating Sequence), две схемы сравнения и два распределителя импульсов, собиратель Mux лбъединяет четыре сигнала в один векторный. На вход In1 подается синусоидальное модулирующее напряжение (рис. 6.10.1).

Рис. 6.10.3. Модель блока управления

Окно настройки параметров блока Repeating Sequence показано на рис. 6.10.4. Откуда видно, что несущая частота равна 500 Гц, а амплитуда сигнала ГПН равна 2 В.

Рис. 6.10.4. Окно настройки параметров блока Repeating Sequence

Окно настройки блока Sine Wive показана на рис. 6.10.5. В полях окна задаются амплитуда, чатота и начальная фаза моделирующего напряжения.

Из рис. 6.10.5 следует, что частота моделирующего напряжения равна 25 Гц. На эту частоту, как на оснавную гармонику измерения, должны быть настроены параметры измерительных блоков Fourier I1, FourierI, Fourier U, Fourier IT, IT(RMS).

Рис. 6.10.5. Окно настройки блока Sine Wive

Окно настройки параметров блока To Workspace, To Workspace1 показана на рис. 6.10.6.

В первое поле окна настройки введено название переменной, под которой измеренный вектор будет фигурировать в рабочем пространстве. Во втором поле определена длина вектора (количество записанных знаний исследуемый переменной). Длина вектора должна быть связана как с частатой (периодом) исследуемого сигнала, так и с временем поля Sample time. Частота исследуемого (модулирующего) сигнала в рассматриваем случае равна 25 Гц (период 0,04с). При времени считывания сигнала 1е-4 на периоде считывается 400 точек. Из этого следует, что в рабочую область при длине вектора 800 будет записаны два последних периода исследуемого сигнала. Следует напомнить, что время в поле Sample time должно быть согласовано с шагом моделирования в окне параметров моделирования (рис. 6.10.7).

Рис. 6.10.6. Окно гастройки параметров блока To Workspace