Главная
Конференции
Технические и естественные науки: инновации и перспективы
Исследование энергетических и электромагнитных характеристик полупроводниковых в...

Исследование энергетических и электромагнитных характеристик полупроводниковых выпрямителей

Автор(-ы):

Рогинская Любовь Эммануиловна

Горбунов Антон Сергеевич

Секция

Технические науки

Ключевые слова

выпрямитель
полупроводниковый преобразователь
электромагнитные характеристики
энергетические характеристики
источник питания

Аннотация статьи

В статье рассмотрена компьютерная модель трехфазного управляемого выпрямителя в программе Matlab. Дано описание электромагнитных и энергетических характеристик выпрямителей. С помощью представленной модели произведен расчет характеристик выпрямителя и построены графики зависимостей электромагнитных и энергетических характеристик от тока нагрузки.

Текст статьи

Эффективность работы управляемых полупроводниковых выпрямителей, широко использующихся как непосредственно для получения постоянного (выпрямленного) тока, так и в составе полупроводниковых преобразователей со звеном постоянного тока, характеризуется характеристиками, среди которых можно отметить [1, 2]:

  1. Внешняя характеристика, которая представляет собой зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока Ud = f (Id).
  2. Регулировочная характеристика, отражающая зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от величины угла управления Ud = f (α).
  3. Электромагнитные характеристики, представляющие собой зависимости среднего значения тока вентиля, действующего значения тока вентиля, а также действующего значения потребляемого выпрямителем тока от среднего значения выпрямленного тока: Iv0, Iv, I1 = f (Id).
  4. Энергетические характеристики, определяемые как зависимости полной и активной потребляемых мощностей, а также активной мощности в нагрузке от среднего значения тока нагрузки: S1, P1, Pd = f (Id).

Кроме того, качество работы выпрямителя может оцениваться по значениям коэффициента мощности выпрямителя и его КПД.

Рассмотренные характеристики, а также другие интересующие параметры при расчете и исследовании эксплуатируемых выпрямительных установок и источников питания могут быть эффективно смоделированы при помощи программного комплекса Matlab. На рис. 1 приведена компьютерная модель [1] трехфазного управляемого мостового выпрямителя в программе Matlab с использованием библиотек Simulink и Power Systems.

Рассмотрим использование представленной модели для расчета электромагнитных и энергетических характеристик трехфазного управляемого выпрямителя. При этом считаем, что напряжение сети имеет синусоидальную форму. Величины, соответствующие потребляемой мощности и потребляемому току, будем рассчитывать по первой гармонике. Для простоты рассмотрим характеристики при значении угла управления α = 0°.

Путем снятия значений измерительных приборов (рис. 1) при моделировании могут быть построены и изучены графики зависимостей исследуемых характеристик. На рис. 2 приведены графики зависимостей электромагнитных характеристик выпрямителя.

Рис. 1. Компьютерная модель управляемого мостового выпрямителя

Рис. 2. Электромагнитные характеристики выпрямителя

На рис. 3 показан график рассчитанных энергетических характеристик трехфазного выпрямителя.

Рис. 3. Энергетические характеристики выпрямителя

Как видно, при заданных в модели параметрах выпрямителя и источника питания при росте тока нагрузки значения токов вентилей, потребляемого тока, а также потребляемой мощности и мощности нагрузки практически линейно возрастают. С помощью представленной модели могут быть эффективно рассчитаны требуемые характеристики и параметры исследуемых выпрямителей в различных режимах работы и при учете воздействия реальных факторов, включая сопротивления источника питания, реальные параметры вентилей и др.

Список литературы

  1. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в Matlab 6.0: Учебное пособие. Санкт-Петербург: КОРОНА принт, 2001. 320 с.
  2. Полупроводниковые выпрямители / Е.И. Беркович [и др.]; под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мостковой. 2-е изд., перераб. М.: Энергия, 1978. 448 с.

Поделиться

2411

Рогинская Л. Э., Горбунов А. С. Исследование энергетических и электромагнитных характеристик полупроводниковых выпрямителей // Технические и естественные науки: инновации и перспективы : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 30 янв. 2020г. Белгород : ООО Агентство перспективных научных исследований (АПНИ), 2020. С. 82-84. URL: https://apni.ru/article/322-issledovanie-energeticheskikh-i-elektromagnitn

Похожие статьи

Другие статьи из раздела «Технические науки»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#24 (206)

Прием материалов

8 июня - 14 июня

Остался последний день

Размещение PDF-версии журнала

19 июня

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

28 июня