Расчет электрических цепей в Simulink

История искусства
Абстрактное искусство
Агитационно-массовое искусство
Чикагская архитектурная школа
Петер Беренс
Поп-культура и поп-дизайн 60-х.
История дизайна
Баухауз
Здание Баухауз в Дессау
Традиции Баухауз в дизайне Восточной Германии
Идеи дизайна в эпоху промышленных революций
Футуристическая  мода 60-х
Радикальный дизайн. Антидизайн
Эргономичный дизайн
Послевоенный дизайн в Европе и России
Промышленные выставки
Графика
Начертательная геометрия
Задачи начертательной геометрии
Туризм
Курс теоретической механики
Электротехника
Теория электрических цепей
Лабораторные работы по электротехнике
Электрические машины
Проводниковые материалы
Основы теории электромагнитного поля
Энергия электромагнитного поля
Физика
Примеры решения задач
Лабораторные работы по оптоэлектронике
Электроника полупроводников
Информатика
Концепция организации сетей
Беспроводные сети
Глобальные сети
Математика
Дифференцирование исчисление
Интегральное исчисление
Элементы комбинаторики
Непрерывность функции
Комплексные числа
Дискретная математика
Кривые второго порядка
Линейная алгебра
Элементы векторной алгебры
Введение в математический анализ
Производная функции
Теоремы о производных
Первообразная и неопределённый интеграл.
Определённый интеграл
Предел и непрерывность функции нескольких переменных.
Знакопеременные ряды
Правила вычисления неопределенных интегралов
Признаки сравнения несобственных интегралов
Задача
Разложение  в ряд Фурье функции
Вычисление криволинейного интеграла
 

Bus Creator (Объединение в шину), предназначен для создания шины передачи данных.

Функционально полный набор библиотек и компонентов, превосходный графический интерфейс пользователя системы Simulink, обширные вычислительные возможности базовой матричной системы MATLAB, высокая степень достоверности имитации (моделирования) энергетических устройств и систем и превосходная степень визуализации результатов мо- делирования — все это сделало пакет SimPowerSystems одним из лучших среди пакетов такого рода, доступных для установки на персональных компьютерах с операционной системой Windows 95/98/2000/ОТ/ХР.

Источники электрической энергии являются первичными компонентами энергетических систем и устройств.

АС Current Source является источником идеального (с бесконечно большим внутренним сопротивлением) переменного тока с заданной амплитудой, частотой и фазой.

Источник напряжения постоянного тока DC Voltage Source задается только одним параметром - выходным напряжением Е (такой источник также называется идеальным источником напряжения постоянного тока).

Большинство соединительных элементов имеют вполне очевидное назначение.

Основная библиотека компонентов (рисунок 2.41) содержит ряд моделей, имеющих достаточно универсальный характер. с помощью одной модели можно, как правило, создать модели нескольких компонентов. Для ввода отдельных элементов (резистора R, конденсатора С или индуктивности L) можно использовать любую из RLC-цепей, задав параметрам значения, соответствующие отсутствию ненужных элементов

Для имитации выключателей (рубильников) служит управляемый выключатель Breaker.

Современная силовая электроника основана на импульсном способе преобразования электрической энергии, обеспечивающем высокий коэффициент полезного действия преобразовательных устройств.

Современная силовая электроника основана на импульсном способе преобразования электрической энергии, обеспечивающем высокий коэффициент полезного действия преобразовательных устройств.

Все модели коммутирующих элементов содержат гасящую выбросы напряжения последовательную RsCs-цепь, которая подключается к силовым выводам моделей.

Модель тиристора Thyristor также построена на основе идеального ключа с элементами, имитирующими остаточные параметры включенного тиристора.

Gto-модули обычно используются в преобразовательных устройствах

Блоки Voltage Measurement и Current Measurement предназначены для соединения блоков библиотеки пакета SimPowerSystems с блоками приемников сигналов библиотеки Sink.

Выделение объектов При создании и редактировании S-модели нужно выполнять такие операции, как копирование или удаление блоков и линий.

Первый скопированный блок будет иметь то же имя, что и блок в библиотеке.

Установка этих значений осуществляется в окне настройки блока, которое вызывается после двойного щелчка на изображении блока в блок- схеме.

Все имена блоков в модели должны быть уникальными и состоять хотя бы из одного символа.

Каждая линия может передавать или скалярный, или векторный сигнал.

Метки размещают под или над горизонтальной линией, по левую или по правую сторону от вертикальной линии.

Появляется возможность объединить в одну группу (подсистему) функционально связанные блоки Чтобы распечатать S-модель (блок-схему), следует воспользоваться командой Print (Печать) из меню File (Файл) окна модели. Электрической цепью называется искусственно созданный путь для электрического тока Законы Кирхгофа являются основными расчетными законами электротехники. Принято токи, притекающие к узлам цепи, считать положительными и брать со знаком плюс, а токи, оттекающие от узлов, считать отрицательными и брать со знаком минус Элементарные средства решения систем линейных уравнений Для решения системы уравнений составляем матрицу из коэффициентов при неизвестных токах и свободных членов, стоящих в правой части уравнений. Синусоидальным током называется такой ток, величина и направление которого изменяется в зависимости от времени по закону синуса. Стрелки в цепях переменного тока размечаются и в цепях постоянного тока. Если на входе цепи действует синусоидальное напряжение u = Um sin со t, и параметры цепи R, L и C известны, то, амплитудное Im, действующее I и мгновенное i значения тока и сдвиг фаз - р, между входными током и напряжением по закону Ома Решение цепи переменного тока методом законов Кирхгофа, Для подавления вывода лишних нулей после команды 1=(А\в); ставим точку с запятой (;), которая подавляет вывод всей матрицы с решением задачи и в конец программы вводим команды: Но в более сложных цепях, с несколькими источниками или с большим количеством ветвей, данный метод не применим. Первым шагом расчета, определяем комплексные сопротивления, в ветвях цепи. Собственной частотой системы называется число переливаний энергии внутри системы из одной формы в другую за одну секунду. При резонансе напряжений сопротивление цепи для резонансной частоты является чисто активным и минимально по величине. При резонансе напряжений цепь потребляет от источника, через входные клеммы только активную энергию. Программа для исследования резонанса напряжений Число X - определяет количество подокон организуемое в окне графика по горизонтали В окне Edit Properties for выбирается объект, подлежащий форматированию. Полные сопротивления ветвей схемы в комплексной форме можно записать так: Здесь для вывода графика в документ использована опция Copy Figure

Соединение в звезду Для соединения потребителей звездой В четырехпроводной цепи при отсутствии сопротивления в нулевом проводе токи могут быть найдены по закону Ома в комплексной форме Соотношение между линейными и фазными напряжениями определяются в общем случае по второму закону Кирхгофа (в геометрической или комплексной форме) Если пренебречь сопротивлениями линейных проводов, то фазные напряжения приемника равны соответствующим линейным напряжениям источника питания, а они практически неизменны. Программа расчета цепи трехфазного тока звезда/треугольник методом контурных токов Цепями несинусоидального тока называют такие цепи, в которых действуют токи и напряжения по форме, отличные от синусоиды. Создадим трехчастотный сигнал со средней частотой 200 Гц и соседними частотами 150 и 250 Гц и амплитудами 1 В, 0,4 В и 0,4 В соответственно. Для получения комплексного спектра, следует извлечь корень из суммы квадратов действительной и мнимой части вектора у, и разделить полученное значение на число точек рассматриваемой области. Генерация пилообразных колебаний производится процедурой sawtooth(t,width). В векторе y формируются прямоугольные импульсы с периодом 2п в моменты времени, которые задаются вектором t. Переходным процессом называют такой процесс, протекающий в цепи, при котором общее количество энергии, связанное с цепью в виде электрического и магнитного полей, динамически изменяется во времени. Покажем применение решателя ОДУ на ставшем классическим примере - решении уравнения Ван-дер-Поля, записанного в виде системы из двух дифференциальных уравнений. Большой интерес представляет исследование влияния параметров цепи на вид переходного процесса. Построение переходного процесса в цепи RL Рассчитаем электростатическое поле между двумя экранированными кабелями. По методу зеркальных отражений получим выражение для потенциала поля внутри уголка Приложение Simulink является своего рода «виртуальной лабораторией» позволяющей собирать и исследовать работу многих видов электрических цепей и устройств В пакете SimPowerSystems предусмотрен прибор Multimeter и блок Powergui.

Введение измерительных блоков Voltage Measurement и Current Measurement с дисплеями, позволяет приблизить вид исследуемого устройства к реальному лабораторному стенду с вольтметрами и амперметрами. Для измерения токов и напряжений используем блоки Multimeter и Рowergui. Резонансные цепи представляют особый интерес для моделирования, поскольку аналитический расчет их достаточно громоздок. Будем моделировать четырехпроводную трехфазную цепь при соединении обмоток генератора и фазных нагрузок приемника в звезду. Окно настройки параметров блока Three-Phase V-I Measurement приведено на рисунке 4.11,б. Схема модели для первого варианта представлена на рисунке 4.15. Она состоит из источника входного постоянного напряжения, элемента Series RLC Branch и блоков Multimeter и Powergui. Для индикации скачка напряжения и формы тока в цепи, в окнах настройки блоков R2 и Series RLC Branch1 установлены опции Branch voltage и Branch current, соответственно. Окна настроек блоков Series RLC Branch1 и Step приведены на рисунке 4.18,а. Пакет SimPowerSystems предлагает целый ряд средств для моделирования различных силовых электрических цепей. В качестве примера рассмотрим модель двигателя постоянного тока с пусковым трехступенчатым реостатом. В поле Coulomb friction torque Tf вводят момент сухого трения в Нм. Зависимость напряжения, подаваемого на двигатель от времени Графопостроитель строит зависимость частоты вращения (в рад/с) от тока якоря, то есть от момента на валу. Важным элементом модели является блок измерений - Machines Measurement Demux, он также выбирается из библиотеки Machines. Модель представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 2,2 кВт. Модель представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 2,2 кВт. Зависимость числа оборотов вала от времени машины, Трехфазный однополупериодный выпрямитель Рассмотрим еще один пример из области преобразовательной техники - широтно-импульсный преобразователь напряжения постоянного тока в переменный. Статическая вольтамперная характеристика модуля может быть представлена в виде двух отрезков прямых (рисунок 4.38,а). горизонтальный участок - выключенное состояние модуля, наклонный - включенное. Для анализа искажений, откроем блок Powergui и запустим процесс частотного анализа кнопкой FFT Analysis.

Введение измерительных блоков Voltage Measurement и Current Measurement с дисплеями, позволяет приблизить вид исследуемого устройства к реальному лабораторному стенду с вольтметрами и амперметрами. Для измерения токов и напряжений используем блоки Multimeter и Рowergui. Резонансные цепи представляют особый интерес для моделирования, поскольку аналитический расчет их достаточно громоздок. Будем моделировать четырехпроводную трехфазную цепь при соединении обмоток генератора и фазных нагрузок приемника в звезду. Окно настройки параметров блока Three-Phase V-I Measurement приведено на рисунке 4.11,б. Схема модели для первого варианта представлена на рисунке 4.15. Она состоит из источника входного постоянного напряжения, элемента Series RLC Branch и блоков Multimeter и Powergui. Для индикации скачка напряжения и формы тока в цепи, в окнах настройки блоков R2 и Series RLC Branch1 установлены опции Branch voltage и Branch current, соответственно. Окна настроек блоков Series RLC Branch1 и Step приведены на рисунке 4.18,а. Пакет SimPowerSystems предлагает целый ряд средств для моделирования различных силовых электрических цепей. В качестве примера рассмотрим модель двигателя постоянного тока с пусковым трехступенчатым реостатом. В поле Coulomb friction torque Tf вводят момент сухого трения в Нм. Зависимость напряжения, подаваемого на двигатель от времени Графопостроитель строит зависимость частоты вращения (в рад/с) от тока якоря, то есть от момента на валу. Важным элементом модели является блок измерений - Machines Measurement Demux, он также выбирается из библиотеки Machines. Модель представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 2,2 кВт. Модель представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 2,2 кВт. Зависимость числа оборотов вала от времени машины, Трехфазный однополупериодный выпрямитель Рассмотрим еще один пример из области преобразовательной техники - широтно-импульсный преобразователь напряжения постоянного тока в переменный. Статическая вольтамперная характеристика модуля может быть представлена в виде двух отрезков прямых (рисунок 4.38,а). горизонтальный участок - выключенное состояние модуля, наклонный - включенное. Для анализа искажений, откроем блок Powergui и запустим процесс частотного анализа кнопкой FFT Analysis.

Начертательная геометрия, физика полупроводников