Аннотация
Современные электрические сети нуждаются в надежных и долговечных компонентов систем автоматизации. В качестве одного из этих устройств могут быть использованы магнитные усилители, к которому можно подключить постоянного и переменного тока источников в одной сети В этой статье обсуждается моделирование магнитного усилителя в компьютерных вычислениях.
Общая часть
Высокая надежность и долговечность позволяют магнитному усилителю (МУ) оставаться одним из основных элементов систем автоматики. Использование МУ обосновывается при проектировании устройств автоматики путем имитационного моделирования в современных компьютерных вычислительных системах, таких как MATLAB SIMULINK. Точность результа моделирования элементов систем автоматики во многом зависит от выбраной схемы модели и правильности определения ее параметров.
В [1, 2] и другой литературе по SIMULINK приводятся схемы блоков, моделирующих нелинейные магнитосвязанные цепи. Однако описания модели МУ нет, включая HELP MATLAB.
Задачей исследования является разработка в SIMULINK двухтрансформаторной S-модели однофазного простого МУ дросельного типа.
Основу S-модели МУ (рис. 1) составляют два блока типа Saturable Transformer (Нелинейный трансформатор) из библиотеки SimPowerSystem. В качестве основных параметров этих блоков взяты параметры однофазного трансформатора типа ОСМ1-2,5, приведенные к требованиям MATLAB SIMULINK [1], а именно: активное и индуктивное сопротивление обмоток равны R = 0,013 о.е. и X = 0,0063 о.е.; сопротивление цепи намагничивания Rm = 8,333 о.е.
Нагрузка моделируется блоком Parallel RLC Load с активной мощностью 2500 Вт, что соответствует номинальной мощности трансформатора ОСМ1-2,5. Внутреннее сопротивление источников питания моделируется блоками типа Parallel RLC Branch.
Рисунок 1 – S-модель магнитного усилителя.
Нагрузочная характеристика МУ (рис. 2), т.е. зависимость IН = f(IУ), определяется при изменении тока управления IУ в пределах от 0 до ±0,55 А с шагом dIy = 0,05 А, устанавливаемого варьированием величины сопротивления в цепи источника постоянного напряжения (блок Parallel RLC Branch на рис. 1).
Рисунок 2 – Нагрузочная характеристика S-модели МУ.
Внешний вид нагрузочной характеристики, соответствующий стандартному виду [3] и, рассчитанный коэффициента усиления по току (предел изменения от 5 до 27), подтверждают правильность разработаной S-модели МУ.
Разработанная S-модель МУ, оформленная в виде отдельного блока, может применяться при компьютерном моделировании систем автоматики.
Список использованной литературы
1. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений/Под общ. Ред. К.т.н. В.Г. Потемкина. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. – 496 с.
2. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. – СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2005. – 512 с.
3. Дунаев С.Д. Электроника, микроэлектроника и автоматика: Учебник для техникумов и колледжей ж.-д. Транспорта. – М.: Маршрут, 2003. – 336 с.