Елена Аллагулова, Михаил Хворостяненко
Донецк
Донецкий Национальный Технический Университет
Науч.рук.: Алексеев Е.Р.
Аннотация
Данная работа показывает возможность использования Scicos в энергетике.
Рассматриваются средства приложения, при помощи которых можно моделировать электрические схемы.
Энергетические процессы, происходящие в энергетическом оборудовании, можно рассматривать при помощи электрических схем замещения оборудования. В большинстве случаев описание электрических схем и получение графиков параметров схем и выходных величин сводится к сложным математическим выкладкам. Этого трудоёмкого процесса можно избежать, моделируя электрические схемы в Scicos.
Приложение Scilab Scicos имеет в своей палитре — наборе элементов — блоки, с помощью которых можно моделировать энергетические системы. Это источники электрической энергии и сигналов(sinusoid generator, square wave generator и др.), они представлены в разделе Sources из палитры. Для сборки электрической цепи необходимы RLC- элементы и полупроводниковые элементы(диод ), они присутствуют в разделе Electrical в палитре, представленной на рисунке 1. В этом же разделе имеются средства измерения напряжения и силы тока - амперметр и вольтметр. Графики электрических процессов, происходящих в цепях, можно представить с помощью осциллографов( MScope и др.) во вкладке Sinks.
Рисунок 1. Вкладка Electrical из палитры элементов
Рассмотрим конкретные примеры использования Scicos при решении математических задач энетгетики.
Для расчета и анализа режима работы трансформаторов используют схемы их замещения.
Покажем схему замещения линейного трансформатора, смоделированную при помощи средств Scicos ( рисунок 2).
Рисунок 2. Схема замещения линейного трансформатора
При помощи этой схемы, задавая различные параметры элементов и источников моделируем различные режимы работы. Большое практическое значение имеет моделирование автотрансформатора.
На практике многие задачи электрических цепей связаны с использованием четырехполюсников, причем при их анализе интересуются только значениями напряжений и токов на входе и выходе, т.е. возможностями по передачи мощности.
Четырехполюсники удобно моделировать при помощи блока Super Block из вкладки Others палитры элементов.
Приводя реальные энергетические системы к удобному и простому для расчетов виду также имеем возможность рассчитывать и анализировать режимы работы систем. Практически часто приходится решать проблему подключения нового потребителя и для этого необходимо делать объёмные расчеты нового присоединения, заново рассчитывать режим работы системы. Этого можно избежать моделируя систему при помощи приложения Scicos. В электронике так же успешно можно моделировать электрические схемы- это разнообразные диодные ключи, выпрямители (рисунок 3), фильтры, усилительные каскады и др.
Рисунок 3. Схема диодного выпрямителя
Вывод: в данной работе рассмотрен инструментарий Scicos, необходимый для моделирования электрических схем; рассмотрены возможные области энергетики применения приложения и возможные пути его реализации на примерах линейного трансформатора (рисунок 1) и диодного выпрямителя (рисунок 2).