2. Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка для исследований показана на рис.2.5.5, она содержит:

источник постоянного напряжения (240 В);

активно-индуктивную нагрузку с противо-э.д.с.(R,L), (E);

измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке

(I_load);

измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (U_load);

блоки измерения сред- них значений тока питания (Fourier I1), тока нагрузки (Fourier I0) и тока силового полупроводникового модуля (Fourier T0);

блок для измерения среднего значения напряже- ния на нагрузке (Fourier U0);

блок для измерения действующего тока силового полупроводникового модуля (RMC T)

блок для наблюдения мгновенных значений тока в цепи питания, тока нагрузки и напряжения на нагрузке (Scope);

блок для наблюдения и измерения мгновенных зна- чений величин, которые вы- браны в поле Measurement соответствующих блоков (Multimeter);

блок измерения средне-

го значения тока цепи питания (Display1);

Рис.2.5.6

блок для измерения величин средних значений тока и напряжения на нагрузке, а также среднего и действующего тока в силовом полупроводнико- вом модуле (Display);

однофазный мостовой транзисторный ШИП рис.2.5.6 (Universal Bridge);

блок управления ШИП (Control System).

В полях блока Universal Bridge, кроме уже знакомых параметров, вво- дятся:

динамическое сопро- тивление полупроводниково- го модуля в Омах (Ron, Ohms);

пороговое напряжение на транзисторе и на диоде модуля в открытом состоянии в вольтах (Forward Voltage, V);

Рис.2.5.7

время спада и время за- тягивания выключения (Tf, Tt) в секундах.

Модель блока управле-

ния (Control system) показана на рис.2.5.7. Блок Repeating Sequence является ГПН. Параметры этого ГПН задаются в окне параметров рис.2.5.8:

амплитуда пилообразного напряжения 2 В;

период пилообразного напряжения T₀

Для реализации активно- индуктивной нагрузки уста-

 0,002 c. ( f₀  500Гц ).

навливаем

L  20e  4( H ) .

R  10( Ohms ),

В окнах настройки пара- метров блоков Fourier I1, Fourier I0, Fourier U0, Fourier T0 устанавливается частота равная частоте ГПН (500 Гц), и номер 0 гармоники. Для блока RMS T указывается только частота (500 Гц).

Рис.2.5.8

3. Порядок проведения лабораторной работы

1. Параметры моделирования задаются на вкладке Simula- tion/Simulation Parameters/Solver рис.2.5.9. При снятии характеристик пара- метры R,L нагрузки остаются без изменений, изменяется напряжение управ- ления от -2В до 2В с шагом 0,5В. Характеристики снимаются для трех значе- ний э.д.с. нагрузки 0, 100, 200В. При этом моделирование проводится для

каждого значения напряжения управления и э.д.с. Результаты моделирования и последующих расчетов заносятся в таблицы 2.5.1, 2.5.2.

Таблица 2.5.1

Данные		Измерения
U у	E	Iн	U н	I1	IT	IT ( RMS )	UTmax	ITmax
В	В	А	В	А	А	А	В	А

Таблица 2.5.2

Вычисления
	P1	PT	Pн
	Вт	Вт	Вт

Средний ток в источнике питания определяется по показаниям Display1.

На блоке Display измеряемые величины представлены в следующей последо-

вательности: средний ток нагрузки; среднее напря- жение на нагрузке; сред- ний ток в силовом модуле; действующий ток в моду- ле. Мгновенные значения тока питания, нагрузки и напряжения на нагрузке можно наблюдать на экра- не осциллоскопа. Для од- ного из расчетов предста- вить эти зависимости (эк- ран осциллоскопа) в отче- те. В графическом окне блока Multimeter наблю- даются и определяются

Рис.2.5.9

силового полупроводникового модуля.

максимальные напряже- ние (U_Tmax ) и ток ( I_Tmax )

Относительная продолжительность импульса напряжения на нагрузке определяется по формуле:

  t_и T ₀ ,

где

T₀ - период напряжения ГПН, а t_и

- определяется по осциллограмме

U_Load на оси абсцисс (при напряжении 0В).

Мощность в цепи источника питания рассчитывается по выражению:

P₁  U _п I₁Вт,

где U_п

- напряжение питания.

Квазистатические потери в силовом модуле рассчитываются по уравне- нию:

P  U _f  1 U _fd I_T  R_on I_T ( RMS )² ,

где U _f ,

U _fd ,

R_on - параметры силового модуля.

Мощность в нагрузке определяется по выражению:

P_н  U_н I_нВт.

2. По результатам таблиц 2.5.1, 2.5.2 строятся:

регулировочная характеристика ШИП U_н  f ;

энергетические характеристики ШИП

P₁,P_T 

f P_н  ,

I₁,I_T ( RMS ),I_T ,I_Tmax  f I_н .