晶闸管投切电容器及控制技术研究(3)

2019-04-21 01:17

③模型中的模块按更新的次序进行排序。排序算法产生一个列表以确保具有代数环的模块在产生它的驱动输入的模块被更新后才更新。当然,这一步要先检测出模型中的代数环。

④决定模型中有无显示设定的信号属性,例如名称、数据类型、数值类型以及大小等,并且检查每个模块是否能够接受连接到它输入端的信号。Simulink使用属性传递的过程来确定未被设定的属性,这个过程将源信号的属性传递到它所驱动的模块的输入信号;

⑤决定所有无显示设定采样时间的模块的采样时间;

⑥分配和初始化用于存储每个模块的状态和输入当前值的存储空间。 完成这些工作后就可以进行仿真了。 (2)模型执行

一般模型是使用数值积分来进行仿真的。所运用的仿真解法器(仿真算法)依赖于模型提供它的连续状态微分能力。计算微分可以分两步进行:

①首先,按照排序所决定的次序计算每个模块的输出。

②然后,根据当前时刻的输入和状态来决定状态的微分;得到微分向量后再把它返回给解法器;后者用来计算下一个采样点的状态向量。一旦新的状态向量计算完毕,被采样的数据源模块和接受模块才被更新。

在仿真开始时模型设定待仿真系统的初始状态和输出。在每一个时间中,Simulink计算系统的输入、状态和输出,并更新模型来反映计算出的值。在仿真结束时,模型得出系统的输入、状态和输出。

在每个时间步中,Simulink所采取的动作依次为:

①按排列好的次序更新模型中模块的输出。Simulink通过调用模块的输出函数计算模块的输出。Simulink只把当前值、模块的输入以及状态量传给这些函数计算模块的输出。对于离散系统,Simulink只有在当前时间是模块采样时间的整数倍时,才会更新模块的输出。

②按排列好的次序更新模型中模块的状态,Simulink计算一个模块的离散状态的方法时调用模块的离散状态更新函数。而对于连续状态,则对连续状态的微分(在模块可调用的函数里,有一个用于计算连续微分的函数)进行数值积分来获得当前的连续状态。

③检查模块连续状态的不连续点。Simulink使用过零检测来检测连续状态的不连续点。 ④计算下一个仿真时间步的时间。这是通过调用模块获得下一个采样时间函数来完成的。

(3)定模块更新次序

在仿真中,Simulink更新状态和输出都要根据事先确定的模块更新次序,而更新次序对方针结果的有效性来说非常关键。特别当模块的输出是当前输入值的函数时,这个模块必须在驱动它的模块被更新之后才能被更新,否则,模块的输出将没有意义。

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为了建立有效的更新次序,Simulink根据输入和输出的关系将模块分类。其中,当前输出依赖于当前输入的模块称为直接馈入模块,所有其他的模块都称为非虚拟模块。直接馈入模块的例子有Gain、Product和Sum模块;非直接馈入模块的例子有Integrator模块(它的输出只依赖于它的状态),Constant模块(没有输入)和Memory模块(它的输出只依赖于前一个模块的输入)。

第3章 断路器/接触器投切电容器

3.1 断路器/接触器投入电容器的过程

其电路图如图2所示。

图2断路器/接触器投入电容器

图中电源E=220v频率f=50HZ则周期T=1/f=0.02s

假设负载的有功功率P=2000W,感性无功功率Q=1000Var因为电容器是用来补偿感性无功的,按照负载功率因数为95%来补偿,由公式

Cosφ=

PP2?(Q?Qc)2=0.95

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代入数据可得:

Qc=343var

又由U2/(1/wC)?Qc?6

代入数据可得: C=22.5*10f

另外,还需要串连一个电感。串联电感的主要作用是限制电容器组投入时的短路电流和涌流,可选择较小的电抗率,一般为1%~2%,可将合闸涌流限制到允许范围。现取1.5%,即

ωL=1.5%*1/ωC 代入数据得:L=0.0068h

为了防止电流震荡,又需要串联一个很小的电阻,故取R=3Ω,此电阻可以不考虑。 用matlab软件对这一过程进行仿真分析。

3.1.1 调整触发开关的时间t=0s时,其仿真图如图3所示:

图3

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在scope中的图形依次是电容电流Ic,电容电压Uc,电源电压Us

通过观察,可得在0秒机械投入是电容电流第一个峰值Ic=3.8A,电容电压第一个峰值Uc=324v

3.1.2 调整触发脉冲的时间t=0.005s,即1/4T时,其仿真图如图4所示:

图4

通过观察,可得在0.005s机械投入是电容电流第一个峰值Ic=15.4A,电容电压第一个峰值Uc=535v

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3.1.3 调整触发脉冲的时间t=0.007s时,其仿真图如图5所示

图5

通过观察,可得在0.007s机械投入是电容电流第一个峰值Ic=11.4A,电容电压第一个峰值Uc=360v

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