1.2. Приборы
Виртуальные приборы – это модельные компоненты Multisim, которые соответствуют реальным приборам. Например, среди виртуальных приборов в Multisim есть осциллографы, генераторы сигналов, анализаторы спектра и др.
Чтобы добавить виртуальный прибор, выберите его с панели приборов (Instruments), рис. 4. Чтобы посмотреть лицевую панель прибора, дважды кликните на иконку прибора. Выводы прибора соединяются с элементами схемы так же, как и другие компоненты.
В Multisim также есть эмулированные реально существующие приборы Agilent и Tektronix.
1.2.1. Генератор сигналов
Генератор XFG1 является идеальным источником напряжения, вырабатывающим сигналы синусоидальной, прямоугольной или треугольной формы.
Средний вывод генератора при подключении к схеме обеспечивает общую точку для отсчета амплитуды переменного напряжения. Для отсчета напряжения относительно нуля общий вывод заземляют. Крайние правый и левый выводы служат для подачи переменного напряжения на схему. Напряжение на правом выводе изменяется в положительном направлении относительно общего вывода, напряжение на левом выводе – в отрицательном.
Двойным щелчком мыши на уменьшенном изображении открывается увеличенное изображение генератора (рис. 5).
Рис. 4. Панель приборов и изображение:
виртуальных приборов: мультиметра XMM1, генератора сигналов XFG1, двух- и четырехканальных осциллографов XCS1, XCS2, плоттера Боде XBP1, анализатора спектраXSA1; эмулированных реально-существующих приборов: функционального генератора XFG2, мультиметра XMM2, осциллографов XSC3 и XSC4, пробника XCP1; регистрирующих приборов из библиотеки индикаторов: вольтметра U1, амперметра U2, пробника напряжения X1, лампы накаливания Х2.
На передней панели задаются следующие параметры:
- частота выходного напряжения (Frequency),
- скважность (Duty Cycle),
- амплитуда выходного напряжения (Amplitude),
- постоянная составляющая выходного напряжения (Offset).
1.2.2. Осциллограф Осциллограф XSC1, представляет собой аналог двухлучевого запоминающего осциллографа. Можно подключить осциллограф к уже включённой схеме или во время работы cxемы переставить выводы к другим точкам – изображение на экране осциллографа изменится автоматически. Остановить процесс расчета параметров и характеристик схемы в любой момент времени можно нажатием клавиши F9 или выбором пункта Pause (Пауза) в меню Circuit. Продолжить расчет можно повторным нажатием клавиши F9 или выбором пункта Resume меню Circuit. Нажатием кнопки «Пуск-Стоп» в верхнем углу экрана начинается или прекращается расчет параметров схемы. На схему выводится уменьшенное изображение осциллографа. На этом изображении имеется четыре входных зажима: верхний правый зажим – общий; нижний правый – вход синхронизации; левый и правый нижние зажимы представляют собой соответственно вход канала А (channel А) и вход канала В (channel В). Двойным щелчком мыши по уменьшенному изображению открывается изображение передней панели осциллографа (рис. 6).
Рис. 6. Изображение передней панели осциллографа |
Непосредственно под экраном находится линейка прокрутки, позволяющая наблюдать любой временной отрезок процесса от момента включения до момента выключения схемы. На экране осциллографа расположены два курсора, обозначаемые 1 и 2, при помощи которых можно измерить мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы. Для этого просто переместите мышью курсоры за треугольники в их верхней части в требуемое положение. Координаты точек пересечения первого курсора с осциллограммой отображаются в верхней строке, координаты второго курсора – в средней строке. В нижней строке отображаются значения разностей между соответствующими координатами первого и второго курсоров. Результаты можно записать в файл. Для распечатки полученных осциллограмм удобно получить изображение на белом фоне, нажав кнопку . 1.2.3. Анализатор спектра XSA1 Анализатор спектра XSА1, предназначен для определения спектра сигнала в любой точке радиотехнической цепи. Можно подключить анализатор спектра к уже включённой схеме или во время работы cxемы переставить выводы к другим точкам – изображение на экране анализатора спектра изменится автоматически. На рис. 7 представлена передняя панель анализатора спектра с изображением амплитудного спектра положительного гармонического сигнала S(t)=1+Sin(21000t).
Рис. 7. Изображение передней панели анализатора спектра XSA1 |
Для корректного отображения спектра необходимо выбрать диапазон частот, задавая начальное значение диапазона в окне Start, конечное значение – в поле End, сохранить настройки, нажав Enter. Перемещая маркер, внизу рабочего окна получаем значения частоты и амплитуды выбранной гармоники.
Генератор сигналов
Генератор сигналов (function generator) – это источник напряжения, который может генерировать синусоидальные, пилообразные и прямоугольные импульсы. Можно изменить форму сигнала, его частоту, амплитуду, коэффициент заполнения и постоянный сдвиг. Диапазон генератора достаточен, чтобы воспроизвести сигналы с частотами от нескольких герц до аудио и радиочастотных.
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.
Разное
Интересно
Ножки для корпусов РЭА можно сделать из резиновой накладки поршня медицинского шприца.
Похожие инструкции
Система Kicad — это пакет прикладных программ для автоматизированной разработки электрических схем и проектирования печатных плат, который работает в следующих операционных системах:
• LINUX
• Windows XP
• Mac OS
Просмотров: 12937
Sprint-Layout является простым в использовании программным обеспечением для разработки односторонних, двусторонних и многослойных печатных плат (PCB).
Просмотров: 883054
Комплексный пакет программ Cadsoft EAGLE — незаменимое решение для разработки печатных плат.
Просмотров: 174166
ARES — графический редактор печатных плат со встроенным менеджером библиотек и автотрассировщиком ELECTRA, автоматической расстановкой компонентов на печатной плате.
Просмотров: 300735
ISIS — графический редактор принципиальных схем служит для ввода разработанных проектов с последующей имитацией и передачей для разработки печатных плат в ARES.
Просмотров: 212443
Программный пакет DipTrace представляет собой полнофункциональную систему для разработки принципиальных схем и печатных плат.
Просмотров: 139422
Copyright. Техподдержка: support@rh.md. Кодинг: xoops.ws. PHP: 0.084 сек. MySQL: 53 запросов.
Проектирование электронных устройств в Multisim 12.0. Часть 14
Концепция виртуальных приборов – это простой и быстрый способ увидеть результат с помощью имитации реальных событий. Принцип работы всех инструментов Multisim (подключение к схеме, использование) идентичен принципу работы реальных аналогов этих приборов. Для того, что бы добавить виртуальный прибор в рабочее поле программы, необходимо при помощи левой кнопки мыши нажать на его пиктограмму на панели «Приборы» и разместить его с помощью мыши в необходимом месте на схеме. Для того, что бы отобразить лицевую панель прибора, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме прибора на схеме. После того как панель откроется, сделайте необходимые настройки подобно тому, как бы вы это сделали на панели реального прибора. Принцип соединения виртуальных инструментов с элементами схемы такой же, как и для других компонентов схемы. Рассмотрим подробно работу с такими виртуальными приборами, как логический анализатор и плоттер Боде. Логический анализатор Логический анализатор – это прибор, предназначенный для отслеживания состояния логических элементов цифровых электронных устройств при разработке больших систем, а так же для выявления неисправностей. Для съема сигналов с исследуемой схемы логический анализатор имеет 16 выводов. Помимо этого данный виртуальный прибор оснащен тремя входами запуска: С (внешняя синхронизация), Q (избирательный вход запуска), Т (маскированный вход запуска). Продемонстрируем работу данного прибора. Для генерации сигналов воспользуемся двумя функциональными генераторами, которые настроим таким образом, чтобы они выполняли генерацию прямоугольных импульсов с разной частотой – в нашем случае 1 kHz и 5 kHz. Подключим выводы функциональных генераторов к выводам съема сигналов логического анализатора при помощи проводников разного цвета, в результате чего прямоугольные импульсы на часовой диаграмме логического анализатора будут отображаться также разными цветами. Запустим симуляцию схемы, откроем лицевую панель логического анализатора. Пиктограмма логического анализатора, подключение к схеме и его лицевая панель представлены на рисунке 1. На рисунке 2 представлены окна настроек функциональных генераторов XFG1 и XFG2.
Рис. 1. Пиктограмма логического анализатора, подключение к схеме и его лицевая панель
Рис. 2. Окна настроек функциональных генераторов XFG1 и XFG2 Рассмотрим лицевую панель логического анализатора более подробно. Шестнадцать переключателей в левой части панели соответствуют шестнадцати каналам съема сигналов. Переключатели становятся активными в том случае, если выводы анализатора подключены к узлам цифровой схемы, в противном случае, когда каналы анализатора свободны – переключатели не активны. В следующей колонке отображены имена узлов схемы соответствующие подключенным к ним каналам анализатора. После запуска симуляции схемы логический анализатор снимает входные значения со своих выводов и отображает полученные данные в виде прямоугольных импульсов на часовой диаграмме во временной области лицевой панели. Вывод значений начинается с канала 1. В нижней части временной области отображаются сигналы, полученные с входов запуска анализатора. Так же прибор оснащен двумя курсорами, предназначенными для проведения измерений во временной области. В нижней части лицевой панели рассматриваемого прибора расположена панель управления, в левой части которой находятся три кнопки:
- «Стоп» (остановить анализ);
- «Сброс» (очистить экран временной области);
- «Экран» (инвертировать цвет экрана временной области).
В центральной части панели управления находится окно показаний курсора, в котором расположены три поля:
- «Т1» (показания курсора Т1);
- «Т2» (показания курсора Т2);
- «Т2-Т1» (временной сдвиг между курсорами).
Кнопки стрелок позволяют изменять значения показаний курсора в большую или в меньшую сторону. Код позиции курсора отображается в поле «Входной код», которое расположено за полем показаний курсора.
В правой части панели управления находится окно параметров запуска, в котором в поле «Время/Дел» можно задать число тактов часовой диаграммы на деление. Настройку параметров тактирования входных сигналов можно произвести при помощи кнопки «Установка», которая расположена в группе «Развертка» окна параметров запуска. После нажатия на эту кнопку откроется окно «Установки синхронизации» (рис. 3), в котором настраиваются следующие параметры:
- «Источник» — источник синхроимпульсов (внешний или внутренний), параметр задается посредством установки переключателя в нужную позицию;
- «Тактовая частота» – устанавливается путем ввода значения с клавиатуры в данное поле;
- «Определитель» – задается активный уровень сигнала синхронизации (0 или 1);
- «Дискретизация» – задаются параметры выборки сигналов до порога, после порога, а так же пороговая величина.
Рис. 3. Окно «Установки синхронизации»
Настройка дополнительных условий запуска анализатора производится в окне «Установки запуска» (рис. 4). Данное окно можно вызвать из окна параметров запуска при помощи кнопки «Установка», которая находится в группе «Уровень». В окне настраивается маска, по которой осуществляется фильтрация логических уровней и синхронизация входных сигналов. Для вступления в силу внесенных изменений необходимо нажать на кнопку «Принять».
Рис. 4. Окно «Установки запуска»
Плоттер Боде.
Плоттер Боде предназначен для анализа амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик и представления их в линейном или логарифмическом масштабе. Наиболее полезен данный инструмент для анализа схем фильтров. Плоттер Боде имеет четыре вывода: два вывода IN и два вывода OUT. Подключение прибора к исследуемой схеме осуществляется при помощи выводов отмеченных значком «+» (вывод IN «+» подключается к входу схемы, вывод OUT «+» – к выходу), выводы «–» подключаются к общей шине.
Рассмотрим более подробно лицевую панель прибора. В ее левой части расположен графический дисплей, который предназначен для графического отображения формы сигнала. Так же прибор оснащен курсором для проведения измерений в любой точке графика, курсор при необходимости можно перемещать при помощи левой кнопки мыши. Управлять положением курсора можно так же и при помощи стрелок перемещения вертикального курсора, которые расположены в нижней левой части лицевой панели плоттера Боде под графическим дисплеем. Между стрелками находятся два информационных поля, в которых отображаются значения частоты и фазы (или коэффициента передачи), полученные на пересечении вертикального курсора и графика. В правой части находится панель управления, предназначенная для настройки параметров плоттера Боде. Рассмотрим данную панель более подробно. В верхней части панели находится поле «Режим», в котором размещено две кнопки: «Амплитуда» и «Фаза». При нажатой кнопке «Амплитуда» прибор работает в режиме анализа амплитудно-частотных характеристик. При нажатой кнопке «Фаза» – в режиме анализа фазо-частотных характеристик. В полях «По горизонтали» и «По вертикали» можно задать параметры горизонтальной и вертикальной осей координат при логарифмической или линейной шкале. Логарифмическая шкала используется в том случае, если сравниваемые значения имеют большой разброс, как например, в случае анализа амплитудно-частотой характеристики. Переключение шкалы производится при помощи кнопок «Log» (логарифмическая) и «Лин» (линейная). Масштаб горизонтальной (ось Х) и вертикальной (ось Y) осей определяется начальным («I» — initial) и конечным («F» — final) значениями. На экране графического дисплея плоттера Боде по оси Х всегда отображается частота. При измерении коэффициента передачи ось Y отображает отношение выходного напряжения схемы к его входному напряжению. Для логарифмической шкалы единицы – децибелы. В том случае если измеряется фаза, вертикальная ось всегда показывает угол фазы в градусах. При анализе амплитудно-частотной характеристики диапазон значений по вертикальной оси может быть задан в линейном масштабе от 0 до 10е+09, в логарифмическом масштабе – от –200 dB до 200 dB. При анализе фазо-частотной характеристики диапазон значений по вертикальной оси может быть задан от –720 градусов до +720 градусов. Пример подключения плоттера Боде к схеме фильтра и лицевая панель данного прибора представлены на рисунке 5.
Рис. 5. Пример подключения плоттера Боде к схеме фильтра и лицевая панель данного прибора
В поле «Управление» лицевой панели прибора расположены три кнопки:
- «Экран» – данная кнопка предназначена для инверсии цвета графического дисплея (черный/белый);
- «Сохранить» – кнопка предназначена для сохранения результатов измерений в файл на диск в формате .bod (формат плоттера Боде) или .tdm (двоичный файл);
- «Уст…» — кнопка предназначена для выбора разрешающей способности плоттера Боде. После нажатия на кнопку «Уст…» открывается диалоговое окно «Установки» (рис. 6), в котором в поле «Разрешающая способность» можно установить необходимое количество точек разрешения в диапазоне от 1 до 1000 и для того, что бы изменения вступили в силу, нажать на кнопку «Принять». В нижней части панели управления плоттера Боде расположено четыре переключателя («Вх +», «Вх –», «Вых +», «Вых –»), которые отображают наличие подключения выводов плоттера Боде к исследуемой схеме.
Рис. 6. Диалоговое окно «Установки».
Перед тем как запустить симуляцию схемы в Multisim необходимо обратить внимание на то, чтобы используемые в схеме виртуальные приборы были правильно настроены. Данное замечание является достаточно важным, так как в некоторых случаях установка параметров по умолчанию может не подходить для вашей схемы, а установка пользователем некорректных параметров может стать причиной того, что полученные результаты окажутся неверными или трудно читаемыми. При возникновении проблем в процессе симуляции схемы, возникшие ошибки записываются в файл журнала ошибок и аудита, который можно просмотреть, выбрав в основном меню «Моделирование» пункт «Журнал моделирования/анализа». Необходимо отметить, что настройки виртуальных приборов можно изменять и во время симуляции.
Теги:
beluikluk Опубликована: 02.02.2016 0 0
Вознаградить Я собрал 0 0
Оценить статью
- Техническая грамотность
Моделирование на Multisim релейных систем автоматического регулирования тока при несимметричной коммутации ключей вентильного преобразователя Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
МОДЕЛИРОВАНИЕ / РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА / ЗАКОНЫ КОММУТАЦИИ ТРАНЗИСТОРНЫХ КЛЮЧЕЙ / ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ / SIMULATION / RELAY SYSTEM OF AUTOMATIC CURRENT CONTROL / SWITCHING LAWS OF TRANSISTOR SWITCHES / GATE CONVERTER
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Охоткин Григорий Петрович, Угарин Станислав Валентинович
Разработаны модели на Multisim релейных систем автоматического регулирования тока при классической несимметричной и поочередной несимметричной коммутациях ключей мостовой схемы вентильного преобразователя . Схемы моделей систем автоматического регулирования тока имеют сходство со структурными схемами систем и интуитивно понятны разработчикам систем силовой электроники. Модели имитируют работу реальных систем и позволяют легко и быстро тестировать их. Моделирование на Multisim подтверждает достоверность полученных в ходе структурного синтеза результатов.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Охоткин Григорий Петрович, Угарин Станислав Валентинович
Синтез логического устройства релейной системы автоматического регулирования тока при несимметричной коммутации ключей вентильного преобразователя
Структурный синтез релейного регулятора системы автоматического регулирования тока при несимметричной коммутации транзисторов вентильного преобразователя
Моделирование в Multisim системы автоматического регулирования тока при диагональной коммутации с поочередным переключением ключей мостовой схемы вентильного преобразователя
Моделирование релейных систем автоматического регулирования тока на Multisim при симметричной и диагональной коммутациях ключей мостовой схемы вентильного преобразователя
Моделирование структурных схем релейных систем автоматического регулирования тока на Multisim
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
MULTISIM SIMULATION OF AUTOMATIC CURRENT CONTROL RELAY SYSTEMS WITH ASYMMETRIC SWITCHING KEYS OF CONVERTER
The models are developed at the Multisim relay systems of automatic current control with classical asymmetric and alternating unbalanced switchover of the gate converter bridge circuit. The models schemes of automatic current control systems have some similarity with the systems structural schemes and are intuitively understandable to the developers of power electronics systems. The models simulate the operation of real systems and allow them to be easily and quickly tested. Modeling on Multisim confirms the reliability of the results obtained in the course of structural synthesis.
Текст научной работы на тему «Моделирование на Multisim релейных систем автоматического регулирования тока при несимметричной коммутации ключей вентильного преобразователя»
УДК 62-83: 621.314.632 ББК З291.074:З852.3
Г.П. ОХОТКИН, СВ. УГАРИН
МОДЕЛИРОВАНИЕ НА МиЬТШМ РЕЛЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕЙ ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Ключевые слова: моделирование, релейная система автоматического регулирования тока, законы коммутации транзисторных ключей, вентильный преобразователь.
Разработаны модели на Multisim релейных систем автоматического регулирования тока при классической несимметричной и поочередной несимметричной коммутациях ключей мостовой схемы вентильного преобразователя. Схемы моделей систем автоматического регулирования тока имеют сходство со структурными схемами систем и интуитивно понятны разработчикам систем силовой электроники. Модели имитируют работу реальных систем и позволяют легко и быстро тестировать их. Моделирование на Multisim подтверждает достоверность полученных в ходе структурного синтеза результатов.
Моделирование осуществляется с целью проверки достоверности полученных в ходе синтеза результатов. После проведения синтеза релейных систем автоматического регулирования (САР) тока появляется математическая модель в виде структурной схемы, интуитивно понятная разработчику электронных схем и систем. Существует множество пакетов программ для моделирования электронных схем и систем. Одной из таких программ является программа схемотехнического моделирования МыШзШ, отличающаяся простым и легко осваиваемым пользовательским интерфейсом. Multisim имитирует работу системы в реальном масштабе времени и позволяет тестировать ее за минимальное время.
Проверка достоверности полученных в ходе синтеза релейных регуляторов САР тока при симметричной и диагональной коммутациях ключей вентильного преобразователя (ВП) проведена в работе [1], а в [2] проведена проверка достоверности работы схем логических устройств в составе САР тока.
В доступной литературе вопросы моделирования релейных САР тока при несимметричной коммутации ключей ВП не рассмотрены, поэтому моделирование наMultisim САР тока является актуальной задачей.
Целью данной работы являются разработка на Multisim моделей релейных САР тока при классической несимметричной коммутации и поочередной несимметричной коммутации ключей ВП и оценка достоверности полученных в ходе синтеза результатов.
Схема модели на Multisim релейной САР тока при классической несимметричной коммутации ключей ВП представлена на рис. 1. Релейный регулятор САР тока, состоящий из трех релейных элементов РЭ1-РЭ3, реализован на виртуальных компараторах с идеальными релейными характеристиками. Для формирования нижнего и верхнего порогов переключения транзисторов релейные характеристики элементов РЭ1 и РЭ3 сдвигаются по оси абсцисс влево и вправо от начала координат. Величины смещения характеристик задаются значениями напряжений исм1 и исм2.
Рис. 1. Схема САР тока при классической несимметричной коммутации ключей ВП
Рис. 2. Схема САР тока при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП
Релейный элемент РЭ4 служит для задания направления вращения двигателя постоянного тока (ДПТ).
Логическое устройство (ЛУ) САР тока состоит из инверторов INV1-INV3, ДО-триггеров RS1 и RS2, пяти логических элементов «И» AND1 — AND5 и двух логических элементов «ИЛИ» OR1 и OR2.
Модель схемы ВП реализована на виртуальных полупроводниковых приборах, представленных идеальными транзисторами VT1-VT4 и диодами VD1-VD4, соединенными в мостовую схему. Питание мостовой схемы ВП осуществляется от источника постоянного напряжения ивх.
Гальваническая развязка цепей управления и силовых транзисторов моста выполнена на четырех драйверах, содержащих четыре оптотранзистора VT5-VT8 и три источника питания U1-U3.
Объединение эмиттеров транзисторов VT3 и VT4 в одну точку позволяет управлять ими от одного источника питания U3.
В диагональ моста, образованного транзисторными ключами, последовательно включены активно-индуктивная нагрузка (Ья — R¡) с противо-ЭДС, моделирующая работу якорной цепи ДПТ, и датчик тока ДТ (ХСР1) с гальванической развязкой. Датчик тока выполнен на основе токового пробника, размещенного в библиотеке инструментов Multisim. Чувствительность ДТ соответствует 1 mv/mA, для сглаживания высокочастотных помех, снимаемых с датчика тока, используется RC-фильтр, выполненный на R1 и С1.
Задающее воздействие изт формируется генератором XFG1, контроль переменных в схеме САР тока осуществляется осциллографом XSC1.
На рис. 2 приведена схема модели на Multisim релейной САР тока при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП. Схема модели отличается от схемы САР тока, приведенной на рис. 1, дополнительно введенной схемой, обеспечивающей смены очередности переключения ключей ВП. Дополнительная схема введена между драйверами ключей VT1-VT4 мостовой схемы ВП и схемой логического устройства, формирующей импульсы управления транзисторами и6э1 — ибэ4.
Схема смены очередности переключения ключей ВП, состоящая из двух че-тырехканальных ключей K1 и K2, четырехканальной схемы «ИЛИ» и схемы управления (СУ) ключами, выполнена на 8 логических элементах «И» (AND6-AND13), 5 логических элементах «ИЛИ» (OR3-OR7) и T-триггере (TFF).
Вначале рассмотрим процессы в релейной САР тока (рис. 1) при классической несимметричной коммутации ключей ВП.
Силовая схема САР тока может работать в режиме как непрерывного, так и знакопеременного тока. Тестирование работы схемы САР тока необходимо проводить в обоих токовых режимах при различных режимах работы ДПТ: в режиме разгона и работы электродвигателя «Вперед», режиме торможения вращающегося «Вперед» двигателя, режиме разгона и работы ДПТ «Назад» и режиме торможения вращающегося «Назад» электродвигателя.
На рис. 3 представлены временные диаграммы работы модели релейной САР тока в режиме непрерывного тока (РНТ) при противо-ЭДС е = 0 и подаче на вход синусоидального сигнала задания тока с амплитудой изт = 10 В и частотой/^ 200 Гц.
Рис. 3. Временные диаграммы работы схемы в РНТ при классической несимметричной коммутации ключей ВП
Также на рис. 3 приведены импульсы управления — ибэ4 транзисторами УТ1 и УТ4 моста. На интервале изт > 0 транзистор УТ4 постоянно открыт Цбэ4=1, а транзисторы УТ1 и УТ3 переключаются в противофазе, т.е. при Цбэ1=1 импульс ибэ3=0 и наоборот. На интервале изт < 0 транзистор УТ3 постоянно открыт, а транзисторы УТ2 и УТ4 переключаются в противофазе.
Теперь рассмотрим процессы в САР тока при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП. Временные диаграммы работы модели САР тока (рис. 2) в режиме непрерывного тока при противо-ЭДС е = 0 и подаче на вход синусоидального сигнала задания тока с амплитудой Цт = 10 В и частотой f= 200 Гц представлены на рис. 4.
Рис. 4. Временные диаграммы работы схемы в РНТ при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП
Импульсы управления Т/бэ\ — ТТбэ4 иллюстрируют смену очередности переключения ключей ВП. При нечетных импульсах ибэ\ (ибэ2) короткозамкнутая цепь в силовой схеме формируется путем включения нижних транзисторов УТ3 и УТ4 моста, а при четных импульсах ибэ\ (ибэ2) — включением верхних транзисторов УТ\ и УТ2.
При принятых в модели значениях задающего воздействия и противо-ЭДС ток в цепи якоря (сигнал нот) не отличается от кривой, приведенной на рис. 3. Это означает, что тип коммутации ключей ВП не влияет на статические и динамические показатели САР тока. Энергетические показатели САР тока при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП выше из-за равномерного распределения между транзисторами суммарных потерь мощности, возникающих при переключении транзисторов. Кроме того, частота переключения ключей в два раза ниже, чем при классической коммутации.
На рис. 5 приведены временные диаграммы работы САР тока (рис. \) при торможении вращающегося «Вперед» двигателя в режиме знакопеременного тока при е = 20 В и прямоугольной формы сигнала задания тока изт = \,5 В.
Рис. 5. Временные диаграммы торможения при классической несимметричной коммутации ключей ВП
Аналогичные временные диаграммы работы САР при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП представлены на рис. 6.
Рис. 6. Временные диаграммы торможения при поочередной несимметричной коммутации ключей ВП
Схемы управления САР тока формируют такие импульсы управления транзисторами — Uбэ4 моста, которые позволяют достаточно точно отслеживать току якоря ^0,) за задающим сигналом Uзт.
Временные диаграммы работы САР тока, приведенные на рис. 3 — 6, подтверждают достоверность полученных в ходе структурного синтеза результатов. Разработанные модели релейных САР тока сокращают материальные и временные затраты на проектирование систем силовой электроники.
1. Охоткин Г.П. Моделирование структурных схем релейных систем автоматического регулирования тока на Multisim // Вестник Чувашского университета. 2015. № 3. С. 86-93.
2. Охоткин Г.П. Моделирование релейных систем автоматического регулирования тока на МиШ8гт при симметричной и диагональной коммутациях ключей мостовой схемы вентильного преобразователя // Вестник Чувашского университета. 2015. № 3. С. 94-103.
ОХОТКИН ГРИГОРИЙ ПЕТРОВИЧ — доктор технических наук, профессор, декан факультета радиоэлектроники и автоматики, заведующий кафедрой автоматики и управления в технических системах, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (elius@list.ru).
УГАРИН СТАНИСЛАВ ВАЛЕНТИНОВИЧ — аспирант кафедры промышленной электроники, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ugarinsv@mail.ru).
G. OKHOTKIN, S. UGARIN
MULTISIM SIMULATION OF AUTOMATIC CURRENT CONTROL RELAY SYSTEMS WITH ASYMMETRIC SWITCHING KEYS OF CONVERTER
Key words: simulation, relay system of automatic current control, switching laws of transistor switches, gate converter.
The models are developed at the Multisim relay systems of automatic current control with classical asymmetric and alternating unbalanced switchover of the gate converter bridge circuit. The models schemes of automatic current control systems have some similarity with the systems structural schemes and are intuitively understandable to the developers ofpower electronics systems. The models simulate the operation of real systems and allow them to be easily and quickly tested. Modeling on Multisim confirms the reliability of the results obtained in the course of structural synthesis.
1. Okhotkin G.P. Modelirovanie strukturnyh skhem relejnyh sistem avtomaticheskogo reguliro-vaniya toka na Multisim [Multisim simulation of block diagrams of automatic current control relay systems]. Vestnik Chuvashskogo universiteta, 2015, no. 3, pp. 86-93.
2. Okhotkin G.P. Modelirovanie relejnyh sistem avtomaticheskogo regulirovaniya toka na Multisim pri simmetrichnoj i diagonalnoj kommutaciyah klyuchej mostovoj skhemy ventilnogo preobrazo-vatelya [Multisim simulation of automatic current control relay systems with symmetric and diagonal switching of valve inverter bridge keys]. Vestnik Chuvashskogo universiteta, 2014, no. 2, pp. 66-74.
OKHOTKIN GRIGORY — Doctor of Technical Sciences, Professor, Dean of Radioelec-tronics and Automatics Faculty, Head of Department of Automation and Management in Technical Systems, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (elius@list.ru).
UGARIN STANISLAV — Post-Graduate Student of Industrial Electronics department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (ugarinsv@mail.ru).
Ссылка на статью: Охоткин Г.П., Угарин С.В. Моделирование на Multisim релейных систем автоматического регули-рования тока при несимметричной коммутации ключей вентильного преобразователя // Вестник Чувашского университета. — 2017. — № 3. — С. 245-250.