Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Курсовик Исследование электродинамического преобразователя энергии с тиристорной схемой питания, применяемого в вибростендах, при виброакустическом просвечивании земной коры, в медицине. Тиристорная схема питания преобразователя. Исследование аварийных режимов.
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Схемотехника.
Добавлен: 16.07.2009.
Год: 2009.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
3 Тольяттинский политехнический институт Кафедра «Промышленная электроника»
Курсовая работа по МАРЭС
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ С ТИРИСТОРНОЙ СХЕМОЙ ПИТАНИЯ
вариант 1114
Студент: Глушенков М.С.
Группа: Э-305
Преподаватель: Кудинов А.К. Тольятти 1998 г. Содержание
1. Описание объекта исследования
2. Исходные данные
3. Задание для курсовой работы
4. Составление математической модели
5. Методика расчета искомых параметров и характеристик
6. Алгоритм программы и программа расчета
7. Результаты расчета и вывод 1.Описание объекта исследования
Объектом исследования является электродинамический преобразователь энергии с тиристорной схемой питания, который может применяться в вибростендах, при виброакустическом просвечивании земной коры, в медицине и других отраслях техники. 1.1Электродинамический преобразователь
Схематично электродинамический преобразователь изображен на рис.1. Он состоит из магнитопровода 1 с обмоткой подмагничивания 2 цилиндрической формы. В кольцевом воздушном зазоре магнитопровода помещается подвижная обмотка якоря 3, имеющая два вывода 4 для подключения к схеме питания. Обмотка подмагничивания 2 запитывается постоянным потоком и может быть заменена постоянным магнитом. Постоянный поток Ф0, созданный этой обмоткой пронизывает воздушный зазор и помещенную в него обмотку якоря 3. Обмотка якоря 3 жестко связана с нагрузкой, состоящей в общем случае из массы m1 , пружины жесткостью и элемента вязкого трения с коэффициентом 1.2Схема питания преобразователя
Тиристорная схема питания преобразователя представлена на рис.2. Она состоит из источника питающего напряжения Е и двух тиристорных мостов - коммутирующего (на тиристорах VS1…VS4) и реверсивного (на тиристорах VS5…VS8). Задача схемы заключается в формировании в обмотке якоря преобразователя переменного тока заданной частоты. Частота может быть как фиксированной, так и изменяться по заданному закону. Коммутирующий мост обеспечивает формирование в заданные моменты времени фронтов и спадов импульсов тока, а реверсивный - чередующееся изменение направления импульсов тока в нагрузке.
Схема работает следующим образом.
В момент времени t1 подаются отпирающие импульсы на управляющие выводы тиристоров VS1, VS4, VS5, VS8. Ток источника протекает по контуру Е-VS1-C-VS4-VS5-H-VS . (Здесь Н - нагрузка). При этом формируется фронт импульса тока нагрузки (рис.3). В момент t2 включается тиристор VS3, при этом VS4 выключается, т.к. к нему прикладывается напряжение конденсатора С в обратном направлении. Начиная с этого момента ток протекает по контуру Е-VS1-VS3-VS5-H-VS8. При этом формируется плоская часть импульса тока нагрузки (рис.3). В момент времени t3 включается тиристор VS2, при этом VS1 выключается, т.к. к нему во встречном направлении прикладывается напряжение конденсатора С. Начиная с этого момента ток замыкается по контуру Е-VS2-C-VS3-VS5-H-VS и формируется спад импульса тока нагрузки. В момент времени t5 ток становится равным нулю и тиристоры VS2, VS3, VS5, VS8 естественным образом выключаются. На этом заканчивается формирование положительной полуволны импульса тока. В момент времени t6 вновь подаются отпирающие импульсы на тиристоры VS1, VS4 коммутирующего моста и другую пару тиристоров VS6, VS7 реверсивного моста. Последовательность включения тиристоров коммутирующего моста остается прежней и в нагрузке формируется аналогичный первому импульс тока, имеющий противоположное направление. Важно иметь в виду, что временные интервалы t3…t4 и t5…t6 не могут быть меньше определенной величины, определяемой свойствами тиристоров. Алгоритм управления тиристорами и пояснение работы схемы представлено на рис 3.
Алгоритм управления тиристорами.
Рис 3 2.Исходные данные 2.1 Общие для всех заданий исходные данные
Индукция магнитного поля в зазоре В0=0,93Тл
Средний диаметр обмотки якоря D=0,3 м
Число витков обмотки якоря W=56
Активное сопротивление обмотки якоря Ra=0,05Ом
Емкость конденсатора коммутирующего моста С=53,5мкФ
Пороговое напряжение тиристоров Uпор=1,41В
Динамическое сопротивление тиристоров Rдин=0,98мОм
Время выключения тиристоров tвыкл=50мкс
Минимальная частота опорного сигнала fмин=40Гц
Жесткость пружины нагрузки =4,35107Н/м
Коэффициент вязкого трения нагрузки =236000Нс/м
2.2 Индивидуальное задание (вариант 1114)
ЭДС источника питания Е=10В
Индуктивность обмотки якоря La=1,3мГн
Масса нагрузки m1=56,75кг 3.Задание для курсовой работы
а) Определить минимальные значения интервалов 0…t1, 0…t2,при которых обеспечивается заданное время выключения тиристоров.
б) При найденных значениях t1 и t2 определить:
Тпп-время переходного процесса при включении схемы;
fмакс-максимальную частоту работы схемы;
P(f=fmin), P(f=fmax)-активные мощности, потребляемые от источника питания Е на частоте fmin и fmax;
IН(f=fmin), IН(f=fmax)-действующие значения тока нагрузки на частоте fmin и fmax.
в) На одном рисунке построить графики зависимостей i(t), ua(t), v(t), x(t) при установившемся режиме и частоте f=fmax/2.
г) Дополнительное задание:
Исследование аварийных режимов
Промоделировать работу схемы в случае короткого замыкания нагрузки. Изобразить на графике временные диаграммы i(t),uс(t)
Оценить и описать изменения в работе схемы при плавном уменьшении емкости С. 4.Составление математической модели
Тиристоры во включенном состоянии можно моделировать цепью из последовательно включенных источника напряжения Uпор и сопротивления Rдин
В выключенном состоянии тиристор можно моделировать большим сопротивлением или разрывом.
При составлении уравнений электрической части в качестве уравнения обмотки якоря вибратора следует использовать выражение:
Математическая модель:
а) промежуток t1…t2:
:
б) промежуток t2…t3:
в) промежуток t3…t5(условие переключения IL=0)
г) промежуток t5…t6(IL=0;Uc=const):
Для отрицательной полуволны знаки указаны в скобках 5.Методика расчета искомых параметров и характеристик
Для решения систем дифференциальных уравнений математической модели применяли формулы численного интегрирования Рунге-Кутта четвертого порядка, которые имеют вид:
Xi+1=Xi+(K1+2K2+2K3+K4)/6,
Где:
К1=hf[ti,Xi];
K2=hf[ti+h/2, Xi+K1/2];
K3=hf[ti+h/2, Xi+K2/2];
K4=hf[ti+h, Xi+K3];
h-шаг интегрирования.
а) составляем программу, которая рассчитывает параметры IL, Uc, X, V на каждом шаге интегрирования. Задаем значения t1 и t2 при которых обеспечивается заданное время выключения тиристоров 50мкс (t3…t4; t5…t6).
б) при найденный значениях t1 и t2 определили:
время переходного процесса как время от начала включения схемы до установившихся значений параметров;
действующие значения тока нагрузки на частоте fmin и fmax находим по формуле прямоугольников, которая при достаточно малом шаге интегрирования дает требуемую точность вычислений
активные мощности, потребляемые от источника питания Е на частоте fmin и fmax, по формуле Р=ЕIд 6.Алгоритм программы и программа расчета
6.1Алгоритм программы приведен на рисунке 3
6.2 Программа (написана на языке TURBOBASIC)
LET h = .0001
Bo = 1
La = .00235
m1 = 100
D = .8
w = 40
C = .00015
ksi = 2 * 10 ^ 7
nu = 4000
E = 10
R = .00105
Ra = .05
Pi = 3.141592654#
z = 1
t1 = .0007
t2 = .00621:
t56 = t1
integral = 0
integral2 = 0
LET schet = 1
INPUT "параметры выводить на экран? n-нет"; q1$
IF q1$ = "n" OR q1$ = "N" THEN q = 0 ELSE q = 1
SCREEN 12
Uc = 0
LOCATE 1, 45: PRINT "время t(мс)"
LOCATE 2, 45: PRINT "белая линия I(А)"
LOCATE 3, 45: PRINT "синяя линия Uc(В)"
LOCATE 4, 45: PRINT "фиолетовая линия X(мм)"
LOCATE 5, 45: PRINT "красная линия V(мм/с)"
LOCATE 6, 45: PRINT "зеленая линия a(m/S)"
LOCATE 7, 45: PRINT "коричневая линия Ua(В)"
0 LET i1 = I
LET Uc1 = Uc
LET x1 = X
LET V1 = V
LET xc = 0
1 LET k1i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La
LET i1 = I + h * .5 * k1i
LET k2i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La
LET i1 = I + k2i * h * .5
LET k3i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La
LET i1 = I + k3i * h
LET k4i = E / La - (R / La) * i1 - Uc / La - (Bo * Pi * D * w) * V / La
LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6
2 LET k1Uc = I / C
LET Uc1 = Uc + h * .5 * k1Uc
LET k2Uc = I / C
LET Uc1 = Uc + h * .5 * k2Uc
LET k3Uc = I / C
LET Uc1 = Uc + h * k3Uc
LET k4Uc = I / C
LET dUc = h * (2 * k2Uc + k1Uc + 2 * k3Uc + k4Uc) / 6
3 LET k1x = V
LET x1 = X + k1x * h * .5
LET k2x = V
LET x1 = X + k2x * h * .5
LET k3x = V
LET x1 = X + k3x * h
LET k4x = V
LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6
4 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X
LET V1 = V + k1V * h * .5
LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X
LET V1 = V + k2V * h * .5
LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X
LET V1 = V + k3V * h
LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V1 - (ksi / m1) * X
LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6
LET I = I + di
LET Uc = Uc + dUc
LET X = X + dx
LET V = V + dv
LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h
LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2
LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1
LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra
LET tall = tall + h
IF q = 1 THEN
LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " "
LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " "
LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " "
LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " "
LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " "
LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " "
LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " "
END IF
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - I * .5)
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - Uc * .1), 3
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250)
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - X * 1000), 5
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6
LET t = t + h
IF t > t1 THEN
IF (((I - ikontr) / I) < .001) AND (param = 0) THEN
LOCATE 14, 45
PRINT "Тпп(мс)="; tall * 1000; : INPUT zxc
LET param = 1
END IF
LET ikontr = I
GOTO 5
END IF
GOTO 0
5 i2 = I
V2 = V
x2 = X
7 LET k1i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La)
LET i2 = I + h * .5 * k1i
LET k2i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La)
LET i2 = I + k2i * h * .5
LET k3i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La)
LET i2 = I + k3i * h
LET k4i = E / La - (R / La) * i2 - (Bo * Pi * D * w * V / La)
LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6
8 LET k1x = V
LET x2 = X + k1x * h * .5
LET k2x = V
LET x2 = X + k2x * h * .5
LET k3x = V
LET x2 = X + k3x * h
LET k4x = V
LET dx = (k1x + 2 * k2x + 2 * k3x + k4x) * h / 6
9 LET k1V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X
LET V2 = V + k1V * h * .5
LET k2V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X
LET V2 = V + k2V * h * .5
LET k3V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X
LET V2 = V + k3V * h
LET k4V = (Bo * Pi * D * w * I) / m1 - (nu / m1) * V2 - (ksi / m1) * X
LET dv = h * (2 * k2V + k1V + 2 * k3V + k4V) / 6
10 LET I = I + di
LET X = X + dx
LET V = V + dv
LET integral2 = integral2 + ABS(I) * h
LET integral = integral + h * (ABS(I)) ^ 2
LET a = (Bo * Pi * D * w * I - nu * V - ksi * X) / m1
LET Ua = La * di / h + Bo * Pi * D * w * V + I * Ra
LET tall = tall + h
11 IF q = 1 THEN
LOCATE 1, 1: PRINT "t="; tall * 1000, " "
LOCATE 2, 1: PRINT "I="; I, " "
LOCATE 3, 1: PRINT "Uc="; Uc, " "
LOCATE 4, 1: PRINT "X="; X * 1000, " "
LOCATE 5, 1: PRINT "V="; V * 1000, " "
LOCATE 6, 1: PRINT "a="; a, " "
LOCATE 7, 1: PRINT "Ua="; Ua, " "
END IF
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - I * .5)
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - Uc * .1), 3
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250)
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - V * 100), 4
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - X * 1000), 5
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - a / 3), 2
PSET (t * 2000 * .01 / t2, 250 - Ua * .1), 6
LET t = t + h
IF t > t1 + t2 THEN GOTO 12
GOTO 5
12 LET Uc = -Uc:
LET tkontr = t:
121 LET Uc3 = Uc
LET i3 = I
LET x3 = X
LET V3 = V
13
LET k1i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V
LET i3 = I + h * .5 * k1i
LET k2i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V
LET i3 = I + k2i * h * .5
LET k3i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V
LET i3 = I + k3i * h
LET k4i = E / La - (R / La) * i3 - (Uc / La) - (Bo * Pi * D * w / La) * V
LET di = h * (2 * k2i + k1i + 2 * k3i + k4i) / 6
14 LET k1Uc = I / C
LET Uc3 = Uc + h * .5 * k1Uc
LET k2Uc = I / C
LET Uc3 = Uc + h * .5 * k2Uc
LET k3Uc = I / C
LET Uc3 = Uc + h * k3Uc
LET k4Uc = I / C
LET dUc = h * (2 * k2Uc + k1Uc + 2 * и т.д.................
