Modelowanie układów energoelektronicznych w środowisku MATLAB-SIMULINK

Podobne dokumenty
SPRAWOZDANIE LABORATORIUM ENERGOELEKTRONIKI. Prowadzący ćwiczenie 5. Data oddania 6. Łączniki prądu przemiennego.

PROGRAMY I WYMAGANIA TEORETYCZNE DO ĆWICZEŃ W LABORATORIUM NAPĘDOWYM DLA STUDIÓW DZIENNYCH, WYDZIAŁU ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI.

Spis treści 1. Wstęp 2. Ćwiczenia laboratoryjne LPM

UKŁADY Z PĘTLĄ SPRZĘŻENIA FAZOWEGO (wkładki DA171A i DA171B) 1. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

PRACA UKŁADU WZBUDZENIA I REGULACJI NAPIĘCIA GENERATORA SYNCHRONICZNEGO W STANACH NIESYMETRYCZNYCH

Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy. Obowiązkowy Polski VI semestr zimowy

Wydział Elektrotechniki i Automatyki. Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych

Oferta badawcza Politechniki Gdańskiej dla przedsiębiorstw

E-E-A-1008-s5 Komputerowa Symulacja Układów Nazwa modułu. Dynamicznych. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy

Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. stacjonarne. przedmiot wspólny Katedra Energoelektroniki Dr inż. Jerzy Morawski. przedmiot kierunkowy

W3 Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej. Program ćwiczenia:

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

WYMAGANIA DOTYCZĄCE ZALICZENIA ZAJĘĆ

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Badanie prądnicy synchronicznej

Katedra Energoelektroniki i Napędów Elektrycznych Wydział Elektryczny Politechniki Białostockiej

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EEL s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

Spis treści. Oznaczenia Wiadomości ogólne Przebiegi zwarciowe i charakteryzujące je wielkości

Układ kaskadowy silnika indukcyjnego pierścieniowego na stały moment

Maszyny i urządzenia elektryczne. Tematyka zajęć

AC/DC. Jedno połówkowy, jednofazowy prostownik

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

Impulsowe przekształtniki napięcia stałego. Włodzimierz Janke Katedra Elektroniki, Zespół Energoelektroniki

Spis treści 3. Spis treści

Załącznik KARTA PRZEDMIOTU. KARTA PRZEDMIOTU Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Rok akademicki: 2009/2010 MODELOWANIE CYFROWE

Przekształtniki energoelektroniczne o komutacji zewnętrznej (sieciowej) - podstawy

Elektryczne napędy główne na statkach

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

Ćwiczenie 1. Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem obniżającym.

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

Ćwiczenie 3 Falownik

Układy regulacji i pomiaru napięcia zmiennego.

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

K p. K o G o (s) METODY DOBORU NASTAW Metoda linii pierwiastkowych Metody analityczne Metoda linii pierwiastkowych

Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych. dr hab. inż. Janusz Nieznański

Zasilacze: prostowniki, prostowniki sterowane, stabilizatory

PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE zadania zaliczeniowe

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Modelowanie systemów mechatronicznych Platformy przetwarzania danych

Maszyny, urządzenia elektryczne i automatyczne w przemyśle / Czesław Grzbiela, Andrzej Machowski. -wyd. 2. Katowice, 2010.

Wykaz symboli, oznaczeń i skrótów

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PL B1. Sposób regulacji prądu silnika asynchronicznego w układzie bez czujnika prędkości obrotowej. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

Generatory przebiegów niesinusoidalnych

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

2.2. Metoda przez zmianę strumienia magnetycznego Φ Metoda przez zmianę napięcia twornika Układ Ward-Leonarda

Energoelektronika Cyfrowa

PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE zadania zaliczeniowe

Silnik indukcyjny - historia

Ćwiczenie 1b. Silnik prądu stałego jako element wykonawczy Modelowanie i symulacja napędu CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy SIMULINKA

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

Modelowanie i badania wybranych impulsowych przetwornic napięcia stałego, pracujących w trybie nieciągłego przewodzenia (DCM)

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

1. Podstawowe pojęcia

Zasilanie silnika indukcyjnego poprzez układ antyrównoległy

Pytania podstawowe dla studentów studiów II-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Przykładowe pytania do przygotowania się do zaliczenia poszczególnych ćwiczeń z laboratorium Energoelektroniki I. Seria 1

INSTRUKCJA I MATERIAŁY POMOCNICZE

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

ANALOGOWE I MIESZANE STEROWNIKI PRZETWORNIC. Ćwiczenie 3. Przetwornica podwyższająca napięcie Symulacje analogowego układu sterowania

WZMACNIACZ OPERACYJNY

BADANIA SYMULACYJNE PROSTOWNIKA PÓŁSTEROWANEGO

Napęd elektryczny Electric Drives 2012/2013. Elektrotechnika I stopień Ogólnoakademicki niestacjonarne

Wpływ mikroinstalacji na pracę sieci elektroenergetycznej

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI SILNIKA SZEREGOWEGO PRĄDU STAŁEGO KONFIGUROWANY GRAFICZNIE

przedmiot kierunkowy obowiązkowy polski semestr I

Podstawowe układy energoelektroniczne

3.0 FALOWNIKI ASTRAADA DRV

Prof. dr hab. inż. Lech M. Grzesiak Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny

W6 Wzajemne oddziaływanie odbiorników sprzężonych przez impedancję źródła Program ćwiczenia:

Napęd elektryczny Electric Drives 2012/2013. Elektrotechnika I stopień Ogólnoakademicki stacjonarne

UWAGA. Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E: Program i przebieg ćwiczenia:

Laboratorium Podstaw Energoelektroniki. Krzysztof Iwan Piotr Musznicki Jarosław Guziński Jarosław Łuszcz

Wykład 6. Regulacja napięcia

Demodulowanie sygnału AM demodulator obwiedni

Temat: ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

Falowniki Parker

W4. UKŁADY ZŁOŻONE I SPECJALNE PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH (AC/DC, AC/AC)

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

Część 6. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania. Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Zespół Dydaktyczno-Naukowy Napędów i Sterowania Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich P.W. Laboratorium Układów Napędowych ĆWICZENIE 3

Synteza częstotliwości z pętlą PLL

SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA TECHNICZNE DLA JEDNOSTEK WYTWÓRCZYCH PRZYŁĄCZANYCH DO SIECI ROZDZIELCZEJ

W5 Samowzbudny generator asynchroniczny

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Inżynieria Bezpieczeństwa I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

Transkrypt:

Modelowanie układów energoelektronicznych w środowisku MATLAB-SIMULINK Tomasz Bajdecki Instytut Energetyki Oddział Gdańsk Zakład OGC IEn Gdańsk 2011 Gdańsk 11.04.2011 r.

Program prezentacji Mały wstęp teoretyczny Zasada działania simulinka Cechy charakterystyczne układów energoelektronicznych Kilka słów o simulinku Przykłady symulacji w simulinku kilku układów Aktualnie prowadzone prace Wyniki eksperymentalne 2

Cel symulacji 1: Chcemy się czegoś dowiedzieć na temat istniejącego systemu lub układu, jak układ będzie się zachowywał w róŝnych stanach pracy ANALIZA 2: Konstruujemy jakiś układ i chcemy sprawdzić jak układ będzie działał i czy spełni załoŝenia projektowe SYNTEZA 3

Metoda opisu układów na potrzeby symulacji Na potrzeby symulacji nieformalny opis układu musi zostać sprowadzony do układu równań róŝniczkowych pierwszego rzędu ODE: x =f(x,u,t) y=g(x,u,t) DAE: x =f 1 (x,u,t) x=f 2 (x,u,t) y=g(x,u,t) 4

Rozwiązywanie równań Dla układów równań róŝniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu istnieją efektywne metody ich rozwiązywania Np. metoda Eulera: x t+ t x t + t f ( x t, t) Układy równań róŝniczkowo algebraicznych stanowią problem. Odpowiednie metody istnieją dla szczególnych przypadków. 5

Metoda RK4 3 6

gdzie: Sztywność układu równań ODE Stifness = T T max min T max największa stała czasowa w układzie T min najmniejsza stała czasowa w układzie JeŜeli sztywność jest rzędu 10 6 to układ jest bardzo sztywny JeŜeli sztywność jest rzędu 10 to układ jest mało sztywny 7

Jak działa simulink Od strony techniki symulacji, Simulink działa na bazie opisu modeli równaniami stanu, ciągłymi lub dyskretnymi Graficzne bloczki modelujące elementy dynamiczne, na poziomie kodu wykonywalnego zawierają takie właśnie opisy Simulink przed rozpoczęciem symulacji tworzy na podstawie opisu graficznego ( rysunku ) zawierającego dostępne bloczki równania stanu, których w trakcie symulacji nie modyfikuje 8

Układ energoelektroniczny Źródło energii Przekształtnik energoelektroniczny Odbiornik pomiary Układ sterowania 9

Stałe czasowe występujące w układzie energoelektronicznym Odbiornik - zazwyczaj jakaś maszyna elektryczna Stałe czasowe rzędu sekund do minut Układ energoelektroniczny tyrystory lub tranzystory szybki czas załączania i wyłączania Stałe czasowe maksymalnie rzędu mikrosekund Współczynnik sztywności: MoŜe wynosić 1000000 lub nawet więcej! 10

Simulink 11

Simulink 12

Simulink 13

Podstawowe bloki simulinka 14

Bloki układów energoelektronicznych 15

Przykład-prostownik tyrystorowy 16

Układ wyzwalania 17

Blok prostownika tyrystorowego 18

Układ odtwarzania częstotliwości i fazy (1 fazowy) 19

Model w simulinku 20

Wyniki symulacji 21

Układ trójfazowego sterownika prostownika tyrystorowego w oparciu o SRF-PLL 22

Układ wyzwalania tyrystorów w oparciu o połoŝenie wektora u s 23

Wyniki symulacji prostownika 6T 24

Wyniki symulacji prostownika 6T 25

Mały problem... 26

Podsumowanie kłopotów Układy energoelektroniczne opisane są układami równań róŝniczkowych sztywnych Modele elementów lub obiektów dostępnych w simulinku nie zawsze są odpowiednie Simulink nie oferuje sposobu na poradzenie sobie z problemem sztywności układu Nie jest moŝliwa symulacja układu w którym występuje tzw. pętla algebraiczna równania są wtedy typu DAE 27

JeŜeli nie simulink to... 28

AGH PSPICE PW SABER PG PSIM, T CAD AM PSIM, T CAD Jak to robią inni 29

Aktualne prace Regulator prądu wzbudzenia z cyfrowym układem wyzwalania tyrystorów. Układ trójfazowy (6T) oraz jednofazowy (4T) Sterownik lokalny z cyfrowym układem wyzwalania tyrystorów. Układ trójfazowy (6T) Algorytm precyzyjnego pomiaru częstotliwości i odtwarzania połoŝenia wału generatora synchronicznego Układ rozruchu bezczujnikowego generatora synchronicznego 30

Układ bezczujnikowego rozruchu generatora synchronicznego 31

Układ sterujący 32

Wyniki badań pętli synchronizacji fazy f = 50 Hz U=2,5% Un f = 10,5 Hz U=30 V THD=500 i 434 33

Odtwarzanie połoŝenia napięcia stojana maszyny synchronicznej f = 1 Hz f = 0,5 Hz 34

f początkowa = 0,5 Hz f początkowa = 1 Hz 35

f = 2,5 Hz f = 4 Hz 36

Opracowanie: Tomasz Bajdecki tel. 58 349 81 49; e-mail: t.bajdecki@ien.gda.pl 37