Разделы сайта

Оценка устойчивости системы с коммутатором.

Требуемое качество переходных процессов обеспечивается контуром ШС, если режимы нагружения системы выбраны правильно, то коммутатор только смещает рабочую току, следовательно при условии устойчивости контура ШС и вся система так же будет устойчива. Подтвердить это можно проведя моделирования при разных режимах нагружения. Моделирование проведём как при скачкообразном изменении нагрузки, так и при синусоидальном. Упростить структуру таким образом, чтобы её можно было анализировать используя классические методы ТАУ невозможно, так как в системе присутствуют несколько нелинейных элементов, и привести к систему к одному нелинейному элементу и эквивалентной линейной части, как в предыдущем случае, нельзя. Поэтому, об устойчивость системы с коммутатором мы будем судить по качеству переходных процессов возникающих в системе при различных изменениях в нагрузки.

Для моделирования воспользуемся упрощенной структурой, аналогичной той что приведена на рисунке 2.5, только добавим к ней модель коммутатора (рисунок 2.8).

Рис. 2.8. Модель системы с коммутатором.

Из вида переходного процесса (рисунок 2.9) можно заключить, что если нагрузка находится в диапазоне регулирования ШС, то все выводы сделанные в пункте 2.1.2 справедливы. Если изменение нагрузки оказывается больше того которое может скомпенсировать ШС, то начинает сказываться быстрота работы коммутатора. На качество переходных процессов в таком случае будут влиять пороги срабатывания коммутатора и скорость набора требуемого количества секций. Этими параметрами мы будем варьировать для достижения нужной формы ПП.

Рис. 2.9. Переходной процесс (напряжение на шине) в системе.

Разберем подробно переходной процесс изображенный на рисунке 2.9. Колебательность в момент включения обусловлена тем, что нагрузка слишком мала, следовательно запас по фазе тоже мал (об этом говорилось в предыдущей главе). В момент времени 0.15с происходит наброс нагрузки (нагрузка увеличивается в 4 раза), при этом происходит просадка выходного напряжения, так как такая нагрузка выходит за пределы возможностей регулирования ШС. В момент времени 0.23с интегратор находящийся в составе модели коммутатор набирает требуемую величину и происходит подключение дополнительной секции. Так как добавленный ток оказался больше требуемого происходит увеличение выходного напряжения выше опорного. К моменту 0.30с ШС полностью отрабатывает этот выброс. В момент времени 0.38 из - за накапливающейся ошибки происходит подключение еще одной дополнительной секции, но этот выброс очень быстро отрабатывается ШС.

Но 0.6с происходит скачкообразное уменьшение нагрузки в 4 раза. Так как в системе отсутствует нелинейность БС, а быстродействие ШС и коммутатора ограничено, то происходит значительны выброс выходного напряжения. Знак ошибки при этом изменяется, значение накопленное интегратором начинает убывать и происходит отключение двух секций, напряжение просаживается и на 0.75с ШС начинает доводить его до номинала. На 0.8с переходные процессы завершаются и система работает устойчиво.

Несмотря на большую длительность переходных процессов и значительное перерегулирование данная модель работает правильно и предсказуемо.

Проведенный выше анализ носит только качественный характер и не преследует цели определить параметры реальной схемы. Связано это с тем что реальная схема гораздо сложнее по функциональному составу, и содержит множество более сложных нелинейностей в различных сочетаниях. Такой анализ позволяет лучше понять процессы протекающие в системе и выработать методику анализа её работы. Кроме этого на основе структурной схемы, на следующем этапе, можно будет разработать функциональную схему устройства, более подробную.

В последующем так же можно будет подобрать параметры дифференциатора для реальной схемы, предварительно скорректировав согласно реальной схемы модель приведённую на рисунке 2.5.

Самое читаемое:

Исследование электромагнитной обстановки в помещении при воздействии сверхкоротких электромагнитных импульсов на электронные средства
Задача борьбы с электромагнитными воздействиями возникла почти одновременно с электроникой, но в то время самостоятельного значения не имела и особых трудностей для своего решения не представляла. Трудности появились с увеличением количества технических средств, в частности электронных средств (ЭС), усложнением и ...