😻 😴 🖐🏽 Design baseado em modelo. Construindo um retificador ativo (baseado em um modelo matemático) ✌🏾 🚤 🧚🏻

Continuação de uma série de artigos sobre design orientado a modelo. Nos episódios anteriores:

Projeto orientado a modelo - como não repetir Chernobyl
Design baseado em modelo. Acionamento elétrico com motor DC sem escova
Projeto orientado a modelo. Criação de um modelo confiável, usando o exemplo de um trocador de calor para aviação
O esplendor e a pobreza do design orientado a modelos pelos padrões de aviação DO-331

Nesta série, os autores Yu. N. Kalachev e A.G. Alexandrov, representam um modelo matemático de um retificador ativo em um ambiente de modelagem estrutural.

Retificadores ativos são amplamente utilizados na tecnologia de conversores para garantir uma natureza ativa da troca de energia com a rede. Eles são um conversor CA-CC bidirecional com fator de potência unitário e baixa distorção não harmônica. A base do dispositivo é um inversor de ponte trifásico conectado à rede elétrica através de um bloqueador trifásico (veja a Fig. 1).

. 1 –

1. ?

, (U_dc) .

C_dc</sub> , (, ). , .

( ) , . , , .

, π/2. , π/2, . , , .

( ) , π/2, . .

.2 , .

. 2 –

:

$\vec U_ 1$ —

$\vec U_ 2$ — ,

$\vec U_ 1 - \vec U_ 2$ —

$\vec I$ —

ABC – ,

XY – , X .

.2 : ±90º, , .

, , , (U_dc). . - IGBT- .

2. A descrição matemática da operação do retificador ativo

Para o circuito na Fig. 1, você pode escrever a seguinte expressão:

{\vec{U}}_{1} = {\vec{U}}_{2} + \vec{I} \cdot R + L \cdot \frac{d \vec{I}}{d t}

$\vec U_1 = \vec U_2+ \vec I \cdot R +L \cdot \frac{d \vec I}{dt}$

onde:

R é a resistência ativa do indutor;

L é a indutância do indutor.

Para um sistema de coordenadas XY rotativo associado ao vetor de tensão da rede de entrada, você pode escrever:

{\begin{matrix} U_{1} = U_{2 X} + I_{X} R + L \frac{d I_{X}}{d t} - ω L I_{Y} \\ 0 = U_{2 Y} + I_{Y} R + L \frac{d I_{Y}}{d t} + ω L I_{X} \end{matrix}

$\left \{ \begin{gathered} U_1 =U_{2X} + I_X R +L \frac{dI_X}{dt} - \omega L I_Y\\ 0= U_{2Y} + I_Y R +L \frac{dI_Y}{dt} + \omega L I_X\\ \end{gathered} \right.$

Onde:

ω = 2 π f = 100 π

$\omega = 2\pi f = 100 \pi$ para 50 Hz

I_{X}

$I_X$ - componente ativo da corrente de entrada (coincide com a fase da rede);

I_{Y}

$I_Y$ - componente reativo da corrente de entrada (defasagem ou avanço da fase de rede em 90º).

Para que o padrão de consumo do corretor esteja ativo, é necessário manter $I_Y = 0$ .

Além disso, o corretor deve fornecer as funções do retificador, ou seja, manter o valor definido $U_{dc}$ , independentemente da corrente de carga.

3. A estrutura do sistema de controle do retificador ativo

Vamos considerar a estrutura do sistema com base em seu modelo no SimInTech (Fig. 3).

. 3 –

XY . ( $I_X$ ), $U_{dc}$ .

( $I_X$ ) ( $I_Y=0$ ).

:

Uset – Udc,.

– , .

ABC=>XY – , Y, .

XY=>ABC – Y .

PU – (), $U_{dc}$ $I_{1X}$ .

Ix – , .

Iy – , Y .

.U – Y — .

— (. 1.1). X, Y.

– — .