描述

该电路基于专用电源系统的DC4模块。它模拟了一个200 HP直流电机无循环电流的四象限三相整流器(双转换器拓扑)驱动器。

200 HP直流电动机由一个恒定的310v直流场电压源单独激励。电枢电压由两个三相反并联转换器提供，由两个PI调节器控制。这允许双向电流通过直流电机电枢电路，从而四象限操作。转换器由380v AC 50hz电压源提供。

调节器控制两个转换器晶闸管的发射角度。第一个调节器是速度调节器，其次是电流调节器。调速调节器输出电流控制器使用的电枢电流参考(单位:p.u)，以获得达到所需速度所需的电磁转矩。速度参考变化率遵循加速和减速斜坡，以避免突然的参考变化，可能导致电枢过流和系统不稳定。电流调节器通过计算适当的可控硅发射角度来控制电枢电流。这就产生了获得所需电枢电流所需的变换器输出电压。

与原来的DC4块相比，该电路模型为无循环电流的四象限驱动器。在这一调节过程中，通过自动控制发射脉冲来完全抑制循环电流的流动。通过启用两个可控硅变换器所需的两个发射脉冲中的一个，在同一时间只有一个变换器工作并携带负载电流。另一个转换器被暂时阻塞。发射脉冲控制完全由“桥驱动器”模块管理。通过感知参考电流和负载电流，该模块通过启用适当的变换器发射脉冲来确定何时必须发生变换器交叉。

两个发射角被控制，使它们的和为180度。这允许更平滑的桥过渡。由于循环电流被抑制，不需要更多的电感来限制这个电流的值。然而，一个10mh平滑电感被放置在串联电枢电路，以减少电枢电流振荡。

模拟

开始模拟。您可以在瞄准镜上观察电机电枢电压和电流，变换器发射角度和电机转速。电流和速度参考也显示。在主块内添加了第二个作用域，以允许您可视化转换器输出电流。由“桥接驱动”模块控制的“block_1”和“block_2”信号也可见。

在模拟过程中，电机与风扇耦合。这种负载的机械扭矩与速度的平方成正比。

初始转速参考设置为1184 rpm，公称转速。观察电机转速准确地遵循加速度参考斜坡(+320转/秒)，并在大约4秒后达到稳定状态。加速度慢是由于负载的惯性大。

电枢电流很好地跟随参考电流，稳定在330 A左右。在加速阶段，电枢电流逐渐增大(由此产生的电磁转矩也逐渐增大)，与负载相反的机械转矩随着速度的增加而增大。只有转换器1在工作(Block_1低)，转换器2被抑制(Block_2高)。因此转换器1的输出电流等于负载电流，转换器2输出无电流。注意，10mh平滑电感保持电枢电流振荡相当小。

在t = 4.5秒时，速度基准下降到-600转/秒，电枢电流随着速度降低以降低电磁转矩，以便在负速度斜坡(-320转/秒)后减速。

在t = 5.3 s左右，电枢电流达到0a，发生电桥交叉，使电枢电流变为负值。转换器1被禁用，转换器2被启用(Block_1变高，Block_2变低)。为了避免在交叉过程中两个转换器同时导通(从而避免循环电流)，在禁用转换器1后几毫秒启用传入转换器。转换器2输出负载电流，转换器1输出电流为零。注意，在电桥过渡期间电流波形保持平滑。这个负电流现在产生一个制动扭矩，以保持风扇减速。

在t = 8.2秒时，速度达到0转/分，电枢电流现在产生加速转矩，允许风扇在负速度平面加速。

在t =11秒时，速度和电枢电流分别稳定在-600 rpm和90 A左右。

笔记

1)电力系统离散化，时间步长为5us。控制系统(调节器和桥式驱动模块)使用100 us的时间步长来模拟微控制器控制设备。

2)为了减少作用域内存中存储的点的数量，使用了抽取因子10。