Analiza obwodu wyładowczego generatora przepięć piorunowych

Zgodnie z zasadą działania symulowanego generator udarów stosowane w testach kompatybilności elektromagnetycznej i generator udarów piorunowych test, w połączeniu z powszechnie stosowanymi w bieżących standardach przebiegami testowymi 8/20 μs i 10/700 μs, skład i parametry składowe obwodu wyładowczego do symulacji różnych przebiegów generator udarów można uzyskać za pomocą równań różniczkowych drugiego rzędu i symulacji MATLAB. Odkrycia te dostarczają metod analitycznych i rozwiązań problemów napotykanych w testach udarowych.

Ostatnie badania to wykazały impuls wzrostowy urządzenia obserwacyjne, będące połączeniem komputerów i oscyloskopów, mogą rejestrować parametry udarów w formie cyfrowej. Korzystając z oprogramowania do symulacji komputerowej i nieliniowych metod dopasowywania danych, informacje liczbowe można przekształcić w odpowiednią symulację przebiegi udarowe. Personel badawczy projektuje generatory przepięć oparte na zasadzie ładowania i rozładowywania kondensatorów, mające na celu symulowanie impulsów przepięciowych generowanych przez wyłączniki systemu elektroenergetycznego lub impulsów piorunowych. Zrozumienie składu i struktury obwodu wyładowczego podczas procesu testowego nie tylko zapewnia lepszą kontrolę procesu testowego, ale także umożliwia dokładną ocenę i dogłębną analizę problemów napotkanych podczas testu.

1. Definicja przebiegu symulowanego generatora udarów

Najpierw zdefiniujmy symulację generator udarów przebieg. Opierając się na charakterystyce pojedynczego impulsu przybliżającej wykładniczy wzrost i spadek kształtu fali impulsu pioruna, Bruce Godle podsumował podwójnie wykładniczą funkcję kształtu fali prądu pioruna.
i(t)=I0k(e-at-e-βt）， （1 ）
We wzorze (1) Io jest wartością impulsu prądowego KA; α to tłumienie przed falami
Współczynnik; β jest współczynnikiem tłumienia fali; K jest współczynnikiem korekcji kształtu fali.

W podobny sposób można przedstawić przebiegi impulsów napięcia
u(t)=U0A(et/τ1-et/τ2）， （2 ）
We wzorze (2) U0 jest wartością impulsu napięcia, KV; A jest współczynnikiem korygującym;
Τ1 jest stałą czasową połowy szczytu; τ2 jest stałą czasową głowicy. Można otrzymać obróbkę wzoru (1) i wzoru (2).

I t)/u (t) = k (E-AT-E-βt). (3)
Wzór (3) nazywany jest równaniem funkcji jednostkowego prądu szczytowego/napięcia. 8/20 μs Wartość współczynnika odpowiadająca kształtowi fali testu 10/700 μS.

2. Generator prądu udarowego 8/20 μS Obwód wyładowczy Analiza matematyczna

2.1 Równanie i rozwiązanie fali impulsowej prądu

Następnie przeanalizowaliśmy analizę matematyczną obwodu rozładowania generatora prądu udarowego 8/20 μS. Najpierw rozważamy równanie różniczkowe aktualnej fali impulsowej i jego rozwiązanie. Odpowiednik obwodu rozładowującego generatora prądu udarowego pokazano na rysunku 1. Kiedy rozmiar geometryczny rzeczywistego obwodu jest znacznie mniejszy niż długość fali sygnału roboczego, nazywamy to zbiorem obwodów o całkowitych parametrach. Obwód dynamiczny złożony z niezależnego elementu zasilającego i oporowego oraz elementów dynamicznych, jego równanie obwodu jest zbiorem równań różniczkowych. Pojemność i indukcyjność są powiązane z napięciem i przepływającym prądem.

C -Główny kontener elektryczny; R -impedancja obwodu i rezystancja fali; L -wartość indukcyjności rozkładu obwodu i rezystancji falowej.

Korzystając z prawa Kirhoffa, możemy wyliczyć zależności między obwodami i przekonwertować równanie różniczkowe obwodu, a następnie rozwiązać równanie swobodnej odpowiedzi układu. Ponieważ wartość kondensatora jest obliczana z C × [P1P2 (P1-P2)] jako znormalizowany parametr K, aby uzyskać prąd impulsowy w celu uzyskania odpowiedniej wartości amplitudy, napięcie ładowania kondensatora musi być równe wartości prądu impulsu . Zwiększy to jednak poziom rezystancji kondensatorów ładujących i przyspieszy starzenie się pojemności. Aby rozwiązać ten problem, w praktycznych zastosowaniach możemy odpowiednio zwiększyć pojemność kondensatora ładującego poprzez kondensatory równoległe i zmniejszyć amplitudę napięcia ładowania. Ponadto możemy symulować za pomocą komponentu Simulink, aby uzyskać skład obwodu wyładowczego i parametry składowe różnych fal impulsowych oraz spełnić standardowe wymagania uzyskane przez kombinację przebiegów impulsowych. Należy jednak zauważyć, że modele te są tworzone w idealnym środowisku, a przy rzeczywistym projektowaniu obwodów musimy również wziąć pod uwagę parametry dystrybucji komponentów, takie jak utrata impedancji, pojemność i cewki indukcyjne w obwodzie, a także parametry rozproszone na cewce PEARSONA. Dostrajając różne wartości parametrów komponentów, możemy uzyskać stosunkowo standardowy przebieg.

3. Zastosowanie generatora przepięć piorunowych:

W teście udarowym bardzo ważne jest zastosowanie obserwatora impulsów roju. Obserwator impulsów udarowych może rejestrować parametry roju w formie cyfrowej, dzięki współpracy komputera i oscyloskopu. Dzięki nieliniowemu dopasowaniu informacji cyfrowych można je przekształcić w odpowiednie fale symulacyjne. Personel testujący może zaprojektować generator udarowy zgodnie z zasadą ładowania i rozładowywania kondensatorów, symulując wyłącznik systemu elektroenergetycznego lub stany nieustalone uderzenia pioruna generowane przez stany nieustalone. Dzięki zastosowaniu obserwacji impulsów rosnących personel testowy może nie tylko lepiej zrozumieć proces testowania, ale także dokładnie ocenić i dogłębnie przeanalizować problemy występujące w teście.

Wnioski:

(1) Zgodnie z charakterystyką składową obwodu (napięcie pojemnościowe, prąd indukcyjny itp.) prawo Cirhoffa służy do wyszczególnienia zależności między obwodami, przekształcenia równania różniczkowego obwodu i rozwiązania równania swobodnej odpowiedzi układu.
(2) Ponieważ wartość pojemności jest obliczana jako znormalizowany parametr K przez wartość kondensatora, aby uzyskać prąd impulsowy o odpowiedniej wartości amplitudy, napięcie ładowania kondensatora musi być równe wartości prądu impulsu. Zwiększy to poziom rezystancji kondensatora ładującego i przyspieszy starzenie się pojemności. W praktycznych zastosowaniach, ponieważ U0C [P1P2/(P1-P2)] ma stałą wartość, może odpowiednio zwiększyć pojemność kondensatora ładującego poprzez równoległe kondensatory i zmniejszyć amplitudę napięcia ładowania.
(3) Poprzez symulację komponentu Simulink uzyskuje się skład obwodu wyładowczego i parametry składowych różnych fal impulsowych. Uzyskany w wyniku połączenia przebieg impulsowy spełnia wymagania normy. Jest to jednak model ustalony w idealnym środowisku. W rzeczywistym projekcie obwodu konieczne jest uwzględnienie parametrów dystrybucji, takich jak utrata impedancji, pojemność i cewki indukcyjne w obwodzie, rozproszone parametry znaków napięcia napięcia obwodu i prądu obwodu. Pearson Pearson. Rozproszone parametry cewki mogą być nieznacznie dostosowany do wartości różnych komponentów, aby uzyskać stosunkowo standardowy kształt fali.
(4) Poprzez zbadanie zasady działania symulowanych udarów falowych w badaniu kompatybilności elektromagnetycznej i badaniu generatora udarów piorunowych, w połączeniu z przebiegami testowymi 8/20 μs i 10/700 μs, zwykle wykonywanymi w obowiązujących normach, drugie - równanie różniczkowe rzędu można przejść przez drugi rząd. Rozwiązanie i symulacja obliczeń w Matlabie w celu uzyskania składu i parametrów składowych różnych obwodów rozładowczych generatora udarowego do symulacji kształtu fali. Jednocześnie obserwacje impulsów falowych można wykorzystać do obserwacji i rejestracji, co pozwala lepiej uchwycić proces testowy oraz dokładnie przeanalizować i rozwiązać problemy napotkane w teście. Zastosowanie tych metod i technologii zapewni skuteczne metody analizy i rozwiązania problemów w badaniach kompatybilności elektromagnetycznej i badaniach uderzenia pioruna.

Tagi:SG61000-5