Simularea Variatoarelor de Tensiune Alternativa

Simularea Variatoarelor de Tensiune Alternativa

In cadrul simularilor variatoarelor de tensiune alternativa, am analizat cazurile generale:

V.T.A monofazat

V.T.A trifazat semicomandat

V.T.A trifazat complet comandat

Schema de simulare nr.1.V.T.A monofazat

Fisierul editat in mod text, este afisat mai jos:

Variator Tensiune Alternativa Monofazat

.PARAM DELAY_ANGLE=90 FREQ=50Hz

VS 1 0 SIN(0 169.7V 50)

Vg1 2 4 PULSE (0 10 /}} 1ns 1ns 100us } )

Vg2 3 1 PULSE (0 10 {+180}/}} 1ns 1ns 100us } )

R 4 5 2.5

L 5 6 6.5MH

VX 6 0 DC 0v ; Voltage source to measure the load curent

CS 1 7 0.1UF

RS 7 4 750

XT1 1 4 2 4 ASCR; Thyristor T1

XT2 4 1 3 1 ASCR; Thyristor T2

.SUBCKT ASCR 1 2 3 2

S1 1 5 6 2 SMOD ;

RG 3 4 50

VX 4 2 DC 0V

VY 5 2 DC 0V

RT 2 6 1

CT 6 2 10uF

F1 2 6 POLY(2) VX VY 0 50 11

.MODEL SMOD VSWITCH (RON=0.01 ROFF=10E+5 VON=0.1V VOFF=0V)

.ENDS ASCR;

.TRAN 1US 33.33MS;

.PROBE;

.OBTIONS ABSTOL=1.00N RELTOL = 1.0 VNTOL = 1.0M ITL5=10000;

.FOUR 50 HZ I(VX);

.END

Tensiunile si pulsurile de curent

Curentul pe condensator, curentul prin bobina, curentul prin sarcina

Schema nr.2.V.T.A Trifazat semicomandat

Fisierul editat in mod text, este afisat mai jos:

Van 1 0 SIN (0 169.7V 50Hz)

Vbn 2 0 SIN (0 169.7V 50Hz 0 0 -120DEG)

Vcn 3 0 SIN (0 169.7V 50HZ 0 0 -240DEG)

.PARAM DELAY_ANGLE=60 FREQ=50HZ

Vg1 12 4 PULSE ( 0 10 /}} 1ns 1ns 100us} )

Vg3 13 7 PULSE ( 0 10 {+120}/}} 1ns 1ns 100us } )

Vg5 14 9 PULSE ( 0 10 {+240}/}} 1ns 1ns 100us } )

Rs1 1 4 10MEG

Rs2 2 7 10MEG

Rs3 3 9 10MEG

Ra 4 5 2.5

VX 5 11 DC 0V ;

Rb 7 11 2.5

Rc 9 11 2.5

XT1 1 4 12 4 ASCR;

XT3 2 7 13 7 ASCR;

XT5 3 9 14 9 ASCR;

D2 9 3 DMOD

D4 4 1 DMOD

D6 7 2 DMOD

.MODEL DMOD D (IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJ0=2PF TT=1us)

.SUBCKT ASCR 1 2 3 2

S1 1 5 6 2 SMOD ;

RG 3 4 50

VX 4 2 DC 0V

VY 5 2 DC 0V

RT 2 6 1

CT 6 2 10uF

F1 2 6 POLY(2) VX VY 0 50 11

.MODEL SMOD VSWITCH (RON=0.01 ROFF=10E+5 VON=0.1V VOFF=0V)

.ENDS ASCR;

.TRAN 10us 33.33MS 0 0.1MS;

.PROBE

.OPTIONS ABSTOL=1.00N RELTOL=0.01 VNTOL=0.01 ITL5=10000;

.FOUR 50Hz I(Vx).END

Formele de unda aferente schemei de simulare sunt reprezentate in figura urmatoare.

Tensiunile sunt repartizate dupa cum urmeaza:

Pulsurile de curent in grilele celor 3 tiristoare, sunt

reprezentate in figura care urmeaza:

Se pot observa defazajele care apar la generarea pulsurilor de curent, fapt ce determina intrarea in conductie pe rand a fiecarui tiristor de pe fiecare faza.

Curentii pe diode sunt evidentiati in figura urmatoare:

Curentii prin rezistentele Ra, Rb, Rc sunt:

Curentii prin rezistenta de sarcina sunt dupa cum urmeaza:

Schema 3.V.T.A trifazat complet comandat

Schema descrie un VTA complet comandat utilizand 6 tiristoare, cate 2 pe fiecare faza a sarcinii.Sarcina este trifazata.Cele 6 tiristoare au acelasi unghi de comanda , alfa.

Schema echivalenta pentru simulare este reprezentata mai jos:

Fisierul editat , in mod text, este descris mai jos:

Van 1 0 SIN ( 0 220V 50Hz)

Vbn 2 0 SIN ( 0 220V 50Hz 0 0 -120DEG)

Vcn 3 0 SIN ( 0 220V 50HZ 0 0 -240DEG)

.PARAM DELAY_ANGLE=60 FREQ=50HZ

Vg1 12 4 PULSE (0 10 /}} 1ns 1ns 100us })

Vg2 13 7 PULSE (0 10 +60)/}} 1ns 1ns 100us })

Vg3 14 9 PULSE (0 10 {+120}/}}1ns 1ns 100us })

Vg4 15 3 PULSE (0 10 {+180}/}} 1ns 1ns 100us })

Vg5 16 1 PULSE (0 10 {+240}/}} 1ns 1ns 100us })

Vg6 17 2 PULSE (0 10 {+300}/}} 1ns 1ns 100us })

Ra 4 5 2.5

VX 5 11 DC 0V

Rb 7 11 2.5

Rc 9 11 2.5

XT1 1 4 12 4 ASCR

XT3 2 7 13 7 ASCR

XT5 3 9 14 9 ASCR

XT2 9 3 15 3 ASCR

XT4 4 1 16 1 ASCR

XT6 7 2 17 2 ASCR

.SUBCKT ASCR 1 2 3 2

S1 1 5 6 2 SMOD ;

RG 3 4 50

VX 4 2 DC 0V

VY 5 2 DC 0V

RT 2 6 1

CT 6 2 10uF

F1 2 6 POLY(2) VX VY 0 50 11

.MODEL SMOD VSWITCH (RON=0.01 ROFF=10E+5 VON=0.1V VOFF=0V)

.ENDS ASCR;

.TRAN 0.1MS 33.33MS

.PROBE

.OPTIONS ABSTOL=1.00N RELTOL = 0.01 VNTOL = 0.01 I TL5 = 10000;

.FOUR 50HZ I(VX)

.END

Formele de unda sunt reprezentate mai jos.Pulsurile de curent in grilele celor 6 tiristoare sunt:

Se poate observa defazajul intre pulsurile generate in grilele celor 6 tiristoare.Amplitudinile curentilor, cat si unghiul de comanda a celor 6 tiristoare sunt egale.

In continuare vom evidentia variatia curentului, prin rezistentele de sarcina.Acesta arata in felul urmator

Schema 4.VTA trifazat. Complet comandat.Conectare triunghi

Schema de principiu, pe care s-a realizat simularea este reprezentata in figura de mai jos:

Schema de principiu, care evidentiaza conexiunea triunghi, este reprezentata in figura de mai jos:

Fisierul pentru simulare, editat in mod text, aferent schemei 4. este prezentat in cele ce urmeaza:

Van 1 0 sin (0 169.7V 50hz)

Vbn 2 0 sin (0 169.7V 50hz 0 0 -120DEG)

Vcn 3 0 sin (0 169.7V 50hz 0 0 -240DEG)

.PARAM Freq=50Hz Delay_Angle=90

vg1 9 2 pulse (0 10 /}} 1ns 1ns 100us })

vg2 12 8 pulse (0 10 +60)/}} 1ns 1ns 100us })

vg3 10 3 pulse (0 10 {+120}/}} 1ns 1ns 100us })

vg4 13 6 pulse (0 10 {+180}/}} 1ns 1ns 100us })

vg5 11 4 pulse (0 10 {+240}/}} 1ns 1ns 100us })

vg6 14 7 pulse (0 10 {+300}/}} 1ns 1ns 100us })

Ra 4 5 2.5

VX 5 6 DC 0V

Rb 2 7 2.5

Rc 3 8 2.5

VY 1 4 DC 0V

XT1 6 2 9 2 ASCR

XT3 7 3 10 3 ASCR

XT5 8 4 11 4 ASCR

XT2 4 8 12 8 ASCR

XT4 2 6 13 6 ASCR

XT6 3 7 14 7 ASCR

.SUBCKT ASCR 1 2 3 2

S1 1 5 6 2 SMOD ;

RG 3 4 50

VX 4 2 DC 0V

VY 5 2 DC 0V

RT 2 6 1

CT 6 2 10uF

F1 2 6 POLY(2) VX VY 0 50 11

.MODEL SMOD VSWITCH (RON=0.01 ROFF=10E+5 VON=0.1V VOFF=0V)

.ENDS ASCR;

.TRAN 0.1us 33.33MS

.PROBE

.OPTIONS ABSTOL=1.00N RELTOL = 0.01 VNTOL = 0.01 ITL5 = 10000;

*

.FOUR 50hz I(VX)

.END

Formele de unda obtinute prin simulare sunt reprezentate in figurile care urmeaza:

Pulsurile de curent in grilele celor 6 tiristoare, sunt dupa cum urmeaza:

Curentii prin sarcinile Ra, Rb , Rc sunt dupa cum urmeaza:

Schema de simulare nrVTA trifazat.Conectare triunghi

Schema de simulare este prezentata in figura care urmeaza:

Fisierul de simulare editat in LTSpice este afisat mai jos:

Van 1 0 SIN (0 169.7V 50HZ)

Vbn 2 0 SIN (0 169.7V 50HZ 0 0 -120DEG)

Vcn 3 0 SIN (0 169.7V 50HZ 0 0 -240DEG)

.PARAM DELAY_ANGLE=30 FREQ=50HZ

Vg1 9 7 PULSE (0 10 /}} 1ns 1ns 100us })

Vg2 10 8 PULSE (0 10 {+120}/}} 1ns 1ns 100us })

Vg3 11 5 PULSE (0 10 {+240}/}} 1ns 1ns 100us })

Ra 4 5 2.5

VX 5 6 DC 0V ;

Rb 2 7 2.5

Rc 3 8 2.5

VY 1 4 DC 0V;

XT1 6 7 9 7 ASCR

XT2 7 8 10 8 ASCR

XT3 8 5 11 5 ASCR

.SUBCKT ASCR 1 2 3 2

S1 1 5 6 2 SMOD ;

RG 3 4 50

VX 4 2 DC 0V

VY 5 2 DC 0V

RT 2 6 1

CT 6 2 10uF

F1 2 6 POLY(2) VX VY 0 50 11

.MODEL SMOD VSWITCH (RON=0.01 ROFF=10E+5 VON=0.1V VOFF=0V)

.ENDS ASCR;

.TRAN 1us 33.33ms 00.1ms

.PROBE

.FOUR 50hz I(VX)

.END

Formele de unda aferente schemei sunt prezentate mai jos:

Pulsurile de curent in grilele celor 3 tiristoare sunt dupa cum urmeaza:

Si in acest caz se poate observa defazajul care apare la intrarea in conductie a tiristoarelor.

Curentii prin tiristoare sunt dupa cum urmeaza:

Curentii prin rezistentele de sarcina sunt dupa cum urmeaza: