Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά Ισχύος με χρήση MATLAB και SIMULINK....

download Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά Ισχύος με χρήση MATLAB και SIMULINK. Ελεγχόμενοι ανορθωτές και AC ρυθμιστές

of 128

  • date post

    04-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    12
  • download

    0

Embed Size (px)

description

free ebook, ISBN 978-618-82223-0-4, http://hws.org.gr/books/EHIMXMS.pdf, CC-BYΤο βιβλίο αυτό απευθύνεται σε προπτυχιακούς φοιτητές ανώτατης εκπαίδευσης και ειδικά φοιτητές των Τεχνολογικών Εκπαιδευτικών Ιδρυμάτων. Εφαρμόζει μια δομημένη προσέγγιση κατά την οποία ο φοιτητής καλείται να εκτελέσει 10 διαφορετικές εργαστηριακές ασκήσεις, διάρκειας δύο διδακτικών ωρών, σε περιβάλλον MATLAB και SIMULINK. Η εκπαιδευτική προσέγγιση έχει ως κύριο στόχο να ωθήσει τον φοιτητή να εργαστεί χρησιμοποιώντας το λογισμικό από την πρώτη στιγμή για να εξοικειωθεί με βασικές αρχές, έννοιες και κυκλώματα των ηλεκτρονικών ισχύος. Γίνεται συνειδητή προσπάθεια αποφυγής εκτενής παρουσίασης του λογισμικού αλλά και του γενικότερου θεωρητικού υποβάθρου. Νέες έννοιες αλλά και λειτουργίες του λογισμικού εισάγονται σταδιακά, ώστε να διατηρηθεί το ενδιαφέρον, να αποφευχθεί η επανάληψη παρόμοιων βημάτων σε κάθε άσκηση και να μετριασθεί η ροή της πληροφορίας. Κάθε άσκηση ολοκληρώνεται με παράθεση των βασικών σημείων και των εκπαιδευτικών στόχων. Η προσέγγιση που περιγράφεται σε αυτό το βιβλίο ακολουθήθηκε κατά το χειμερινό εξάμηνο του 2014-2015 στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε. του ΤΕΙ Κρήτης. Στο τέλος του κύκλου των ασκήσεων, οι φοιτητές κλήθηκαν να απαντήσουν σε σχετικό ερωτηματολόγιο. Το διδακτικό πλάνο καθώς και μια πρώτη ανάλυση των απαντήσεων των φοιτητών στο ερωτηματολόγιο παρουσιάστηκαν στο Πανελλήνιο Συνέδριο Ηλεκτρονικής και Τηλεπικοινωνιών (Pan-Hellenic Conference on Electronics and Telecommunications - PACET) του 2015. Η ανάλυση των απαντήσεων έδειξε ότι, σύμφωνα με την κρίση των φοιτητών, η συγκεκριμένη προσέγγιση βελτίωσε σημαντικά τις γνώσεις και την ευχέρεια χρήσης του συγκεκριμένου λογισμικού αλλά και τις βασικές γνώσεις τους για θεμελιώδεις έννοιες και ζητήματα της ευρύτερης επιστήμης του ηλεκτρολόγου μηχανικού. Παράλληλα πέτυχε να αυξήσει σημαντικά το ενδιαφέρον τους για τον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος αλλά και για το χρησιμοποιούμενο λογισμικό. Σημαντικό ποσοστό των φοιτητών θεώρησε τις γνώσεις που αποκτήθηκαν χρήσιμες για άλλα μαθήματα, για την εξομοίωση άλλων κυκλωμάτων στο μέλλον και για την πτυχιακή τους εργασία. Το γενικότερο ποσοστό ικανοποίησης έφτασε το 90%.(από τον Πρόλογο)

Transcript of Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά Ισχύος με χρήση MATLAB και SIMULINK....

  • . &

    , .

    MATLAB SIMULINK

    AC

    MATLAB SIMULINK , Fourier, SimPowerSystems , blocks

    (, , , ) R, L, Ed AC

  • . &

    , .

    MATLAB SIMULINK

    AC

    MATLAB SIMULINK , Fourier, SimPowerSystems , blocks

    (, , , ) R, L, Ed AC

  • MATLAB SIMULINK

    AC : , 16, , 27300 email: contact@hws.org.gr (open access) : hws.org.gr (direct link: http://hws.org.gr/books/EHIMXMS.pdf) ISBN 978-618-82223-0-4 Copyright . , 2015 CC-BY 4.0 ( 4.0) http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode CC-BY 4.0 ( 4.0) (Free Cultural Works) http://creativecommons.org/freeworks This work is available under the CC-BY 4.0 license.

  • . 10 , , MATLAB SIMULINK. , . 1. , , . .

    2014-2015 .. 2. , . (Pan-Hellenic Conference on Electronics and Telecommunications - PACET) 20153,4. , , . . , . 90%.

    .

    1 - http://tinyurl.com/o3vapby. 2 : . , : , , 2014-2015 3 . 4 - (. , . , . ), .

  • 1: MATLAB-, , ... 1 1.1 .. 1 1.2 , ans... 1 1.3 .. 3 1.3.1 , , 3 1.3.2 . 4 1.3.3 . 4 1.3.4 whos.. 5 1.3.5 (complex). 6 1.3.6 ( ), s.... 6 1.3.7 length.7 1.3.8 ( ) - plot... 8 1.3.9 , ... 10 1.4.1 ... 10 1.4.2 ( hold).. 11 1.5 - - trapz11 1.6 . 13 2: Fourier... 14 2.1 14 2.2 Fourier.. 14 2.3.1 Fourier MATLAB fft ... 15 2.3.2 Fourier MATLAB ... 17 2.3.3 Fourier MATLAB (scaling) 20 2.3.4 .. 21 2.3.5 .... 22 2.4 . 23 2.5 . 24 2.6 THD.. 27 2.7 . 28 3: SIMULINK (SimPowerSystems). 29 3.1.1 SIMULINK... 29 3.1.2 , block. 29 3.1.3 . 30 3.1.4 ... 30 3.2.1 SimPowerSystems. 31 3.2.2 powergui block 31 3.3 .. 31 3.3.1 DC ... 32 3.3.2 C RMS 33 3.3.3 C .. 35 3.3.4 (mux), (demux) (multimeter).. 37 3.3.5 C Fourier . 38 3.4 . 40 4: 41 4.1 To block simulink snubber ... 41 4.2 To snubber 41 4.3 .. 42 4.4 measurement port ( ).. 42 4.5 ... 42 4.6 42 4.6.1 (), RMS . 43 4.6.2 (), .. 44 4.6.3 .. 44 4.6.4 / 45 4.6.5 Ed... 45

  • 4.6.6 .......... 46 4.6.7 (L>>R), 48 4.6.8 48 4.7 . 49 5: ( ).. 50 5.1 (controlled rectifiers) 50 5.2 (thyristor) 50 5.3 thyristor block simulink... 50 5.4 pulse generator block.. 50 5.5 scope 51 5.6 scope. 51 5.7 ...52 5.8 MATLAB.. 52 5.9.1 ... 53 5.9.2 . 55 5.9.3 DC . 57 5.9.4 DC ... 58 5.9.5 .. 58 5.10 ... 60 6: ( ).. 61 6.1.1 61 6.1.2 .. 62 6.1.3 RMS dc .. 63 6.2 - ... 63 6.2.2 RMS dc .. 65 6.2.3 - .. 65 6.3 R-L-Ed , FWD.. 67 6.4 . 67 7: 68 7.1 ( ). 68 7.2 Goto From blocks. 69 7.3 70 7.4 RMS dc . 70 7.5 - . 70 7.5.1 - 71 7.5.2 - .. 72 7.6 72 7.7 . 74 8: ... 75 8.1 ... 75 8.2 .. 75 8.3 .. 76 8.4 simulink.. 77 8.5 crest factor ( ) 77 8.6 (Peak Inverse Voltage PIV). 78 8.7 ... 78 8.8 RMS . 80 8.9 .. 80 8.10 add block...81 8.11 ... 82 8.12.1 .. 83 8.12.2 ... 84 8.13 ... 86 9: 87 9.1 ( ). 87 9.2 Synchronized 6-Pulse Generator block 89 9.3 simulink 91 9.4 simulink Universal Bridge block... 91 9.5 Gain block...92 9.6 (Subsystems) 93

  • 9.7.1 - . 94 9.7.2 - ... 95 9.7.3 - 96 9.8.1 - .. 96 9.8.2 - (- ). 97 9.9.1 Controlled Current Source block.. 98 9.9.2 ...99 9.9.3 .. 100 9.10 ... 101 10: AC ... 103 10.1 . 103 10.2 SIMULINK ( ) 103 10.3 ... 105 10.4.1 AC .... 107 10.4.2 AC 108 10.5 Transport Delay block.. 110 10.6.1 1 111 10.6.2 2 112 10.6.3 3 113 10.7 ... 114 : D. Pylarinos, I. Androulidakis, K. Siderakis, E. Drakakis, "A Matlab/SimulinkApproach for a First Course in Power Electronics", 3rd Panhellenic Conference on Electronics andTelecommunications, Ioannina, Greece, May 8-9, 2015... 115

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK

    - 1 -

    1: MATLAB-, ,

    1.1 MATLAB : * + - / ^. . ^ ( 32 3^2) sqrt (

    2 sqrt(2)). : >> 2^3/(1+3) ans = 2 1.2 , ans , , MATLAB ans ( answer=). : : >> x=2^3 x = 8 ( ) . _ . : >> metabliti_1=2^3 metabliti_1 = 8 MATLAB . disp ( display) ( disp(x) x)

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK - 2 -

    : >> x1=2^3; >> x2=2*x1; >> x1 x1 = 8 >> x2 x2 = 16 >> disp(x2) 16 1: MATLAB . , . H MATLAB . >> x1=5; >> x1=6; >> disp(x1) 6 2: MATLAB , /, . date . date . . MATLAB, help . : >> help date DATE Current date as date string. S = DATE returns a string containing the date in dd-mmm-yyyy format. See also now, clock, datenum. Reference page in Help browser doc date

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK

    - 3 -

    doc MATLAB. 1.3 MATLAB MATrix LABoratory ( ). . (.. , ). . MATLAB. / / . 1.3.1 , , MATLAB . :

    1. 2. 3. 4.

    : >> x1=[1 2] x1 = 1 2 >> x2=[3; 4] x2 = 3 4 >> x1' ans = 1 2

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK - 4 -

    . , MATLAB : >> x1=[1 2]; >> x2=[3; 4]; >> x3=x1*x2 x3 = 11 >> >> x4=x1'*x2 ??? Error using ==> mtimes Inner matrix dimensions must agree. 1.3.2 MATLAB . . x1. x1^2 MATLAB 1x2 ( 1x2) . . : >> x1=[1 2]; >> x1^2 ??? Error using ==> mpower Matrix must be square. >> x1.^2 ans = 1 4 . , ( ). 1.3.3 , : .

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK

    - 5 -

    MATLAB . , : >> x(1:3)=1; x(4:6)=2; >> disp(x) 1 1 1 2 2 2 , : >> pin1=1:6 pin1 = 1 2 3 4 5 6 6 1 6 . . , :

    = :: . , MATLAB 1 ( ). ( ). : >> pin2=1:2:6; >> disp(pin2) 1 3 5 >> pin3=9:-1:7; >> disp(pin3) 9 8 7 >> pin4=0:0.01:0.05 >> disp(pin4) 0 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400 0.0500 : . 1.3.4 whos .

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK - 6 -

    GUI MATLAB (workspace) . whos. ( whos) whos. whos metabliti1 metabliti2 ... . : >> t=1/5000:1/5000:1; >> whos t Name Size Bytes Class Attributes t 1x5000 40000 double 1.3.5 (complex) MATLAB . i j. , whos complex. : >> x=3+5j >> disp(x) 3.0000 + 5.0000i >> x=3+5j >> disp(x) 3.0000 + 5.0000i >> y= [x 2-j] >> disp(y) 3.0000 + 5.0000i 2.0000 - 1.0000i >> whos x y Name Size Bytes Class Attributes x 1x1 16 double complex y 1x2 32 double complex 1.3.6 ( ), s 1.2.3 () . / .. 50Hz. 50

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK

    - 7 -

    100 ( ), 5000 . : >> t=1/5000:1/5000:1; 1: t 1/5000 0. 1. t=0:1/5000:1; 5001 5000. 50 + 1 . t=1/5000:1/5000:1; t=0:1/5000:1-1/5000; 2: (DAQ) (.. ). Fs Ts, Fs=1/Ts. Fourier. Fs=5000 s=1/5000. , 0, , 2 ... . , ( t1 t2 ): : >> Fs=5000; >> Ts=1/Fs; >> t1=Ts:Ts:1; >> whos t1 Name Size Bytes Class Attributes t 1x5000 40000 double >> t2=0:Ts:1-Ts; >> whos t2 Name Size Bytes Class Attributes t2 1x5000 40000 double 1.3.7 length . pin2(2) pin2.

  • 1: MATLAB

    MATLAB SIMULINK - 8 -

    : >> pin2=1:2:6; >> disp(pin2) 1 3 5 >> pin2(2) ans = 3 , ... 1: . length. : >> x=[1 2;3 4] x = 1 2 3 4 >> x2=x