Возможности ускорения работы программ расчета преобразователей на ЭВМ

June 6, 2012 by admin Комментировать »

Расчет систем с полупроводниковыми преобразователями с большим количеством венти­лей осуществляется обычно с малыми шагами интегрирования, чтобы уменьшить погрешности, вызванные неточным определением моментов включения и выключения вентилей. Особенно ма­лые шаги интегрирования используются при расчете транзисторных схем, в которых переключе­ния вентилей могут осуществляться с весьма высокой частотой.

Некоторые возможности выбора шага интегрирования уравнений в математических моде­лях можно пояснить с помощью рис. 23.1, на котором изображены пилообразное опорное напря­жение иоп и три напряжения управления uyb uy2, иу3 транзисторного преобразователя (выполненно­го, например, по схеме рис. 1.3).

Рис. 23.1 Схема определения шага интегрирования уравнений при ускоренном расчете

В рассматриваемом случае минимальный шаг расчета по времени At выбирается, исходя из необходимой точности вычисления моментов переключения вентилей (моментов пересечения на­пряжений управления и опорного напряжения). С этим шагом осуществляется сравнение указан­ных напряжений, и с этим же шагом может выполняться интегрирование уравнений и определение всех переменных во времени.

Однако, если на каждом шаге At интегрирование уравнений не производить, а осуществ­лять только сравнение опорного напряжения и напряжений управления, то можно определить ша­ги расчета ta, равные промежуткам времени между переключениями транзисторов. При этом ин­тегрирование уравнений можно выполнять с крупными шагами ta. В трехфазной мостовой схеме рис. 1.3 на одном периоде пилообразного напряжения максимальное количество таких шагов ин­тегрирования равно 7. Расчет системы с шагами ta позволяет многократно сократить затраты ма­шинного времени на выполнение вычислений.

Вместе с тем, шаг расчета ta является величиной переменной. Использование переменного шага приводит к некоторым усложнениям вывода информации на экран дисплея, к усложнениям гармонического анализа результатов расчетов и др.

Кроме того, шаги расчета ta могут оказаться весьма большими и неприемлемыми с точки зрения устойчивости и точности вычислений. Например, при работе транзисторного моста в ре­жиме перемодуляции или фазной коммутации на каком-либо периоде опорного напряжения его пересечений с напряжениями управления может не быть, и в этом случае шаг интегрирования ста­новится равным периоду опорного напряжения.

Указанные затруднения устраняются путем задания постоянного шага вывода информации в файл результатов расчета, который принимается равным максимальному шагу интегрирования уравнений tp. При этом сравнение опорного напряжения с напряжениями управления осуществля­ется с шагом At. Вывод информации в файл результатов и на экран дисплея осуществляется с по­стоянным шагом Atp. Интегрирование уравнений осуществляется с шагом Atr, который равен шагу Atp, если на этом шаге переключения транзистором отсутствуют, или меньше шага Atp, если пере­ключения есть, как изображено на рис 23.1.

Пронин М.В., Воронцов А.Г., Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / Под ред. Крутякова Е.А. СПб: «Электросила», 2003. – 172 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты