Расчёт утроителя частоты в передающих устройствах средств связи с помощью информационных технологий

1.

Тема работы: «Расчёт утроителя частоты в
передающих устройствах средств связи с
1
помощью информационных технологий»
Цель работы: разработка программнометодического обеспечения для расчёта
электромагнитных процессов в утроителе
частоты передающих устройств средств
связи и повышение эффективности процесса
проектирования
Работу выполнил Зинковский Виктор Викторович,
группа СЗИТS41
Руководитель - Руденко Н.В.,
доцент кафедры РЭ

2. Актуальность темы и цели работы

2
Умножитель частоты, электронное (электромагнитное)
устройство, предназначенное для увеличения в целое
число раз частоты подводимых к нему периодических
электрических колебаний.
Характерная особенность УЧ – постоянство коэффициента
умножения частоты при изменении (в некоторой области)
входной частоты. Отсюда следует, что если входная частота по
каким-либо причинам получила достаточно малое приращение ,
то относительная нестабильность частоты колебаний при
умножении остаётся неизменной.
Это важное свойство УЧ позволяет использовать их для
повышения частоты стабильных колебаний (например, от
кварцевого задающего генератора) в различных
радиопередающих, радиолокационных, измерительных и др.
установках.
Вывод: расчёта электромагнитных процессов в утроителе
частоты передающих устройств средств связи актуален!

3.

Результаты анализа компьютерных программ для
моделирования электрических цепей и устройств
3
Программа MATHCAD наиболее подходит для
исследования электротехнических устройств, т.к.
имеет следующие достоинства:
-содержит уникальный формульный интерпретатор, а также
входной язык, максимально приближенный к обычному
математическому языку;
-имеет интуитивный и простой для использования интерфейс
пользователя;
-работа осуществляется в пределах рабочего листа, на
котором уравнения и выражения отображаются графически, в
противовес текстовой записи в языках программирования. При
создании документов-приложений используется принцип «что
видишь, то и получаешь».
-достаточно удобно использовать для обучения, вычислений и
инженерных расчетов.

4.

Постановка задачи
4
Для электрической схемы утроителя частоты,
приведенной на рисунке, составить уравнения
равновесия, уравнения в переменных
состояния. Решить уравнения состояния в среде
Mathcad.
Параметры цепи: R0=5 Ом; Rn=1000
Ом; аппроксимирующая зависимость
тока в обмотках трансформаторов от
потокосцепления
a=0,8, b=20, m=5;
входное напряжение трёхфазное,
амплитуда Um=250 В, частота 50 Гц.
Расчётная схема замещения
утроителя частоты

5. Алгоритм решения (начало)

5
1. Ввод исходных параметров электрической цепи
2. Составление системы дифференциальных уравнений на основе
законов Кирхгофа и уравнений аппроксимации

6. Алгоритм решения (продолжение)

6
3. Составление системы дифференциальных уравнений в
форме Коши
4. Составление системы дифференциальных уравнений в
матричной форме и обращение к подпрограмме ее решения методом
Рунге-Кутты

7. Алгоритм решения (продолжение)

5. Введение аппроксимирующих функций токов, а также
обращение к подпрограмме интерполяции этих функций
6. Составление уравнений для расчета напряжений и тока в
нейтрали
7

8.

Алгоритм решения (продолжение)
7. Построение графиков переменных вектора выхода
График
переходного
тока в фазе
Графики функций
потокосцеплений
в обмотках
трансформаторов
8

9.

Алгоритм решения (продолжение)
7. Построение графиков переменных вектора выхода
Графики функций
фазных
напряжений
Графики функций
фазных токов в
обмотках
трансформатора
9

10.

Алгоритм решения (продолжение)
7. Построение графиков переменных вектора выхода
Графики функций входного и выходного напряжений
утроителя частоты
10

11.

Алгоритм решения (окочание)
8. Обработка результатов для установившегося режима (для
шестого периода и далее)
11

12.

ВЫВОДЫ
12
1. Анализ полученной функции переходного тока в
фазе позволяет сделать следующие выводы:
-время переходного процесса составляет 0,1с или 5
периодов;
- начиная с шестого периода, в схеме действует
установившийся режим.
2. Анализ расчета гармонического состава выходного
напряжения позволяет сделать следующий вывод: в
выходном напряжении содержатся нечетные
гармонические составляющие, кратные трем (3, 9 и
т.д. гармоники).
3. Основным результатом являются программа,
которая позволяет рассчитать электромагнитные
процессы в утроителе передающих устройствах
средств связи.