تعلم الماتلاب بالعربي

SIMULINK حماكاة النظم الكهربائية

1

محاآاة النظم الكهربائية

االصدار االول

المقدمة الفرعية و الذي يختص بتمثيل النظم الديناميكية الخطية MATLABهو أحد برامج SIMULINKبرنامج

و الغير خطية و محاآاتها و يتيح لنا هذا البرنامج إنشاء النظم و اختبارها بحيث يقوم بتحليلها و إعطائنا نتائج .بالنتائج العملية الحقيقية مما يوفر علينا الوقت و المال و الجهد شبيهة تماما

مكونات هذا البرنامج مصممة على أساس ما هو موجود في الحياة العملية و هذا ما سنراه بوضوح إثناء عملنا انيكية تطبيقات هذا البرنامج واسعة فهي تشمل االتصاالت و نظم التحكم و الشبكات العصبونية و النظم الميك

.والكهربائية و غيرها و سنقتصر في هذا الفصل على النظم الكهربائية و تطبيقاتهايمثل آل منها منتجا صناعيا فمثال يحتوي هذا البرنامج " blocks"البرنامج بشكل عام يحتوي عدة قوالب

و يتيح لنا توصيل ,الخ ......على قوالب تمثل المصادر الكهربائية و اآلالت الكهربائية وأجهزة القياس و التحكمهذه القوالب ببعضها و تحديد خصائصها آما نريد لتطبيق نسعى لتنفيذه و طبيعة عمله انه يقوم بتحليل هذه

يعني انه يحتوي لكل قالب على معادلة ما تمثله و يقوم بتحليل هذه , النظم عن طريق معادالت رياضية تحكمه .نتائجها ليعطينا النتيجة التي نريدها القوالب من خالل حل المعادالت و دمج

و تتكون هذه المجموعة من عدة دروس الدرسين االول و الثاني يحتويان على المبادئ االساسية لتعلم البرنامج و الدرس الثالث هو تطبيق لما ورد ذآره في الفصلين االولين على النظم الكهربائية

: آما هو موضح فيما يلي . امثلة على استخدام البرنامج اما الجزء االخير من المجموعة فيحوي عدة املبادئ االساسية : الدرس االول

SIMULINKالبداية مع • انشاء نموذج جديد • استخدام المساعدة • االمثلة اجلاهزة •

تمثيل النظم و الماذج الجزئية : الدرس الثاني تمثيل المعادالت • متثيل االنظمة اجلزئية و تنسيقها •

تطبيقات على النظم الكهربائية : رس الثالث الد الدوائر الكهربائية • الكترونيات القدرة • اآلالت الكهربائية •

SIMULINK علما بان برنامج MATLAB 6.5بالنسبة إلي نسخة البرنامج المستخدمة في هذا العمل هي

يمكن تطبيقها على اإلصدارين و المواضيع المشروحة6.1الخاص بهذا اإلصدار ال يختلف آثيرا عن اإلصدار فالنماذج التي نقوم بإنشائها قابلة , و إن آان هناك اختالف في اإلصدارين سيتم شرح آل منهما على حدة

.للتنفيذ بواسطة آل من اإلصدارين

أسأل اهللا العلي القدير أن يكون هذا العمل موضع فائدة لكل من يقراه

Abdullah S Neirat [email protected]


2

SIMULINKحماكاة النظم الكهربائية

1 IEEE-FET Abdullah Salah Al-neirat [email protected]

املبادئ األساسية

אמ א א מ א אSIMULINKא א א אא א מ א א א א א .מ

SIMULINKالبداية مع : 1-1

SIMULINKא "מmatlab"SIMULINK"א

ENTER"אא א א )−1−1(א)−1−1(א

א"א א א א, "א א א א6.1א א א 6.5א

א א א א מ א,א א)−1−1(א א אא 6.5א

:−1−1א

א א א א

א מ א א מ א מ אSIMULINKמ

SIM POWER SYSTEMS,מ א מ אמ, א א

BLOCKSאמ, א

מ א א,א א SIMPOWERSYSTEMאSIMULINKא



•1−1−1:SIMULINK: מ א :א

1( CONTINUOUS 2( DISCONTINUITIES 3( DISCRETE 4( LOCK UP TABLES 5( MATH OPERATIONS 6( MODEL VERIFICATIONS 7( MODEL-WIDE UTILITIES 8( PORTS AND SUBSYSTEMS 9( SIGNAL ATTRIBUTES

10( SIGNAL ROUTING 11( SINKS 12( SOURCES 13( USER DEFINED FUNCTIONS

א,מBLOCKSא א מא א א א א.מא א א א .א

إنشاء نموذج جديد 1-2

אא "א",אא א א מא א א

אא1−2−1• א אא :א

א א,א א אאא א מא א POWER SYSTEM BLOCK SETא

א :אמ א א,א ؛ מ א א א א

POWER SYSTEM,SIMULINKא א א א מאSIMULINK.א א א א מ א א SIMULINK:מ

SCOPEאSINKS DISPLAYא .א

מא א א אא א א

א1−2−2• א א :אא)1 א א2( א)3 א מ א "א"א א)4

−1−1א א א א א

1−1−2POWER SYSTEM BLOCK SET א א מ א א :א

1( CONNECTORS 2( ELECTRICAL SOURCES 3( ELEMENTS 4( EXTRA LIBRARY 5( MACHINES 6( MEASUREMENTS 7( POWER ELECTRONICS



אא א א א א אא,,......... א א א א א א מ

א א .אאא א,א א

א א א א א מ מ א אא

א• א

א, "GROUND"؛ א" ("אVOLT METER()AMPERE METER(מ "OSCILLOSCOPE(א א) "אא אא א א POWER SYSTEMמ

אELECTRICAL SOURCESא א ELEMENTSRLCאא א.CONNECTORSא :)1−2(א

א א :1−3(א.MEASUREMENTSא (

)1−2(אא א

אא מ א א

א:1−3א א אא א

א א אא א א

,)1−4(אא א א א א א א א א

א א



:1−4(א א) א א א א

א א מ אא SCOPEDISPLAYא אא,א א

..אא• א:א

א א א א"א "אא א א א )−1−5א(א,א

א 50א אMEASUREMENTSא א

מא א אא א א א מ א

א א א

א א :−1−5(א ( מ א א א א.מ

א.א .א

أ

)5-1(الشكل تحديد خصائص

القوالب مصدر الجهد -أ الممانعة-ب

ب



א• א:אא א א א מ א א אא

א א א א א.א א

א א א אא א FORMAT BACKGROUND COLORFOREGROUND COLORא

א א א א ......א

א א"א"א א .מ : SIMULINKاستخدام المساعدة في : 1-3

א אא א א אא א א:אא א א א א א מHELPא

א א אמ. א א מ א אמ א א א א

אhelpא )1−7(א

"1−6(א" א) א ؛א,א א א א א

א א א(א )אא מ(א א א)א א

א א א אא ,א

א א .א

آيفية توصيل القوالب ببعضها ): 6-1(الشكل

א א א

אא א.אא ).6.1()6.5(א

א אא.א א א א



א1−4 א א .א

א א א א א "HELP""DEMOS"אא א )1−8(א

:1−8(א א) א

א אמ א א מ "SIM POWER SYSTEM"אמ א א,א א א

אא א א א א.מ א6.1א א

א• א א:א א

א,א אא, .1−9(א (

:1−7(א א)



מ א א א מ מ א א

, מ1א א א מא2א א ؛ "א"א

א א(א )א 3אא4א א 6א5א

מ אSIMULATION,א א א א מ :א

• START/STOP א

• NORMAL/EXTERNAL /ACCELERATOR: א

• SIMULATION PARAMETERS. SIMULATION PARAMETERSא :1−10א(א (

: SOLVERSא

א)1−10(א אא א א א א א א אא20 א א א א א

א א.א :מ

:1−9(א ( א

א

א:

SOLVER :א א א

א"א" אא

א,אא א,א

א א ,אא א

:1−10(א א)



א א מ א מSOLVERSמ א

א א א א א א אODEאא“QUATIONEIFFERENTIAL DRDINARY O” א א

א מ .אמSOLVING TYPEא א א מ א א

אא א

א א א א א אאא א ."NUMERICAL ANALYSIS"א

:

FIXED STEP:א מ

א א א אODE5 DORMAND-PRINCE FORMULA. ODE4 FOURTH-ORDER RUNGE-KUTTA FORMULA. ODE3 THE BOGACKI-SHAMPINE FORMULA ODE2 IMPROVED EULER FORMULA ODE1 EULER’S METHOD.

VARIABLE STEP:א מ

Solving type

Fixed Step

Discrete Contin’s Discrete Contin’s

Variable Step

ODE5 ODE4 ODE3 ODE2 ODE1

DiscreteODE45 ODE23

ODE113 ODE15S ODE23S ODE23T

ODE23TB

Discrete



א א א אODE45 EXPLICIT RUNGE-KUTTA (4,5) FORMULA ODE23 EXPLICIT RUNGE-KUTTA (2,3)

ODE113 ADAMS-BASHFORTH-MOULTON SOLVER

ODE15S NUMERICAL DIFFERENTIATION ODE23S MODIFIED ROSENBROCK FORMULA ODE23T TRAPEZOIDAL RULE

ODE23TB IMPLICIT RUNGE-KUTTA FORMULA א א מFIXED STEPא א מ:א א

א מ א אVARIABLE STEPא א א א

א א א א א א,א אא,א "DISCRETE"מ"CONTINUOUS"מ

א א א א א אא אODE45א א אODE23TBא א

א.VARIABLE STEPא א :אFORMAT א א א

.א,אא .מ

א א א SIMULATIONמSIMULATIONאPARAMETERSא א א א10מ א"ODE45א מ"א

אא א א :1−11(א (

:1−11(א א)

א א אא אא א,א מ

א א ؛ א :א12: א:23 א:45

א א א א א א א אא,א א א א מ מ

א א א א,מ א א א מ אא א א א א א.א א



א:א א"א א"א א א אא א)1−12א(א א א א א

SIMPOWERSYSTEMS PROCESSING <FILENAME> …………… CIRCUITS א א מ אא א

מ א א אREADY

א א א א מ,אא אא

SIMULATION COMPLETED מ א א א א א א א

א, מ .א

:1−12(א א)

א א א6.1א 6.5א

:א•

א א א SCOPEDISPLAYמ

DISPLAY

א א א א אא א

SCOPE

א א )1−13א(א



א א א א מ א>signal label<٪אאא, א א א א א א −1(א

14–(:

NUMBER OS AXES א א א

TIME RANGE א א

א א

:א1−5

א מ א אX:\MATLAB6P1\WORK Xאא א MYPROJECT.MDL אMDLאא .....OPENאמ

א אauto scale

AUTOSCALE אAXES PROPERTIESא

א מ א א )−1−14(א

:1−13(א א)

א):−1−14(א מ א

א):−1−14(א מ א



................................................... מ א א א א א א א א

אא,א א



SIMULINK نظم الكهربائية حماكاة ال

1 IEEE-FET Abdullah salah Neirat [email protected]

א א:א א א

א מ א א,א מא, א א מ א

2−1

מ א,א א א מא א א א :מ

מ−1 א א אא −2 א א א−3

א מ 25:א += xy :0>x א,yאxא א xrampא א מ א א אא,א מ אא א א .א

מ א א"lesson2.mdl"א א א מ א,מא )2−1(א

)2−1(א

א א מ אא ,5 א2א rampאא1 מ א

מscopeאא אא א א אמ,מ

.20אא )2−2(א

א א מ א א)sin(51.2 \\\ xyyy =++

א א א אא א א א א

א,א א א sin(x),yא\\yא

,y\2\\\א)sin(5 yyyx =−− א א אsin(x)א א yא

y\א אמ א א מ א

א)א(א א אא א א א א

א אINTEGRATOR& DIFFRENTIATOR )(א

א מ א א )2−3(א)2−2(א



א א מ 5sin(x)אמ\\yא2

א\yyא אמא,א א א

א א אא yyא אמ \, א

.2−4(א ( א א א

א,א אאא א transfer"מ

fcn"א מ א מא"laplace"אמ :א

121

)()()(2 2

2

++=⇒=++

SSsFsYSFYSYYS

מ 1א א [ 1 2 1]אמ א

מ"transfer fcn"אא א )2−5(אא ؛ א )2−6(א

)3-2(الشكل

)2−4(א

:2−6(א א)א א א א



א2−2 אא א א א א ,א

מ א א א א א א א אא א" create subsystem"א א א א א .א

א א :2−7א(א (

:−2−7(א (

MATLAB 6.1א−1א א א א אא מ א א"mask subsystem"א

א)2−8(א א א א"icon"؛ א מ אא א מ א א א א א מ "drawing commands"אא

א א אא א א א א א אא, .2−9(א א) אא א א .א

א א אא,א)1 א א א,א :א

א א rampא א"slope"מ step time"“steptime"מstepאא""gain"א א”gain”א )−2−10()–2−10(א

)2−5(א

:−2−7(א א) א א

א• :אא א א א א

א א אא :א

)−2−7(א



א,)2 א אמ א א א מ מ"initialize"א"mask subsystem"א מ

א א א",slope,gainsteptime"א א :2−11(א (

)2−8(א

)2−9(א

"Add"מ"Prompt"מא מ ”Variable"א א

"Prompt"אSlopeאמ Variable” Slope"א)The Slope(א

א א אSteptimePrompt"Step Time"

"Variable"Step Timeאא א מ אvariableא א

א א א א א,אgainמ"Ok"

א,)3 ”documentation"א

א"block description"אא א מ מ(אא א א)א block"א

description"אאא א א,אמ א א

א )2−12א(אא,א)4 :מ

א"icon"א א אא א א א מ א−−א א MATLABא

א "mask type"א−א,"my first subsystem"א

א א )2−13(אא א א א א

א א מ א

א,א א )2−14(אא א א מ א מ

א, א.אא א א edit"מ

subsystem"א א א א א.look under mask"א "



)–2−10(א

)−2−10(א

)2−11(א

)2−12(א

)2−13(א

)2−14(א



MATLAB 6.5א−2א:א א א א א א א א א א א א 6.1א

א: אא א א א , icon:אmask subsystemא

parameters , initialization and documentation א documentation א• א א א : iconא •

א א א א א מ )2−15(א

א א א א א א port labelאא א מ א

Port_label(‘output’,1,’ signal’) א א )−2−16(א

א א א א א א א אdispא מDisp(‘Simulink ‘)

)2−15(א

)−2−16(א )−2−16(א



א א)−2−16(א א א א א א א

parameters:א•א א א א א א )2−17(א

א א א :א1: א:2 א א:34

א א promptא א variableא א אא,א א typeא א א א א

א א א "check box"אא א"ok"מ"type"א א א א

א א)2−18(א א א א א"popup"א אא א אא א)2−19(א א א

א.א )2−20(א

)2−17(א

:2−18(א א) א א א



א א א א אא א א א מא א א א א א א א א

א,א מ א

:2−20(א א) א א popupא

)2−19(א


1

א א:א א א

א א מ א א א א א א א אא א א"simulation"א א א

א• :אאא א א)3−1(א :מ

א−1א −2 א א א −3 א −4 א −5

א א :א "circuit.mdl"א

א א א א"מ א"א"א א א"א א"א מ א אא"א מ,א א א א א

א א )3−2(א

א א א אRMSא \ simpower system\etra libraryאmeasurements א א א א Fourierא א א א א

א א אFא, simulink \ math operationאא א א,א

א א א)–3−3(א"א א אמ א Fourierא אא אsin & cosמ terminatorא א )−3−3(א

)3−1(א

؛ א א א א מא

מ א אמ מ א אא, א מ א

P= Vrms . I rms . cos θ Q = Vrms . I rms . sin θ PF = cos ( tan-1(Q/P) ) Efficiency = pout / pin

)3−2(א


2

מ )−3−3(אPQמ

−3−3א

)−3−3(א

)−3−3(א


3

)−3−3(א

א מ א)−3−3(א א מ אא אepsא א א א אא א

א מ א אepsא מ,א אא א א א א א א א א א א מ,אמ

מ א אcreate subsystemא א א א מ אmask subsystemiconא:

Port_Label (‘Input’,1,’I ’) Port_Label (‘Input’,2,’V ’) Port_Label (‘Output’,1,’I Rms’) Port_Label (‘Output’,2,’V Rms’) Port_Label (‘Output’,3,’P’) Port_Label (‘Output’,4,’Q’) Port_Label (‘Output’,5,’Pf’) disp('Measurements Block')

א א א א מ א א א א א מ אא א א אFourierRMSאfא א parametersמ

)3−4(אFמ

א,60א50א אמ א מ

א מ א מא א א

)3−5(א


4

3−5אמא א א א א א א א א א

א )3−6(א

)3−6(א

א א א א אא א epsאא .א

אode32tbא2א א א א .א

3−4א


5

א• :א

א א אRLCא א )3−11(אא

)3−8(אא א מ א א א א אמ א א

א .אא א א12א אmאא א א א

א א אgא מ א 1א א א א0אא א א"demux"א,א"timer"מ א .א

א: אא א10א א א א א א א"timer"מ א 0.0005 0מ

א)3−13(א0.001010 א מ אא 0.0005אא מ א א,א )3−14א(א

א א א :א א−1

א " switch"א\power electronics \ideal switch"

א א א אא א א א

מ transient .mdlא )3−12(א)3−7(א


6

)3−9(א

)3−10(א

א מ א4א א א )3−15(א(א (


7

)3−11(א

א א0.003א א א א א א מא )3−16(א

)3−12(א

א א א א אode32tbאא אא)3−17( א א א מ מ א מ א )3−18(א(מ (


8

)3−14(א

)3−13(א


1

א א א:א א

א א א א א א א א א א

א• א א א מ )4−1(א : מ−

אRon = 0.01 Rs=10e5 , Cs = 1e-6

Ron = 0.01 Rs=10e5 , Cs = 1e-6 VF=0.8

)4−2(א

א א א א א א אא א א ""א

א,אא א""א

א, אא א

א אא א א )4−2(א

)4−1(א


2

א א"RMS"א א א א א0.2אא אמ א א א ODE32TBא א א א

א)4−3(א א א א .א

)4−3(א

:מ–א מא א אGא

א א א א א ؛ א אמ א "אPULSE GENERATOR"א א ؛ א 50א

א א,א א א א30א 360\)0.02*30(אא"2א א א א א א א א1א Gא

א10א" )4−4(א


3

א א א א א א

)4−4(א

א


4

:4−5(א א) מ אא א א א א מ א א

א א א א א א א

א• א א ""מ

א אא א א א א א )4−6א(א


5

מ א א א א L-CONNECTOR T-CONNECTORאSIMPOWER SYSTEMS \ CONNECTORSא א א א מ א א

Mא אSIMULINK \ SINKSאTERMINATORא אא א א א

SIMULINKالدائرة المطلوب تحليلها و آيفية تمثيلها باستخدام ) : 7-4(الشكل


6

:4−8(א א) א א

א א א א א

:4−9(א מ) א א א אא א א אא ODE32TB ODE32TRא :א

מ א מ א א א א"א"א א א ؟אא א א א א א

TH1TH4א א א אTH2TH3א אא א א א )−4−10(א(א


7

א)−4−10(אא )–G1G4G2G3)4−10א

א א א א א א מ

)4−11(Tא א א1/60Aא א א א א

א א אא א א.א

א A*T/360אא מ א א

א א Wאאא מ א א

א אא א א א

)4−12(א

)4−11(א

)−4−10(א


8

)4−12(א

)4−13(א

א א מ (מאמ)4−13 א א

מ א EDIT SUBSYSTEMאא א א א מ

א א א אא א,א )−4−14(א

א)–4−14()–4−14(א א א א

א,)4−15(א א אא א )4−16(א

א 1PH_RECTא אמ אא א א


9

:–4−14(א (ICON

:–4−14(א (PARAMETERS


10

:−4−14(א (DOCUMENTATION

)4−15(א


11

:4−16(א א) א א (1PH_RECT)א

:4−17(א א) א

אא א א א אאא א OUTא

א אא,א א א א LOOK UNDERאא

MASKמ OUTמא )4−17(א

א א MUXאא א א א,א א א

א א א א א א אא Mמ

א א )4−18(א


12

)4−18(א

מ א א א א א EDIT SUBSYSTEMא )4−21(אMM2א

للنموذج الفرعيm2 و 1mاضافة المخرجين: )19-4(الشكل


13

א א )4−20(אDOCUMENTATIONא

:4−20(א (1PH_RECTא

א א א א א א )4−21(א

)4−21(א


14

א א א א א א,DEMUXאא א א אm1 , m2 , m3 m4א א muxm2א אig1ig2Vinא א א

m2א א א m2מ אאDEMUXאא א א א א א,Iak , Vakא אm2א Vinא

g1-4g2-3 .אמ א א א ؛ א א א א אא א א א א


1

א א א:א א(א )א

מ• א א א א מ

א א א מ מ,א א א א א

אUniversal Bridgeא מsimpower sysrme \ power electronicsא א א מ6pulse generatorsynchronizedא א lookא

under maskthyrestorsא אאsynchronized6 pulse generatorא .א

א א א א א )4−24(א

:4−24(א מ) א א


2

א א אמ אא א מ א א א א )4−25(א

)4−25(א

א א א א א א א א א א0א1א0אא א א א1א אמ א Vabא2,3,4א

VbcVcaא א א א ,אא א א א א )4−26א(א


3

)4−26(אאמ א אmux demuxא VaVbVc MpIaIb Icא

pא א א א אmא א א א א muxא )4−27(א

)4−27(א

edit maskא א א א א ؛ א א א א מ אcontroller look under mask א 30aאconstantמ

א א edit maskמ אparametersא א )4−28(א

:4−28(א א) controllerא


4

א א מ א אא א א controllerאאaאinא א )4−29(א

4−29א

א א א מ אא א

אaאcontroller edit mask parametersא אא ICONא א,alphaא –4−30א

א א א אא א

א א,א א אא א א א א


5

א:)4−30(א א controllerא

א א א א א א א,)4−31(א אא א א א א מ א מ,א מ מ א אא

א א

)4−31(א

א אuniversal bridgeא א inverterאrectifierא

א אא א אא א א א א א""AC or DC"א א א א "א

א א א .............א

chopperא•


6

א א אא א א א א א א

GTO thyrestors "gate turn off "אsim power system \ power electronicsא א אא א א א )4−32(א

g1g2א א מ )4−32(א


7

)4−32(אא א א א א א א א א

א א א א א א א א )4−33(א

)4−33(א

א מ א א א א א א אא g1G2אא א א מ+load +Vinא


8

א אaא א −4(אDא34(

Dא):4−34(א

א אg1אT-taאT/2א"א"א מ א אא א T-tbא atatb = a*T/180א180T א

א א א א א.tb2tb1+T/2אא א א א א מ )−4−35(א(א:א

)−4−35(א(א


9

:−4−35(א (g1,g2 א א א א אpulse generator pulse generator 1מ א

look under maskא )4−36(אמ

)4−36(א

in3in4א א מ א א )4−37(אchopperd2מ

)4−37(א


10

א אא )4−38(א

)4−38(אאDא א א א א א Eא

א א א א א א )4−39(אמ

4−39א


11

א א א אGTO ,Diode , RLC branch , DC voltage Sourceאא א מ א אControl cktא

א א ؛ א א אE chopperא א א אא א א א"א א

א"א א א אממ מ מ א א

א א מ,א אא א א

א א מ)−4−40(א מ אא

א א א

0 < t < 5 sec , 1st quad , Energize Q1 & Q4 only 5< t < 10 sec , 2nd quad , Energize Q2 only 10 < t < 15 sec , 3rd quad , Energize Q2 & Q3 only 15 < t < 20 sec , 4th quad , Energize Q4 only

:−4−40(א א) Eא

א א א א א א א א א אinoutאא מ)4−41(א א

א א א א א )–4−40(א

I

Vt : المربع االول

Q1 & Q4 On Q2 & Q3 off

: المربع الرابع Q4 On Q1 ,Q2 & Q3 off

: المربع الثاني Q2 on Q1,Q3 & Q4 off

: المربع الثالث Q3 & Q2 On Q1 & Q4 off


12

–4−40א

א Q4Q2אsumsimulink \ math operationאא"א א1א"א א In2א.1א

א א א א א א א א א א א

א א מ אא–4−40מ )4−42(א g1 ,g2, g3, and g4אPא

:41-4الشكل ) يمين(و الثايرستور) يسار( خصائص الديود


13

א א אמ א א pulse generatorא ,אא,)43−−4( א

g1א)off(1א)on(א א אא .−4−44(א (

א אא מ א א אא א מchopping frequency 100א

א אא,א א א א"–4−43(א" א) א א מ א א א אא80٪א,א א )100\1(0.01א

א80٪א א20٪א 0.8*0.01א

)4−42(א

א א א אswitchא אא א(א א)א א

אswitch1א א א 0אא א 1א

א,1א מאא א א א א

א א אא א א א א א


14

)−4−43(א)−4−43(א

א א א א א מ א "א"א

א" .אא א א :א

Vsource = 300 volts , Rload = 0.5 ohm , L load = 0.01 mH , Eload = 150 volts א א,א א א א א

)4−45( ,

א:−4−44א א א


15

א:−4−44א א א א א

4−45א


16

מ א אא א מ א א )4−46(א

א א א מ מode32tbא2אא א א אא .א

)4−46(א

אduty cycleא א א א א quad selectorאא א.א א א מא א א

א"א א א א א א :"אTimer 1 [0 0.5 1 1.5 2 ] [ 0 0 0 0 0] Timer2 [0 0.5 1 1.5 2 ] [ 0 0 0 0 0] Timer3 [0 0.5 1 1.5 2 ] [ 1 1 1 1 1] Timer4 [0 0.5 1 1.5 2 ] [ 0 0 0 0 0]

امثلة مساعدة

مثالنا االول عبارة عن دائرة تحكم بنبضات القدح الخاصة بالمقوم

المثال االول

ثمثيل لمولد نبضات قدح حيث نقوم بادخال نبضات بتردد الموجة الجيبية التي نريد قدحها بواسطة الثايرستور و " صفر"ارة عن مدخل يقوم بارجاع قمة المكامل الى قيمته االبتدائية نقوم بمكاملتها و المدخل الثاني للمكامل هم عب

و يقوم بارجاع القيمة آلما زادت قيمة المدخل الثاني عن الصفر و للتعبير عن نهاية آل نبضة من نبضات المولد و فيما , و جعلنا قيمة االزاحة نصف الزمن الدوري لمولد النبضات transport delayبوساطة االزاحة الزمنية

يلي خصائص آل من القوالب Pulse generator

Amplitude: VF, Period: 1/fnom, Pulse Width: 50 % Transport Delay : (1/fnom)/2

و عندها ننتج نبضات سن منشار " انظر نافذة المساعدة للمكامل " و مخرج المكامل يضرب ب ضعف التردد :مرة نتحكم بها من خالل زاوية القدح التي عبرنا عنها بواسطة مرآبيتين متباعدة و بعدها نقارنها بقيمة مست

αtotal= α0 + α لتحويلها الى قيمة جهد نقارن بها الموجة المثلثية VF/180و قمنا بضرب قيمة الزاوية المدخلة هذه بالقيمة

simulink \ signalرقمي بواسطة القالب و نالحظ بعد عملية المقارن نحول الناتج المنطقي الى ناتج attributes \ data type conversion و من ثم ننتج نبضات مزاحة زمنيا بما يلزم مقومات احدية الطور و

.ثالثية االطوار و في الشكل المرفق شكل توضيحي لعملية انتاج النبضات : الثال الثاني

: و ذلك آما في الشكل التالي chopperقطع الجهد سنقوم بانشاء نظام للتحكم بنسبة التقطيع لم

في المثال السابق " و الذي يسهل علينا بناء الموجة التي نريدها repeat sequenceحيث المصدر هنا هو قالب

حاصل ضرب حيث نقارن الموجة الموضحة من خالل الشكل المرفق مع "يمكنك استخدامه بدال من عملية المكاملة القيمة العظمى مضروبة بنسبة التقطيع التي نريدها


1

اآلالت الكهربائية

1مثال

ثانية مقاومة / دورة 1200, امبير 100, فولت250," آيلو واط 3.73" حصان 50محرك تيار مستمر ذو تهييج مستقل قدرته االسمية بتمثيل هذا فولت سنقوم250 اوم و جهد هذه الملفات هو 50 هنري تم ضبط ملفات التهييج بحيث قيمتها 0.001 اوم وحثيتها 0.6ملفاته

م\ نيوتن 30 و من ثم نحمله بالتدريج لحد startingالنظام بحيث نصمم له دائرة االقالع

:نقوم بتنفيذ الخطوة االولى

اجهزة القياس الالزمة نحتاج الى محرك تيار مستمر و مصدر تيار مستمر و مقاومات االقالع و دائرة التحكم باقالع المحرك باالضافة الىو بعدها نقوم بتحديد خواص العناصر و لنبدأ بالمحرك الذي نجده , لنموذجنا مثل مقاييس الجهد والتيار و بعض االقترانات الرياضية

و عند فتح نافذة تحديد خصائص المحرك يقوم بطلب البارامترات التالية و ,simpower system\ machinesبالقائمة الفرعية ) 1 -5(موضحة من خالل الشكل ال

االن بعد تحديد خصائص المحرك نقوم بتمثيل دائرة االقالع ويلزمنا لهذا ثالث مقاومات مادية نجدها في القائمة

Tm

نافذة تحديد خصائص محرك ) : 1-5(الشكل التيار المستمر

نحدد من خالل الفراغ االول و الثاني آل من مقاومة ملفات التحريض و ملفات المنتج

لنا واما الفراغ الثالث يحتوي رمزا يكاد يكون غريبالمعرفة المقصود منه نذهب الى نافذة المساعدة لنجد

: ان تمثيل المحرك يتبع للمعادالت التالية

aEe

fafE

E

IKTILK

KE

..

=

=⋅= ω

من معرفة معادالت االت التيار المستمر انKE = KΦ

نكتب من خالل المعطيات KΦو لمعرفة KΦ = (Vt – I .Ra) / w = 1.52 IF = VF / RF = 5 A L af = 1.952/5 = 0.304

اما عن باقي الخصائص فهي عن خواص المحرك عزم القصور و عزم " الميكانيكية

والسرعة االبتدائية viscousاللزوجة


2

Simpower system\elements تحت االسم RLC series branch و ايضا نحتاج الى قاطع circuit breakerلذي نجده و ا ونقوم بتحديد خصائص آل منهما فبالنسبة للمقاومة المادية نجعل الحثية مساوية للصفر و السعة Breakerفي نفس القائمة تحت اسم

infمساوية للماالنهاية

و اما بالنسبة للقاطع فنجعل فنحدد خصائصه آما هو موضح فياطع مفتوحا بحالته الطبيعية حتى بحيث يكون الق) 2-5(الشكل

" فعندها يقوم بقصر المقاومة المادية cتاتيه اشارة من الطرف فهو للتحكم بحالة cاما بالنسبة للطرف " انظر نافذة المساعدة

القاطع و في مثالنا هذا نريد ان نقصر المقاومات الثالثة تباعا تات بتسلسل زمني محدد و لهذا نقوم باالستعانة بالموق

Timerالموجود في القائمة simpower\extra library \ control blosks

فنقوم بتحديد زمن عمل آل قاطع بواسطة الموقت و سنتبع : الخوارزمية االتية لعمل القواطع

@ t = 2 sec , B1 ON then R1 shorted @ t = 4 sec , B2 ON then R2 shorted @ t = 6 sec , B3 ON then R3 shorted

نكتب في t = 2فمثالللموقت االول , للقاطع Bبحيث يؤمز بحيث نحدد في الفراغ ) 3-5( نافذةخصائصه آما في الشكل

االول مراحل االنتقال الزمنية وفي الفراغ الثاني نحدد قيم القيمالتي ياخذها الموقت عند آل زمن ففي حالة الموقت االول في

و معنى [ 1 0] و في الفراغ الثاني [2 0]الفراغ االول نضع وعند اللحظة 0 ياخذ الموقت قيمة t =1عند الزمن : هذا

T=2 و نطبق هذا للموقتات الباقية مع . 1 ياخذ الموقت قيمة تغيير الزمن آما هو موضح من الخوارزمية

و للموقت [4 0 ]للموقت الثاني نضع في الفراغ االول , السابقة .[6 0]نضع في الفراغ االول الثالث

) . 5-5( االن يصبح لدينا النموذج شبيها بالشكل و TLاالن لتطبيق العزم على المحرك يتيح لنا البرنامج الطرف

لعمل اآثر استقرارية للمحرك سنطبق العزم بعد انتهاء مدةاالقالع أي اننا في البداية سنجعل المحرك دون تحميل و بعد

:ميله تبعاا للخوارزمية التالية ذلك سنقوم بتحTL =0 , t < 6 sec TL =Tm , t > 6 sec

الموجود في القائمة switch و لتمثيل ذلك سنستخدم القالبsimulink \ signal routingو نمثل دائرة التخميل آما في

بحيث نحدد switchو نحدد خصائص القالب ) 4 -5(الشكل مساويةthresholdقيمة و معناه ان t = 6.5 و نضبط الموقت على الزمن 0.5 ل

و عندها t =6.5سيعطي مخرج هذه الدائرة صفرا حتى الزمن فهو mاما بالنسبة للطرف , سيدأ تاثير الحمل على المحرك

للقياسات الخاصة بالمحرك و من خالل نافذة المساعدة نستطيع ) 6-5(ي الشكل قياس العزم و الرعة على النحو الموضح ف

نافذة تحديد خصائص القاطع ) : 2-5(الشكل

نافذة تحديد خصائص الموقت): 3-5(الشكل

دائرة التحميل : 4-5الشكل


3

30االن نجعل العزم الذي نريد تطبيقه هو . scopeو من قوالب القياس هذه نستطيع اخذ النتائج عدديا او عن طريق راسم االشارة ) .7-5(و نكمل توصيل النموذج ليكون لدينا الشكل " Tm"نيوتن

توصيل القواطع مع الموقتات : 5-5الشكل

:6-5الشكل ة بالمحركقوالب القياس الخاص

النموذج بعد اآتماله : 7-5الشكل


4

و بعد التشغيل بامكاننا ان ناخذ القراءات عند أي عزم نريده و النتائج التالية هي ode32tbل ثانية و المحل20و للتنفيذ نعل زمن التشغيل ) : 8-5(الشكل "Tm=30عندما العزم

نتائج التحليل : 8-5الشكل

9-5حة بالشكل االن بعد تمثيل نظام االقالع للمحرك سنقوم باستبدال دائرة التحميل السابقة بالدائرة الموض

xy graph و من ثم استخدمنا القالب 0.2 و حددنا ميله ب 10 يمثل هنا االزدياد التدريجي في العزم و ضربناه بالعدد rampبحيث قالب

)10-5الشكل (لرسم العالقة بين العزم والسرعة آما هو موضح ادناه


5

)10-5(الشكل ) 11-5الشكل ( xy graphد تشغيل النموذج ينتج هذا الرسم الخاص بالقالب و بع

)11-5(الشكل

سنقوم في المثال التالي بتمثيل محرك حثي و التحكم بالجهد المغذي له و من خالل نافذة المساعدة نحدد خصائصه " a synchronous machine"االن نجهز المحرك الحثي

ون حتاج لهذا ست ثايرستورات و نحتاج ايضا الى القوالب " ac voltage controller“و نحتاج الى حاآم جهد ثالثي االطوار )12-5(المكملة و قوالب القياس لنحصل على الشكل التالي


6

)12-5(الشكل

و بعد "machines measurements Demux" باالت التيار المترددبحيث يهيئ لنا البرنامج قالبا خاصا خاص بالقياسات الخاصة فتح نافذة مساعدته نحصل على الشكل السابق االن لتحسين أدائنا نقوم بانشاء نموذج فرعي يضم جميع الثايرستورات و سنستغني عن

) 13-5الشكل ( آما يلي ”terminatorباستخدام قالب "قياسات الثايرستورات

) 13-5(الشكل


7

و نكمل عملنا بتوصيل قوالب القياس و سنقوم بالتحكم ب زاوية القدح و لذلك ننشا نموذجا نعطيه قيمة زاوية القدح المطلوبة و نحن نعرف أن

180120180120180

52

35

36

13

14

1

+=+=+=+=+=

=

αααααααααααα

للتعبير عن عرض هذه النبضات نكتب و Ba = Ta/2 – (a *Ta/360)

على النحو التالي synchronize 6 pulses generator نستفيد من مولد النبضات ولتمثيل هذه النبضات )انظر نافذة المساعده له ( على النحو التالي selectorو لفص النبضات المولدة في هذا القالب نستخدم

)14-5( الشكل


8

اتجة عن مولد النبضاتنبضات القدح الن) : 15-5( الشكل

αtotal=α0+αو لذلك لطبيعة الجهد الثالثي االطوار حيث " 30 تساوي α طبعا وضعنا قيمة

viscous friction فسيتكون من عزم يتناسب طرديا مع السرعة Tloadو يظهر في الشكل السابق نبضات القدح اما لتحميل المحرك

) 16-5(ثلها آما هو في الشكل التالي و نمB=0.275 و نجعل TB=B*wحيث


9

)16-5(الشكل

)17-5(الشكل اآلن نجعل من نظام توليد النبضات قالبا فرعيا و نسمي مداخله و مخارجه ليصبح الشكل آاآلتي


10

)17-5(الشكل

كاننا اضافة عزم على عزم االحتكاك الذي مثلناه و لتمثيل ذلك نضيف للعزم عزما االن بامكاننا اختبار نموذجنا عند عدة زوايا للقدح و بام )18-5(اضافيا آما هو في الشكل التالي الشكل

)18-5(الشكل

......اآلن اصبح نموذجنا جاهزا للتنفيذ

Documents

تعلم الماتلاب بالعربي