Wykorzystanie środowiska MATLAB do oceny dokładności elektronicznych przekładników prądowych i napięciowych

• Autorzy: Piwowarczyk J.

Warianty tytułu

EN

Utilisation of MATLAB program for errors assessment of electronic current and voltage transducers

• Konferencja: Krajowe Sympozjum Przekładnikowe (XXIV ; 24-26.06.2009 ; Tworzyjanki, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Środowisko MATLAB zostało bardzo rozbudowane względem swojej pierwszej wersji, która ukazała się w 1985 roku. Początkowo program MATLAB (matrix laboratory) wykorzystywano do obliczeń macierzowych. Obecnie został on wzbogacony o nowe biblioteki do rozwiązywania złożonych problemów z różnych dziedzin nauki. Do najpopularniejszych bibliotek należą: Chemometrix Toolbox, Financial Toolbox, Fuzzy Logic Toolbox, Image Processing Toolbox, Mapping Toolbox, Neural Network Toolbox, Higher-Order Spectral Analysis Toolbox, Symbolic Math Toolbox, Partial Differential Equation Toolbox, Simulink, Spline Toolbox oraz Wavelet Toolbox. Autor w swojej pracy badawczej wykorzystywał Simulink - pakiet do modelowania, symulacji i analizy złożonych układów dynamicznych. W pakiecie tym, oprócz możliwości modelowania obiektów za pomocą tradycyjnych schematów blokowych stosowanych w automatyce, wprowadzono także nowe narzędzia, takie jak np.: -Simmechanics - biblioteka do modelowania i symulacji systemów mechanicznych, -Simdriveline - biblioteka do modelowania i symulacji mechanizmów napędowych, -Simhydraulics - biblioteka do modelowania i symulacji napędów hydraulicznych, -Simpowersystems - biblioteka do modelowania i symulacji napędów elektrycznych. Możliwe jest także łączenie schematów blokowych z przedstawionymi wyżej narzędziami Simulinka. W ten sposób można np. zbudować model układu napędowego i zastosować w jego pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego, stworzone przez autora, modele elektronicznych przetworników prądowych lub napięciowych. Budowanie i testowanie modeli matematycznych w Simulinku odbywa się w sposób intuicyjny, a zaawansowane metody numeryczne zapewniają wysoką dokładność realizowanych obliczeń. Z tych właśnie powodów autor postanowił wykorzystać program MATLAB do badań elektronicznych przekładników prądowych i napięciowych z czujnikiem Halla w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego. W dalszej części tego opracowania będzie stosowana skrócona nazwa - elektroniczne przekładniki prądowe lub napięciowe. Elektroniczne przekładniki prądowe i napięciowe są obecnie coraz częściej stosowane w licznikach energii elektrycznej, napędach elektrycznych(np. w tramwajach), przetwornicach do grzania indukcyjnego i pojemnościowego, zasilaczach prądu stałego i przemiennego, prostownikach, falownikach, przekształtnikach energetycznych oraz wielu innych układach pomiarowych. Aby dokładniej zbadać, jaki jest wpływ sygnałów odkształconych oraz innych czynników, np. zmiany wartości obciążenia na błędy amplitudowe i fazowe elektronicznych przekładników prądowych i napięciowych w funkcji częstotliwości, zbudowano ich modele matematyczne.

EN

In the paper electronic current and voltage transducers models (with Hall effect sensor in a feedback loop) were constructed in MATLAB program. First of all, created models enabled to determine approximate values of amplitude errors for real transducers transforming deformed input signals. Moreover, new models imitate two states of work of electronic transducers - with assistance of the electronic block and like a typical current or voltage transformers. On the basis of performed laboratory test and computer simulations, it was found that the main reason of electronic block cut off is saturation of two complementary connected transistors. The factors that determine the saturation are: the value of load resistance, share of third harmonic and number of harmonics.

Słowa kluczowe

PL

Matlab; przekładnik prądowy; przekładnik napięciowy

EN

MATLAB; current transformer; voltage transformer

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2009
• Tom: z. 120
• Strony: 39--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Piwowarczyk J.

• Instytut Elektrotechniki Teoretycznej, Metrologii i Materiałoznawstwa, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Jin Bin: Modeling and Implementation of a Smart Current Sensor. Industrial Electronics, Control, Instrumentation and Automation, 1992, pp. 1550-1555.
• [2] Łastowiecki J.: Układy pomiarowe prądu w energoelektronice. COSiW SEP, Warszawa 2003.
• [3] Pankau J., Leggate D., Schlegel D.W., Kerman R.J., Skibinski G.L.: High-frequency modeling of current sensors. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 35, No. 6, 1999, pp. 1374-1381.
• [4] Son D., Sievert Johannes D.: A New Current Sensor Based on the Measurement of the Apparent Coercive Field Strength. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 38, No. 6, December 1989, pp. 1080-1082.
• [5] Koszmider A., Olak J., Piotrowski Z.: Przekładniki prądowe. WNT, Warszawa 1985.
• [6] Wiszniewski A.: Przekładniki w elektroenergetyce. WNT, Warszawa 1982.
• [7] Pacholski K., Piwowarczyk J.: Model of electronic current and voltage transduceder. VI International Scientific and Technical Conference - Efficiency and Power Quality of Electrical Supply of Industrial Enterprises, Mariupol, Ukraine, May 2008, pp. 156-159.
• [8] Piwowarczyk J., Pacholski K.: Nowy model elektronicznego przekładnika prądowego z kompensacją strumienia magnetycznego w rdzeniu. KM Kraków, wrzesień 2007.
• [9] Piwowarczyk J., Pacholski K.: Transformation of deformed voltage signals in electronic voltage transducers. Przegląd Elektrotechniczny, No. 11 (2008), ss. 60-63.
• [10] Jayasinghe R.P., McLaren P.G.: Transformer core models based on the Jiles-Atherton algorithm. Conference on Communications, Power and Computing Proceedings; Winnipeg, MB, May 22-23, 1997, pp. 121-125.
• [11] Pacholski K., Piwowarczyk J., Szczęsny A.: Błędy elektronicznych przekładników prądowych. MSM Rzeszów, październik 2006, ss. 213-222.
• [12] Pacholski K., Piwowarczyk J., Szczęsny A.: System pomiarowy do wyznaczania błędów elektronicznych przekładników prądowych. MKM Warszawa, wrzesień 2006.
• [13] Piwowarczyk J.: Modele matematyczne skompensowanych elektronicznych przekładników prądowych i napięciowych. Praca doktorska. Politechnika Łódzka, Łódź 2009.