Analyse du circuit de décharge du générateur de surtension de foudre

Selon le principe de fonctionnement de la simulation générateur de surtension utilisé dans les tests de compatibilité électromagnétique et générateur de foudre Test, combiné aux formes d'onde de test 8/20 μs et 10/700 μs couramment utilisées dans les normes actuelles, la composition et les paramètres des composants du circuit de décharge pour simuler différentes formes d'onde de générateur de surtension peut être obtenu grâce à des équations différentielles du second ordre et à la simulation MATLAB. Ces résultats fournissent des méthodes analytiques et des solutions aux problèmes rencontrés lors des tests de surtension.

Des études récentes ont montré que impulsion de montée subite les dispositifs d'observation, qui combinent ordinateurs et oscilloscopes, peuvent enregistrer les paramètres de surtension sous forme numérique. En utilisant un logiciel de simulation informatique et des méthodes d'ajustement de données non linéaires, les informations numériques peuvent être transformées en données simulées correspondantes. formes d'onde de surtension. Le personnel de test conçoit des générateurs de surtensions basés sur le principe de charge et de décharge de condensateurs, dans le but de simuler les impulsions de surtension générées par les interrupteurs du système électrique ou les impulsions de foudre. Comprendre la composition et la structure du circuit de décharge pendant le processus de test permet non seulement de mieux contrôler le processus de test, mais permet également un jugement précis et une analyse approfondie des problèmes rencontrés lors du test.

1. Définition de la forme d'onde du générateur de surtension simulée

Tout d’abord, définissons le modèle simulé générateur de surtension forme d'onde. Sur la base des caractéristiques d'une impulsion unique se rapprochant de la montée et de la descente exponentielles d'une forme d'onde d'impulsion de foudre, Bruce Godle a résumé la fonction double exponentielle de la forme d'onde du courant de foudre.
i（t）=I0k（e-at-e-βt）， （ 1 ）
Dans la formule (1), Io correspond à l'impulsion de courant, KA ; α est l'atténuation avant les vagues
Coefficient; β est le coefficient d'atténuation de la queue d'onde ; K est le coefficient de correction de forme d'onde.

De même, les formes d'onde d'impulsion de tension peuvent être représentées
u（t）=U0A（et/τ1-et/τ2）， （ 2 ）
Dans la formule (2), U0 est la valeur de l'impulsion de tension, KV ; A est le coefficient de correction ;
Τ1 est une constante de temps demi-crête ; τ2 est la constante de temps de tête. Un traitement de formule (1) et de formule (2) peut être obtenu.

Je t)/u (t) = k (E-AT-E-βt). (3)
La formule (3) est appelée équation de fonction courant/tension de crête unitaire. 8/20 μs La valeur du coefficient correspondant à la forme d'onde du test 10/700 μS.

2. Circuit de décharge du générateur de courant d'impact 8/20 μS Analyse mathématique

2.1 équation et solution de micro-division de l'onde de pouls actuelle

Ensuite, nous avons analysé l’analyse mathématique du circuit de décharge du générateur de courant d’impact 8/20 μS. Tout d’abord, nous considérons l’équation différentielle de l’onde de pouls actuelle et sa solution. L'équivalent du circuit de décharge du générateur de courant d'impact est illustré à la figure 1. Lorsque la taille géométrique du circuit réel est bien inférieure à la longueur d'onde du signal de travail, nous l'appelons un ensemble de circuits à paramètres totaux. Le circuit dynamique composé d'une alimentation indépendante, d'un élément de résistance et de composants dynamiques, son équation de circuit est un ensemble d'équations différentielles. La capacité, l'inductance est liée à la tension et au passage du courant.

C -Conteneur électrique principal ; Impédance du circuit R et résistance aux ondes ; Valeur d'inductance de distribution du circuit L et résistance aux ondes.

Grâce à la loi de Kirhoff, nous pouvons énumérer la relation entre le circuit et convertir l'équation différentielle du circuit, puis résoudre l'équation de réponse libre du système. Étant donné que la valeur du condensateur est calculée à partir de C × [P1P2 (P1-P2)] en tant que paramètre normalisé K, si le courant d'impulsion permettant d'obtenir la valeur d'amplitude correspondante doit être obtenu, la tension de charge du condensateur doit être égale à la valeur du courant d'impulsion. . Cependant, cela augmentera le niveau de résistance des condensateurs de charge et accélérera le vieillissement de la capacité. Pour résoudre ce problème, dans des applications pratiques, nous pouvons augmenter de manière appropriée la capacité du condensateur de charge via des condensateurs parallèles et réduire l'amplitude de la tension de charge. De plus, nous pouvons simuler via le composant Simulink pour obtenir la composition du circuit de décharge et les paramètres des composants de différentes ondes d'impulsion, et pour répondre aux exigences standard obtenues par la combinaison de formes d'onde d'impulsion. Cependant, il convient de noter que ces modèles sont établis dans un environnement idéal et que, dans la conception réelle du circuit, nous devons également prendre en compte les paramètres de distribution des composants tels que la perte d'impédance, la capacité et les inductances sur le circuit, ainsi que les paramètres distribués. sur la bobine PEARSON. En ajustant finement les différentes valeurs des paramètres des composants, nous pouvons atteindre une forme d'onde relativement standard.

3. Application du générateur de surtension :

Dans le test de surtension, l’application de l’observateur d’impulsions en essaim est très importante. L'observateur d'impulsions de surtension peut enregistrer les paramètres d'essaimage sous forme numérique grâce à la coopération de l'ordinateur et de l'oscilloscope. Grâce à l'ajustement non linéaire des informations numériques, ces informations numériques peuvent être converties en ondes de simulation correspondantes. Le personnel de test peut concevoir le générateur de surtension selon le principe de charge et de décharge du condensateur, simuler le commutateur du système électrique ou les transitoires d'impact de foudre générés par les transitoires. Grâce à l'application d'observations d'impulsions de pointe, le personnel de test peut non seulement mieux comprendre le processus de test, mais également juger avec précision et analyser en profondeur les problèmes du test.

Conclusion:

(1) Selon les caractéristiques des composants du circuit (tension capacitive, courant d'inductance, etc.), la loi de Cirhoff est utilisée pour répertorier la relation du circuit, convertir l'équation différentielle du circuit et résoudre l'équation de réponse libre du système.
(2) Étant donné que la valeur de la capacité est calculée en tant que paramètre normalisé K par la valeur du condensateur afin d'obtenir le courant d'impulsion avec la valeur d'amplitude correspondante, la tension de charge du condensateur doit être égale à la valeur du courant d'impulsion. Cela augmentera le niveau de résistance du condensateur de charge et accélérera le vieillissement de la capacité. Dans les applications pratiques, étant donné que l'U0C [P1P2/(P1-P2)] est une valeur fixe, il peut augmenter de manière appropriée la capacité du condensateur de charge via des condensateurs parallèles et réduire l'amplitude de la tension de charge.
(3) Grâce à la simulation du composant Simulink, la composition du circuit de décharge et les paramètres des composants de différentes ondes d'impulsion sont obtenus. La forme d'onde d'impulsion obtenue par la combinaison répond aux exigences standard. Il s’agit cependant d’un modèle établi dans un environnement idéal. Dans la conception réelle du circuit, il est nécessaire de prendre en compte les paramètres de distribution tels que la perte d'impédance, la capacité et les inductances sur le circuit, les paramètres distribués des signes de tension du circuit et le courant du circuit. Pearson Pearson Les paramètres distribués sur la bobine peuvent Être légèrement ajusté aux valeurs des différents composants pour obtenir une forme d'onde relativement standard.
(4) Grâce à l'enquête sur le principe de fonctionnement des surtensions simulées dans le test de compatibilité électromagnétique et le test du générateur de surtension de foudre, et en combinaison avec les formes d'onde de test 8/20 μs et 10/700 μs généralement effectuées dans les normes actuelles, la seconde - L'équation différentielle d'ordre peut être passée par le deuxième ordre. Solution et simulation de calcul Matlab pour obtenir la composition et les paramètres des composants de différents circuits de décharge de générateur de surtension de simulation de forme d'onde. Dans le même temps, l'utilisation d'observations d'impulsions d'ondes peut être utilisée pour observer et enregistrer, ce qui permet de mieux comprendre le processus de test et d'analyser et de résoudre avec précision les problèmes rencontrés lors du test. L'application de ces méthodes et technologies fournira des méthodes d'analyse efficaces et des solutions aux problèmes liés aux tests de compatibilité électromagnétique et aux tests d'impact de foudre.

Mots clés:SG61000-5