Устройство для моделирования вентильных преобразователей

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования вентильных преобразователей в системах автоматического регулирования. Цель изобретения - повьппение точности . Изобретение позволяет реализовать устройство, моделирующее ток нагрузки, ток вентильной ветви и выходное напряжение преобразователя в реальном масштабе времени. Для вычисления токов используются две физические модели вентильных преобразователей , запускаемые одновременно. Вычисление тока нагрузки осуществляется с помощью блока моделирования тока нагрузки и блока моделирования тока вентильной ветви. На интервале коммутации оба блока работают независимо , вычисляя соответственно ток нагрузки и ток вентильной ветви. На межкоммутационном интервале напряжение выхода блока моделирования тока нагрузки приводится с помощью следящей системы к выходному напряжению блока моделирования тока вентильной ветви. Вычисление напряжения нагрузки осуществляется путем неявного дифференцирования в функции полученного тока и ЭДС нагрузки. 2 ил. (Л со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (IQI SU (11) 1 1 А1 (59 4 6 06 G 7 62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К А STOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950104/24-24 (22) 03.09.85 (46) 07.06.87. Бюл.Ф 21 (71) Ставропольский политехнический институт (72) А.И.Пономаренко и И.Ю.Томилин (53) 681.333(088.8) (56) Богрый В.С. и др. Математическое моделирование тиристорных преобразователей.М.: Энергия, 1972, с.139151.

Авторское свидетельство СССР

У 1137491, кл. G 06 G 7/62, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования вентильных преобразователей в системах автоматического регулирования.

Цель изобретения — повышение точности. Изобретение позволяет реализовать устройство, моделирующее ток нагрузки, ток вентильной ветви и выходное напряжение преобразователя в реальном масштабе времени. Для вычисления токов используются две физические модели вентильных преобразователей, запускаемые одновременно. Вычисление тока нагрузки осуществляется с помощью блока моделирования тока нагрузки и блока моделирования тока вентильной ветви. На интервале коммутации оба блока работают независимо, вычисляя соответственно ток нагрузки и ток вентильной ветви. На межкоммутационном интервале напряжение выхода блока моделирования тока нагрузки приводится с помощью следящей системы к выходному напряжению блока моделирования тока вентильной ветви. Вычисление напряжения нагрузки осуществляется путем неявного дифференцирования в функции полученного тока и ЭДС нагрузки. 2 ил.

1316013

Изобретение относится к ачалоговой вычислительной технике и может быть

Е, +Ег — е

»

Уравнение тока вентильной ветви в функции ЭДС фазы и напряжения вентильного преобразователя

die

Пг., л Regis = Ег — 0,1, (2) где Ьи, Н Ф индуктивности нагрузки и фазы, активные сопротивления нагрузки и фазы преобразователя; использовано для моделирования вентильных преобразователей в системах автоматического регулирования.

Цель изобретения — повышение точности моделировав гя.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы процессов, поясняющие работу устройства с активно-индуктивной нагрузкой и противо-ЭДС.

Устройство содержит тиристорные выпрямители 1 и 2 (физические модели вентильных преобразователей), распределитель 3 импульсов, первый

4 и второй 5 источники тока, RSтриггер 6, источник 7 постоянного напряжения, ключ 8, блок 9 дифференцирования, выпрямительный диод 10, блок 11 моделирования напряжения, включающий масштабный резистор 12, интегросумматор 13 и сумматор 14, блок 15 моделирования тока нагрузки, включающий масштабный резистор 16 и интегросумматор 17, сумматор 18, блок 19 моделировачия тока вентильной ветви, включающий масштабный резистор 20, интегросумиатор 21 и ограни;гтельный диод 22, инвертор

23.

В основу работы устройства лежат уравнения„ описывающие электромаг нитные процессы в зентильном преобразователе.

Уравнение для тока нагрузки вентильного преобразователя

h --- + К i = U

d н ч и сг н (1)

Уравнение тока нагрузки в период коммутации в функции ЭДС фаэ сети и

ЭДС нагрузки (h» + --)--"- + (R + †)i

6ф di„ Рф

С1т н 2 н ток в нагрузке;

Е,,Е,C„ — ЭДС фаз преобразователя и нагрузки; ток вентильной ветви

5 преобразователя;

Ug - напряжение на нагрузке преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

На вход запуска подаются импульсы управления. С приходом импульса одновременно запускаются физические модели преобразователей 1 и 2 г

15 (фиг.2). Триггер 6 перебрасывается в состояние, которому соответствует

1, при этом коротким импульсом с выхода дифференцирующего блока 9 обнуляется интегросумматор 21 блока

20 моделирования тока вентильной ветви

У одновременно ключ 8 размыкается, и тем самым размыкается обратная связь с выхода интегросумматора 17, образованная сумматором 18 и ключом 8.

В этот момент времени напряжение на выходе интегросумматора 17 соответствует напряжению до подачи импульса управления, а напряжение на выходе интегросумматора 21 равно нулю. При разомкнутом ключе 8 напряжение на выходе сумматора 18 соответствует отрицательному насыщению.

Выходное напряжение блока 19, соответствующее току вентильной ветви в интервале между включениями двух соседних вентилей, вычисляется по уравнению (3), и в период коммутации оно соответствует току коммутации ветви, 40

Выходное напряжение блока 15 соответствует току нагрузки вентильного преобразователя и вычисляется в период процесса коммутации согласно уравнению (2).

В момент, когда ток вентильной ветви, включающейся в работу, станет равным току нагрузки, сумматор, работающий в режиме нуль-органа на интервале коммутации, перейдет в положительное насыщение. Это соответ50 ствует моменту окончания процесса коммутации, при этом триггер 6 перебрасывается в состояние, соответствующее Q = О, ключ 8 замыкается, сумма ор 18 переходит в активный режим, 55 начинает рабо."ать следящая система— интегросумматор 17, ;матор 18.

Это означает, что до прихода следующего импульса напряжение на выходе

1316013 блока 15 поддерживается равным напряжению на выходе блока 19, соответствующему току вентильной ветви, по уравнению (3) равным на межкоммутационном интервале току нагрузки. 5

Моделирование напряжения вентильного преобразователя U с учетом нагрузки (например, двигателя постоянного тока) осуществляется блоком

ll моделирования напряжения преобра- 10 зователя.

Интегросумматор 13 с масштабным резистором 12 и сумматором 14 образуют следящую систему автоматического регулирования, и при задании напряжения на втором входе сумматора, пропорционального току преобразователя на его выходе, появляется напряжение, пропорциональное выходному напряжению преобразователя. Выходное напряжение интегросумматора

l3 с масштабным резистором 12 соответствует решению уравнения (1) и равно напряжению на втором входе сумматора 14.

Таким образом, устройство моделирует работу вентильного преобразователя как в непрерывном, так и в прерывистом режиме тока.

Формула изобретения

Устройство для моделирования эентильных преобразователей, содержа- 35 щее RS-триггер, инвертор, первый и второй тиристорные выпрямители, информационные входы которьи являются соответственно первым и вторым входами трехфазного переменного напряжения устройства, блок моделирования тока нагрузки, включающий интегросумматор, в обратную связь которого включен масштабный резистор, блок моделирования напряжения вентильного 4$ преобразователя, включающий интегросумматор, в обратную связь которого включеи масштабный резистор и сумматор, первый вход которого соединен с выходом интегросумматора, выход сумматора соединен с вторым входом интегросумматора этого блока и является выходом напряжения устройства, вьиод источника постоянного напряжения подключен к второму входу интегросумматора блока моделирования тока нагрузки и к третьему входу интегросумматора блока моделирования, напряжения вентильного преобраэователя, выход первого тиристорного выпрямителя и выход первого источника тока подключены к третьему входу интегросумматора блока моделирования тока нагрузки, выход которого соединен с вторым входом сумматора блока моделирования напряжения вентильного преобразователя и является выходом тока нагрузки вентильного преобраэователя устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены второй источник тока, ключ, блок дифференцирования, выпрямительный диод, сумматор, распределитель импульсов и блок моделирования тока вентильной ветви, включа" ющий интегросумматор, в обратную связь которого включен масштабный резистор, вход обнуления интегросумматора через ограничительный диод соединен с его выходом, выходы интегросумматоров блока моделирования тока нагрузки и блока моделирования тока вентильной ветви соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен с информационным входом ключа и с R-входом RS-триггера, выход которого подключен к управляющему входу ключа и через цепочку из последовательно соединенных блока дифференцирования и выпрямительного диода соединен с входом обнуления интегросумматора блока моделирования тока вентильной ветви, выход ключа подключен к четвертому входу интегросумматора блока моделирования

1 тока нагруэки, выход сумматора блока моделирования напряжения вентильного преобразователя через инвертор соединен с вторым входом интегросумматора блока моделирования тока вентильной ветви, третий вход которого подключен к выходам второго тиристорного выпрямителя и второго источника тока, вход запуска устройства соединен с

S-входом RS-триггера и через распределитель импульсов подключен к управляющему входу первого и второго тиристорных выпрямителей.

i3 SOi3

Фиа1 g

Фарг

Составитель И.Дубинина

Редактор Л.Лангазо Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Закаэ 2366/53

Тираж б72 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4j5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4