Устройство для моделирования электромагнитных переходных процессов в системах с распределенными параметрами

(5 Н 6 06 С 7/48 РЕТЕНИЯ ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗНРЬПЪЙОПИСАНИЕ ИЗОК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 21) 3287727/18-2422) 13.05,8146) 07.04,83. Вюл, 1 Ф 13 72) В.И. Бар71) Тольяттинский политехнический институт53) 681.333088.8)56) 1. Карпенко Л.Н. Быстродействующие электродинамические отключающие устройства. 1 Энергияф, 1973, се 632. Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных .поле в проводящих, средах. М., фЭнергияп, 1975, с. 57 прототип).54)57) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМИНИТНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ СРАСПРЕДЕЛЕН НЫМИ ПАРАМЕТРАМИ, содержащее модел коротказамкнутого витка и источник питания, выполненный в виде генератора переменного напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования путем учета переходных процессов в пер внчном контуре, в него введены два выпрямительных диода, йакопительная катушка индуктивности, модель активного сопротивления обмотки возбуждения, выполненная в виде резистора и модель индуктивности обмотки возбуждения, выполненная в виде конденсатора, причем одни выводы резистора и конденсатора соединены с анодом первого выпрямительного диода, . катод которого соединен с одним выводом накопительной катушки индуктив ности, и с катодом второго выпрями- тельного диода, анод которого соединен с одним выводом источника питания, другой вывод которого соединен, с объединенными другими выводаминакопительной катушки индуктивности, резистора и конденсатора, выводы которого соединены соответственно с выводами модели короткозамкну-, того витка1010 б 18 40 Изобретение относится к электрическому моделированию физическихпроцессов, в частности для моделирования электромагнитных переходных ,процессов в индукционно-динамическом преобразователе энергии.Индукционно-динамический преобразователь представляет собой систему с двумя магнитно-связанными контурами: первичным (накопитель энергии - обмотка возбуждения) и вторичным (короткозамкнутый витой) В качестве накопителя энергии обычно используетея конденсаторная батарея. Для усиления магнитной связи и сосредоточения магнитного поля в 15 определенной области пространства ИДП могут содержать ферромагнитные материалы. В таких ИДП обмотка возбуждения располагаетая в пазу ферромагнитного индуктора 11.20Наиболее близким к предлагаемому является моделирующее устройство, на основе твердой проводящей среды, Электропроводная бумага с нанесенным на нее граничным электродом нак ладывается на конденсаторный слой, состоящий из диэлектрика и электро да. Таким образом между слоем бумаги и электродом создается распределенная электрическая емкость.Под.ключением источника переменного на-. пряжения е(й) между электродами создается ток, распределенный по поверхности бумаги. С помощью источника переменного напряжения задается за,кон изменения напряжения на границе модели 2. При этом процессы в модели витка не влияют на изменение этого напряжения, что снижает точность моделирования. Цель изобретения - повышение точности моделирования.Для достижения поставленной цели 45 в устройство для моделирования элект. ромагнитных переходных процессов в системах с распределенными параметрами, содержащее,модель короткозамкнутого витка и источник питания, выполненный в виде генератора переменного напряжения, дополнительно введены два выпрямйтельных диода, накопительная катушка индуктивности,модеЛь активного сопротивления обмотки возбуждения выполненная в виде резистора, и модель индуктивности обмотки возбуждения, выполненная в виде конденсатора; причем одни выводы резистора и конденсатора соединены с анодом первого выпрямительного .60 диода, катод которого соединен с одним выводом накопительной. катушки индуктивности, и с катодом второго выпрямительного диода, анод которого соединен с одним выводом источника питания, другой вывод которогосоединен с объединенными другимивыводами накопительной катушки индуктивности, резистора и конденсатора, выводы которого соединенысоответственно с выводами моделикороткозамкнутого витка. На чертеже изображено предлагае-, мое устройство.Устройство содержит модель 1 короткозамкнутого витка, источник 2 питания, первый и второй выпрямительные диоды 3 и 4 (ключи), накопительную катушку 5 индуктивности, модель активного сопротивления: обмотки возбуждения выполненную в виде резистора б и модель индуктивности обмоток возбуждения; выполненную в виде конденсатора 7. Устройство работает следующим образом.В положительный полупериод напряжения открывается выпрямительный диод, включенный между источником 2 питания и катушкой 5 индуктивности, диод 3 заперт, ток через резистор б, конденсатор 7 имодель короткозамкнутого витка не протекает.Ток в катушке индуктивности нарастает (происходит зарядка накопителя), затем, достигнув максимального значения, ток начинает уменьшаться. Напряжение на катушке меняет знак. Диод 4 закрывается, а диод 3 открывается. Ток, протекающий через катушку индуктивности, в первый момент после открытия диода замыкается через конденсатор, который начинает заряжаться. В дальнейшем ток замыкаетсячерез конденсатор, резистор и модель витка. Источник 2 питания может быть выполнен в виде источника постоянного напряжения, а диод 4 - в виде управляемого ключа. После замыкания(управляемого) ключа 4 ток в катушке индуктивности нарастает. Диод 3 заперт. После достижения током максимального значения ключ 4 размыкается. Ток начинает уменьшаться. Открывается диод 3. После открытия диода 3 начинается непосредственно процесс моделирования. В этой фазе источник питания на катушку 5 индуктивности никакого влияния не оказывает. Значение тока после открытия диода 3 является начальным для фазы моделирования и соответствует начальному напряжению на емкостном накопителе энергии оригинала. Накопительная катушка 5 индуктивности соответствует емкостному накопите- лю энергии, резистор б и конденсатор 7 - первичйой обмотке натуры (индукционно-динамического преобразователя)1010618 Составитель И, ЛебедевТехред М, ТеперКорректорИ, Шулла Редактор О. Сопко Заказ 2488/37 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5 филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Исследования на устройстве для моделирования.,заключаются в осциллографировании напряжении и токов в эле- ментах устройства. 4Предлагаемое устройство повышает точность моделирования, что позволяет решать задачи с точностью численных методов исследования.