Имитатор активной нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН М 74 3(59 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ О БРЕ ИЕ НИ ЕТЕЛЬСТВ ВТОР СКОМ. Ра-. итут авТомскомм управ АГР ертор, индук(21) 3393131/24-07(71) Научно-исследовательский инсттоматики и электромеханики приинституте автоматизированных систеления и радиоэлектроники(56) 1. Авторское свидетельство СС686136, кл. Н 02 Р 9/42, 1976.2, Авторское свидетельство ССС736339, кл. Н 02 Р 9/43, 1977.3. Авторское свидетельство СССпо заявке3256706/24-07,кл. Н 02 М 7/48, 1981.(54) (57) ИМИТАТОР АКТИВНОЙ НКИ, содержащий ведомый сетью исвязанный через первый датчик тока,ЯО 1050068 тивный фильтр и второй датчик тока с входом имитатора, причем управляющий вход инвертора через первый измеритель рассогласования связан с выходом первого датчика тока и задатчиком тока, а выход второго датчика тока через второй измеритель рассогласования связан с управляющим входом формирователя фронта тока нагрузки, выход которого подключен к входу индуктивного фильтра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов имитатора, в него введен блок аналоговой памяти, выход которого через второй измеритель рассогласования связан с управляющим входом формирователя, первый вход блока аналоговой памяти подключен к задатчику тока, а второй вход - к выходу компаратора, инвертирующий вход которого подключен к Я выходу первого. датчика тока, а неинвертирующий - к задатчику тока.1050068 Изобретечие относится к преобразовательной технике и может быть использованов качестве нагрузки при испытаниях источников питания и электрических генераторов.Известны нагрузочные устройства, выполненные на основе ведомого сетью инвертораи 12,Недостатком указанных нагрузочных устройств является их низкоебыстродействие,.обусловленное наличием индуктивностей вовходных цепях, что не позволяет реализовать динамический режим изменения нагрузки с крутыми фронтами тока.Наиболее близким к изобретению является имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор, связанный через первый датчик тока, индуктивный фильтри второй датчик тока с входом имитатора,причем управляющий вход указанного инвртора через первый измеритель рассогласования связан с выходом первого датчикатока и задатчиком тока, а выход второго 2 г 1датчика тока через второй измеритель рассогласования связан с управляющим входом формирователя фронта тока нагрузки,выход которого подключен к входу индуктивного фильтра 13.25Недостатками этого имитатбра являютсязначительные масса и габариты, обусловленные наличием вспомогательного источникапитания, необходимого для работы формирователя фронта тока нагрузки.Цель изобретения - уменьшение массы ЗОи габаритов имитатора путем изменения управления формирователем фронта тока нагрузки.Эта цель, достигается тем, что в имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор, связанный через пер- З 5. вый датчик тока, индуктивный фильтр и второй датчик тока с входом имитатора, причемуправляющий вход указанного инвертора через первый измеритель рассогласования связан с выходом первого датчика тока и задат 40чиком тока, а выход второго датчика токачерез второй измеритель рассогласованиясвязан с управляющим входом формйрователя фронта тока нагрузки, выход которогоподключен к входу индуктивного фильтра,введен блок аналоговой памяти, выход которого через второй измеритель рассогласования связан с управляющим входом указанного формирователя, первый вход блока аналоговой памяти подключен к задатчику тока, а второй вход - к выходу компаратора, инвертирующий вход которого подключен к выходу первого датчика тока, анеинвертирующий - к задатчику тока.На фиг. 1 представлена блок-схема имитатора активной нагрузки; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу имитатора в переходных режимах,Имитатор активной нагрузки содержитвторой датчик 1 тока, подключенный к пер 2вому входу второго измерителя 2 рассогласования, выходом соединенного со схемой3 управления формирователя 4 фронта токанагрузки, включенного на входе индуктивного фильтра 5, первый измеритель 6 рассогласования, соединенный со схемой 7 управления ведомого сетью инвертора 8, первым датчиком 9 тока и задатчиком 10 токанагрузки, блок 11 аналоговой памяти, выход которого подключен к второму измерителю 2 рассогласования, первый вход -к задатчику 10 тока, а второй - к выходукомпаратора 12, неинвертирующий вход ко-,торого соединен с задатчиком 10 тока, а инвертирующий - с выходом первого датчика9 тока,Блок 11 аналоговой памяти выполнен ввиде двух операционных усилителей 13 и14 соединенных между собой каналом полевого транзистора 15, затвор которого и неинвертирующий вход первого операционногоусилителя 13.образуют входы блока 11 аналоговой памяти, а его выход - объединен;ные инверсные входы операционных усилителей 13 и 14 и выход второго операционного усилителя 14. Конденсатор 16 является элементом памяти.Компаратор 12 может быть выполнен ввиде операционного усилителя, выход которого подключен к затвору полевого транзистора 15, инвертирующий вход соединенс датчиком 9 тока, а неинвертирующий -с задатчиком 10 тока нагрузки.Диаграммы (фиг. 2) включают; 17сигнал задатчика 10 тока нагрузки, 18 -сигнал на выходе блока 11 аналоговой памяти, 19 - ток инвертора 8, 20 - токформирователя 4 фронта, 21 - сигнал навыходе компаратора 12, 22 - входной токимитатора,Имитатор активной нагрузки работаетследующим образом.Роль нагрузки испытуемой системы электропитания постоянного тока выполняет ведомыйсетью инвертор 8. Регулирование величины тока нагрузки системы электропитания осуществляется путем изменения углауправления инвертора 8. Электрическая энергия постоянного тока через индуктивныйфильтр 5 поступает на вход инвертора 8,преобразуется им в энергию переменноготока и передается в сеть. В статическом режиме входной ток имитатора 22 протекаетчерез входной фильтр 5 и ведомый инвертор 8, который благодаря отрицательной обратной связи, осуществляемой с помощьюпервого измерителя 6 рассогласования, стабилизирует ток на уровне, соответствующемвеличине, заданной задатчиком 10 тока нагрузки, Пусть в момент времени 11 сигнал17 задатчика 10 тока нагрузки резко изменяется в направлении наброса нагрузки, Навыходе блока 11 аналоговой памяти появляется сигнал 18, пропорциональный по величине сигналу 17, что приводит к появле1050068 фиг. НИИПИ Заказ 8448/54 Тираж 687 Подиисное илиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,нию сигналов оассогласования на выходах измерителей 2 и 6 рассогласования, которые воздействуют на схемы 3 и 7 управления формирователем 4 фронта и ведомым инвертором 8 соответственно.Формирователь 4 фронта начинает отработку сигнала, в результате чего входной ток имитатора 22 увеличивается до .заданной величины, причем через формирователь 4 фронта протекает ток 20, равный по величине набросу нагрузки. Инвертор 8 также начинает отрабатывать свой сигнал управления и его ток 19 за счет индуктивного характера фильтра 5 плавно увеличивается до нового заданного значения, при этом ток 20, протекающий через формирователь 4фронта, уменьшается до нуля. По оконча нии переходного режима инвертора 8 весь входной ток 22 протекает через инвертор 8, Все это время сигнал 21 с компаратора 12 имеет положительную полярность, и блок 11 аналоговой памяти работает в режиме вы-: борки. При сбросе нагрузки в момент времени 1 а сигнал 21 меняет полярность, транзистор 15 запирается и блок 11 аналоговой памяти переходит в режим хранения за счет сохранения неизменного напряжения на конденсаторе 16, Ток 19 инвертора 8 начина- . 25 ет плавно уменьшаться до нового значения,4а ток 20 формифвателя 4 фронта плавно нарастает, Уменьшение тока инвертора фиксируется датчиком 9 тока, что вызывает понижение напряжения на инвертирующем вхо де компаратора 12, По окончании переходного процесса указанное напряжение снижается до величины, вызывающей изменение полярности выходного напряжения 21 компаратора 12, что приводит к отпирайию транзистора 15 и изменению напряжения на конденсаторе 16 до величины, задаваемой задатчиком 10 тока. Имитатор переходит в установившийся режим работы.Таким образом, предлагаемый имитатор активной нагрузки по сравнению с известным имеет - меньшие массу и габариты за счет того, что отпадает необходимость в ис пользовании вспомогательного источника пи тания. При этом предлагаемый имитатор позволяет достичь полноты подобия процессов, протекающих при работе испытуемого источника на реальную нагрузку, Кроме то-. го, он дает возможность воспроизводить резкие динамические режимы, например, сбросы набросы нагрузки с крутым передним фронтом до 1 О мкс, что позволяет проводить более достоверные испытания источников электропитания, преобразователей, электрических машин.