Устройство для моделирования нелинейных сетевых систем

О П И С А Н И Е цбО 1712ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24.11.75 (2 с присоединением заявки (23) Приоритет - (43) Опубликовано 05,04 (45) Дата опубликования 92945 С 06 С 7/5 Тосударственный комит овета Министров СССРпо делам изобретений и открытий. Бюллетень М 1 описания 24.05.7 72) Авторы изобретени горовский и В. А. Беньковский иженерно-строительный институ Е. П) Заявитель вски 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СЕТЕВЫХ СИСТЕМО Изэбретиие Относится к области вычнслчтелыной техники, а именно к аналоговым вычислительным ус"пройствам,для молелироваиия потоков жидкости или газов, и может быть использовано при рассчете и анализе режимов работы водопроводных и друпих г 1 илравличесооих систем, подчиняющихся первому и втэрому закочам Кирхгофа.Известно устройстзо для,моделирования участков сетей трубопровэдов, содержащее пентод з качестве переменного сопротивления, зависящепо от напряжения, приложегннота к модели, переменный делитель напряжения, ряд линейных сопротивлений, источник напряженай, позволяющее моделировать нелиней. ную характеристику, однако,при воопроиззедении .квалратичной параболы, что требуется при расчете водопроводных сетей, имеют место значительные,отклонения пэказателей от расчетных характвристик 1. 20Известно также устройство,для моделирования участка водопроводной сети, состоящее из нелинейного элемента, в качестзе которого приняты лампы накаливания, автотрансформатора, имеющего коэффициент трансфор мацйи, и конденсатора, служащего,для компенсации намагничивающего тэка 2. Это устройство работает на переменном токе и дает возможность, меняя коэффициент тр ансформ ациименять коэффициент прэпорциэнальности, характеризующии параметры участра моделируемой пилразлической сети и опрелеляемые его длиной, диаметром труб и масштабным иэффициентом по тску и,напряжению, Однако это устройство громоздко и полученные лараметры моделируемой сети все еще сильно отличаются от расчетных из-за наличия з схеме подвижных кодтактов, что и дает большее погрешности.Наиболее близким техническим решенном к даиному изооретечию язляется устройство лля м делц)ования нелинейных сетевых гои стем; прямой,кзалратичной завоиимостью, каторжное содержит, как и данное устройство, масштабный перем нный резистор и квадратичный термэлреобразэзатель, термопара которого подключена ко вхсду усилителя постоянного тока, а,нагрезателыный элемент подсоединен к первой входной клемме 3.Нелсстатэк указанного устройства состоит в низкОЙ точности устройства вследствие чего молелнасзаиие дает параметры отличающихся от расчетных.Цель изобретения состсит в,повышении точности работы устройства.Постазленная цель достигается тем, что устройство содержит магнитный усилитель, обмотка управления которого,подключена через масштабный переменный резистор к выходу усилителя постоянного тэка, а рабочаяобмотка заключена последовательно с нагревательным элементом квадратичного термопрсобразозателя и,подаоединена ко второй входной клемме устройства.На фиг, 1 пряведона схема устройства для моделирования нелинейных сетевых си стем; на фиг, 2 приведены экспериментальные вольтамперные характеристики устройстза,Устройство содержит ивадратичный термопреэбразозатсль 1 с навревателыным элементсм 2 и термопарой 3, усилитель постоявного тоха 4, мааштабный переменный резистср 5, магнитпь 1 й уаилитель 6 с рабочей обмотькой 7 и обмэтаюй управления 8 и цепь переменного тока 9.Тармопара 3 соединана через усилитель пэстоянното тока 4 и переменный рез(истор 5 с обмоткой упразления 8 магнипного усилителя б, рабочая обмотка 7 каторжного,последовательио включена в цепь переменнэго тэка 9, авязанцую с иапрезателыным элементом 2.Устройство работает следующим ооразом: при поязлевии напрядения на заиимах цепи 9, которая сэатсит из рабочей обмотки 7 матнитного усилителя б и,нагревательного элемента термопреобразователя 1, в ней протекает ток той или ияойл величины, При отсутствии постоянного тоха в обманке уп,ра,вления 8 мав:.итного усилителя б через рабочую обмэтку 7 протекает небольшой величины ток, ,равный току холостого хода (1 х, х,) трансформатора. Уменьшив величину сопротивления переменного резистора 5 до величины, пропорциональной 1 величине така в обмотке упразлсния 6, изьменяют реяим работы цепи переменного таха 9, Таким образом, устройсъво приведено в исходное положение, с котэрого:начинают вести исследования моделируемого участка гидравлической,сети. Затем увеличиза 1 от напряженне на зажимах цепи 9 до требуемой зеличины, сэответстзующей точке (30: 8,7) на графике фиг, 2.Через нагревательный элемент 2 термоцреобразозатоля 1 протекает ток, который вызывает изменение терема э.,д,с.,на зажимах ториопары 3, но величина ее незначительная для топо, чтобы управлять мапнитным,усилителем 6. Для усиления выходного аигнала тврмспреобразсзателя 1 используют усилитель постоянного тэка 4. Предварительно уаилонпый тэк термопреоэразователя 1 протекает чарсз переменный резистор 5 и обмотку управления 8 и тем самым вызывает уменьшение диназгичеакойл магнитной проиицаемости для переменного потока в,рабочей обмотке 7 магнитного усилителя б. В соответсгзии с этим ум с ныл а ется индуктивность /. ра б очей обмоткгл б, а с ее уменьшением в цепи переменногэ тэка 9 возрастает ток. Этот ток бу дет зависеть только от абсолютного значения тока выправления, и не зависит от его направления (знака). Следсвательно, форма географической зависимости приложенного напряжения от тока, протекающего,в цепи 9, будет той же, что и термопреобразователя 1, исследуемого отдельно. Наклон параболической характеристики устройства можно изменять, меняя активночиндуктивное сопротивление,в цепи управления или цепи магнитного уаилителя б.В устройстве это достигается только одной регулиро)вкой - изменением активного соп 1 ротивлания переменного резистора 5.Чем меньше величина актизного сэпротизления,нагревательного элемента 2 териопреобразователя 1, тем меньше величина напряжения, падающего на неми тем,меньше ого 5 влияние на конечную величину напряжения.В ус зройстве эта величина незначительная.Устройство имеет зону регулирования вольтамперной хауактерлстики иелинейного элемента с зависглмостью У = /(/), которая из меняется от точки (30 В; 8,7 тА) ло точки(17,5 В; 25,7 тА). Изменение величины сопрэтивления неременного резистора 5,от номинального его значения дэ 0 позволяет из менять коэффициент пропорциональности а 25 выражения У = аР в пределах от 0,4 до0,26 В/лгА. Для расширения рабочей зоны достаточно подключить к обмотке управления 8 последовательно еще одну обмотку. Тогда коэффициент пропорционалынос пи может быть 30 расширен до 0,004 В/тА.Погрешность от сопоставления расчетныхи эксперименталыных данных, получанных в результате исследования квадратичного элемента не иревышает +.2 - 2,5%,35Ф ар м у л а и за бр ет е н и яУстройство для моделирования нелинейных сетевых систем, содержащее масштаб ный пЕременный,резистор и квадратичныйтермэпреобразователь, термопара котсрого подключена ко:входу уаилителя,постоянного тска, а нагревателыный элемент подсоединен к первай входной клемме, о т л и ч а ю щ е е с я 45 тем, что, с целью ловышения точности, оносодержит магнитный усилитель, обмотка управления которого подключена через масштабный переменлый резистор к выходу уаилителя настоянного тока, а рабачая обмотка 50 включена последозателыно с нагревательнымэлементом ювадратичного термолреобразователя (и пэдсоединена ко второй входной клемме устройства.Источники информации, принятые но,внимание ири экслертлзе;1. Лвторсюое свидетельство М 120686,кл. (.г 06 (.г 7/57, 1967,2. Авторское свидетельство М 186773,50 кл. С 06 Р 7/36, 1965.3. Хасни Г., Корн Г. Спразэчник Вычислительная техника, ч, 1, с. 386 в 3.601712 И Р го Составитель Г. Сороки ехред И. Михайлова Корректо Гутм вдеичик актор пнсное и. Харьк. фил. пред. Патент каз 186/333 Изд НПО Государств по д Москв144 ного колам изоб Ж,итета Совет ретений и от аушская наб аж 841Мин истроытийд. 4/5