Устройство для моделирования трехфазного мостового вентильного преобразователя

ця) 6 06 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЭОБРЕТЕНИЙ И 01 ИРЫГИЙ ЕЛ н АНИЕ ИЗОБРЕ НИЯ ОП деи:льству и(21) 3366509/18-24 .блошка Формирования катодного.потен- (22), 17.12.81 циала вентиля, вход которого явля.(46) 23.06.83. Бюл. Ф 23 ,ется входом задания тока нагрузки,(72) А.П.Мещанинов и С,Ю.Александров- выходы моделей вентиля первой групский. : - пы соединены с группой входов бло(71) Николаевский ордена Трудовогока формирования анодного потенциа Красного Знамени кораблЕстрои-ла веитиля, вход которого являетсЯтельный институт им. адм.С.О.Макаро" входом задания тока нагрузки, о. тва л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с(53) 681. 333 (088,8) целью повытщенкя точности моделиро-.(56) 1. Стульников В.И Колчев Е.В.вания., в:устройстве каздая модельМоделирование полупроводниковыхпре-. вентиля содержит последовательно .образователей. Киев, фТехн 3 ка., соединенные суимируквий усилитель1971,. с.55.: .и операционный усилитель,. в об 2, Колчев Е.В., Метельскнй В,П , ратную связь которого включен диод,Стульников В.И. Вэделироваиие тирис-. причем в моделях вентиля первой груп-.торных злектроприводоэ, Киев, фТех- пы диод включен в прямом направлЕ- Ян 1 иа, тя 60, с.27 рнс,тб (лрото- . нии, а в,моделях вЕнтиля втброа:.тип).: группы - в обратном найравлении, .(54)(57) уСтрОЯСТВО для МОд)"ЛИЖВА : . выход операционного усилителя яв- ниЯ тРехФАзноГО мос 7;ового Веитильно- ляется. выходом моделй вентиля, вы- , ГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ) содержащее .груп- хоДы операционных усилителей пер- . пы из трех, моделей вентиля, блоки вых моделей вентиля первой и второй Я Формирования анодного и матодногогРупп подключены соответственно . потенциалов вентиля и блоки Форми- . к первому и второму входам первого роэания потенциала, узла, выход каж- . . блока Формирования потенциала узла, дого из которых соединен с первым " . . выходы операционных усилетелей этовходом соответствующей модели вен- : Рых моделей вентиля первой и эторой. тиля групп, выход блока Формироэа- груйп соединены соответственно с ния анодного потенциала.вентиля под-; первьм и вторым входами второго блоключен к второму входу моделей эен- . ка Формирования потенциала узла., тиля первой группы, выход блока Фор-, выходы операционнЫх усилителей тремирования катодного потенциала веи- тьих.моделей вентиля первой и второйтиля соединен с вторив входом моде- , грув подключены соответственно к .лей вентиля второй группы, выходы ко- первьаа Н вторык вхОдам тРетьего бло-.торых подключены к группе входоэ . . ка Формированияпотенциала узла.1Йзобретение относится к моделированию процессов, систем и устройств с помощью аналоговыМ вычислительных машин (ЛВИ) и может быть использовано. в аналоговых моделях систем, содержащих трехфазные мостовые вентиль" ные преобразователи.Известно устройство для моделирования трехфазного мостового вентильного преобразователя, представля; ющее собой аналоговую модель трех Фаэного мостового вентильного преобразователя.с источником трехфазного напряжения, каждая Фаза которого представлена соединенными последовательйо источником ЭДС, активным и 15 индуктивным сопротивлениями Ц.Устройство содержит шесть операционных усилителей (ОУ), в обратной связи которых параллеп но друг 20 другу включены конденсатор, активный резистор и диод, полярность вклю чения которого зависит от того; вентиль какой группы моделирует данный усилитель. Выходы операционных усилителей; моделирующих вентили аноднойи катодной групп, соединены с входами соответствующих. суммирующих операционных усилителей, выходы которых соединены в свою очередь с входами операционных усилителей без .30 обратной связи, Формирующих потенциалы анодного и катодного полюсов соответственно. 1Недостаток этого устройства - невысокая точность моделирования. 35Наиболее близким по технической сущности к.предлагаемому является устройство, моделирукщее трехфазный мостовой вентильный преобразователь совместно с источником трехфазного 40 напряжения, каждая Фаза которого представлена соединенными последователь.но источником ЭДС, активным и индуктивным сопротйвлениями, если из модели трехфазного мостового тирис торного преобразователя исключить обмотки двухпозиционного реле и их контакты, устройство состоит из шести операционных усилителей, моделирующих вентили. В обратной связи этих операционных усилителей параллельно друг другу включены активное сопротивление, емкость и диод, полярность включения которого зависит от того, вентиль какой группы моделирует данный операционный усилитель. Выходы ,55 операционных усилителей, моделирующих вентили анодной и катодной групп, соединены с .входами соответствующих -операционных усилителей с разомкнутоР. обратной связью, предСтавляющих со бой тополбгически изоморфные модели узлов подключения нагрузки 2.Недостатком этого устройства яв- ляется невысокая точность модели)рования. 65 Цель изобретения - повышение точ-, ности моделирования.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования трехфаэйого мостового вентильного преобразователя, содержащем группы иэ трех моделей вентиля, блоки Формирования анодного и катодного потенциалов вентиля и блоки формирования потенциала узла, выход каждого иэ которых соединен с первым входом соответствующей модели вентиля групп, выход блока Формирования айодного потенциала вентиля под ключен к второму входумоделей вентиля первой группы, выход блока Фор мирования катодного потенциала веи" тиля соединен с вторым входом моделей вентиля второй группы, выходы которых подключены к группе входов блока Формирования катодного потенциала вентиля, вход которого явля-. ется входом задания тока нагрузки, выходы моделей вентиля первой группы соединены с группой входов блока формирования анодного потенциала вентиля, вход которого является входом задания тока нагрузки, каждая модель вентиля содержит последовательно соединенные суммирующий усилитель и операционный усилитель, в. обратную связь которого включен диод, причем в моделях вентиля первой группы диод включен в прямом направлении, а в моделях вентиля второй группы - в обратном направлении, выход операционного усилителя. является выходом модели вентиля, выходы операционных усилителей первых моделей вентиля первой и вто рой групп подключены соответственно к первому и второму входам первого блока формирования потенциала узла, выходы операционных усилителей вторых моделей вентиля первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока Формирования потенциала узла, выходы операционных усилителей третьих моделей вентиля первой и второй групп подключены соответственно к первым и вторым входам третьего блока формирования потенциала узла.На чертеже показана, функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит первую и вторую группу моделей 1 и 2 вентиля, каждая иэ которых включает суммирующий усилитель 3, резисторы 4-6, операционный усилитель 7, резисторы 8, 9 и диод 10, блоки 11-13 Формирования потенциала узла, каждый из которых включает усилитель 14,. резистор,15 и конденсатор 16, блоки.формирования анодного 17 и катодиого 18 потен циалов, каждый из которых включаетЪ="1 Ф-КаМИ,. 51 де 0 - падение напряжения навентиле (Ь = 1-6)ф ф 1, - потенциалы узлов подключения вентиля к источнику.переменного напряжения и к одному иэ узловподключения нагрузкиФ (=а,Ь,с, п=А, К);,К:К- щ- коэффициенты передачи, Ьп фф ределяемйе отношрнием со"- противления резистора 4 вобратной связи к соответствукщим входным резисторам 5 и б;20в ,в -масштабы напряжения и поМ Фтенциала. Обычно в,=в,поэтому К=К=1.Выходной величиной суммирующего усилителя является падение напряжения на вентиле О с обратным знаком., Это напряжение подается на вход ,операционного усилителя 7, Формирующего ток вентиля согласно уравнениюцр= КОр, 30зь в; Фгде ъ Кд - коэффициент передац чи операционногоусилителя 7, принимающий, в зависимости от состояния моделируемого вентиля,два значения.При открытом состоянии моделированного вентиля Кэ принимает значение, равное проводйиости вентиля д(,в этом состоянии с учетом масштабовпо току в и напряжению вз, выбираемых из условия устойчивости раотымодели. В этом случае К определяется отношением сопротивл 3 ния резистора 8 обратной связи к входному резистору 9. При закрытом состояниимоделирующего вентиля Кз О. Ступен"чатое изменение коэффициента передачи К обеспечивается диодом 10,включенным параллельйо активному.сопротивлению 8 в обратную счязь операционного усилителя 7.Модели вентилей подключены к соответствукщим блокам 11-13 форми- . 55рования потенциала узла, на входикоторых подаются токи ветвей, образующих, данные узлы,а выходной ве"личиной является значение потенциала данного узла, определяющегося путем ,решения 1-го закона Кирхгофа по метог ду неявных Функций согласно уравнений,Ф; 1;= -;5.где Ц в , коэффициент усиления операционного усилителя беэ об н Ратной связи;сумма токов ветвей, образуютщих в-ый узел;Ч - потенциал в-го узла 1Н - число ветвей, образующихв-ый узелРаботу устройства рассмотрим на примере вентиля катодной группы, подключенной к Фазе О. При 9 сгк падение напряжения на моделируемом вентиле, снимаемое С суммирующего операционного усилителя 3, Цс 0, Диод 10 открыт и сопротивление 8 шунтирууем в обратной связи операционного уси 1 лителя 7. В этом случае Кз=О и ток вентиля 14=0, что соответствует закрытому состоянию модулируемого вентиля. Как только. потенциал анода П моделируемого вентиля становится больше потенциала его катода ф напряжение на выходе суммирующего рперационного усилителя 3 меняет знак (047 О), что приводит к закрыгию диода 10. В этом случае коэффициент передачи операционного усилителя 7 К= 0 и на его выходе появляетоя ток вентиля 14, что соот ветствует открытому состоянию вентиля, Аналогично работают модели вентилей анодной группы.Предлагаемое устройство позволяет организовать топологически иэоморфное моделирование систем, содержащих различные вентильные преобразователи. При топологически изоморфном моделировании модели элементов системы организовываются независимо друг от,друга объединяются в систему так, что входными ,величинами являются потенциалы узлов системы, а выходными - токи элементов. Точность моделирования обеспечивается отсутствием необходимости моделирования трехфаз". ного мостового вентильного преобразователя совместно с источником трехфазного напряжения, каждая Фаза которого представляется активным и индуктивным сопротивлениями, источником Фазной ЭДС, соединенными последовательно, а также тем, что бо.лее полно отражает процессй, происходящие в реальном трехфазном мостовом вентильном преобразователе.лиал ППП "Патент", г ГОДОД НИИПЙ Заказ 4398/47 . Тираж 7Йв ЮФМ 4 6 ПОДПи Сна в еа в две а юге 4 е ае В Ф ЕВ ФулЯроектная,4В