Устройство для моделирования вентильных преобразователей

(59 4 6 06 С 7 Т СССРТКРЫТИИ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКО олитехнический о и И.Ю.Томил Ма тичес- преобс.139 иристорнь ргия, 197 ССР1983. виде С 0 льство АН алог ожет вани сист ния реали Ю(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится квой вычислительной технике ибыть использовано для моделивентильных преобразователеймах автоматического регулиро ель изобретения - повышени ости. Изобретение поэволяе зовать устроиство, моделирующее токнагрузки, ток вентильной ветви и выходное напряжение преобразователяв реальном масштабе времени. Для вычисления токов используются две фнэические модели вентильных преобраэователей, запускаемые одновременно. Вычисление тока нагрузки осуществляется с помощью блока моделирования тока нагрузки и блока моделированиятока вентильной ветви. На интервалекоммутации оба блока работают неэависимо, вычисляя соответственно токнагрузки и ток вентильной ветви. Намежкоммутационном интервале напряжение выхода блока моделирования токанагрузки приводится с помощьюследящей системы к выходному напряжению блока моделирования тока вентильной ветви. Вычисление напряжениянагрузки осуществляется путем неявного дифференцирования в функции полученного тока и ЭДС нагрузки. 2 ил.Изобретение относится к ачалоговойвычислительной технике и может быть Р, +Ег2Уравнение тока вентильной ветви в функции ЭДС фазы и напряжения вентильного преобразователяс в1 д Рф 1 = г - О,1,(2) где Ьи,Н ф индуктивности нагрузки и фазы, активныесопротивления нагрузки и фазы преобразователя; использовано для моделирования вентильных преобразователей в системахавтоматического регулирования.Цель изобретения - повышение точности моделирова я,На фиг. представлена блок-схемаустройства; на фиг.2 - временныедиаграммы процессов, поясняющиеработу устройства с активно-индуктивной нагрузкой и противо-ЭДС.Устройство содержит тиристорныевыпрямители 1 и 2 (физические модели вентильных преобразователей),распределитель 3 импульсов, первый4 и второй 5 источники тока, Р 5 триггер 6, источник 7 постоянногонапряжения, 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 16и интегросумматор 17, сумматор 18,блок 19 моделировачия тока вентильной ветви, включающий масштабныйрезистор 20, интегросумиатор 21и огранив тельный диод 22, инвертор23.В основу работы устройства лежатуравнения описывающие электрома нитные процессы в зентильном преобразователе.Уравнение для тока нагрузки вентильного преобразователяЬ " + К= ОСэнЧ с 1(1)Уравнение тока нагрузки в периодкоммутации в функции ЭДС фаэ сети иЭДС нагрузки(ю + )"- + (Р + )ф с 1 РфС т ток в нагрузке;11 ,1 Н - ЭДС фаз преобразователя и нагрузки;ток вентильной ветви5 преобразователя;О - напряжение на нагрузке преобразователя.Устройство работает следующимобразом,10На вход запуска подаются импульсь управления. С приходом импульсаодновременно запускаются физическиемодели преобразователей 1 и 25(фиг.2). Триггер 6 перебрасывается всостояние, которому соответствуетис выхода дифференцирующего блока 9обнуляется интегросумматор 21 блока20моделирования тока вентильной ветви)одновременно ключ 8 размыкается,итем самым размыкается обратная связьс выхода интегросумматора 17, образованная сумматором 18 и ключом 8.В этот момент времени напряжениена выходе интегросумматора 17 соответствует напряжению до подачиимпульса управления, а напряжение навыходе интегросумматора 21 равнонулю, При разомкнутом ключе 8 напряжение на выходе сумматора 18 соответствует отрицательному насьпцению.Выходное напряжение блока 19, соответствующее току вентильной ветвив интервале между включениями двухсоседних вентилей, вычисляется поуравнению (3), и в период коммутацционо соответствует току коммутацииветви.40Выходное напряжение блока 15 соответствует току нагрузки вентильногопреобразователя и вычисляется в период процесса коммутации согласноуравнению (2).45В момент, когда ток вентильнойветви, включающейся в работу, станетравным току нагрузки, сумматор, работающий в режиме нуль-органа наинтервале коммутации, перейдет вположительное насьпцение. Это соответ 50ствует моменту окончания процессакоммутации, при этом триггер 6 пере-брасывается в состояние, соответствуощее 0 = О, ключ 8 замыкается, суммаор 18 переходит в активный режим,55начинает рабо."дть следящая система -интегросумматор 17, с,;матор 18,Это означает, что до пргхода следующего импульса напряжение на выходеблока 15 поддерживается равным напряжению на выходе блока 19, соответствующему току вентильной ветви, по уравнению (3) равным на межкоммутационном интервале току нагрузки. 5Моделирование напряжения вентиль- ного преобразователя 0 с учетом нагрузки (например, двигателя постоянного тока) осуществляется блоком 11 моделирования напряжения преобра 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. Вы ходное напряжение интегросумматора 3 с масштабным резистором 12 соответствует решению уравнения (1) и равно напряжению на втором входе сумматора 14.25Таким образом, устройство моделирует работу вентильного преобразователя как в непрерывном, так и в прерывистом режиме тока.Формула изобретенияУстройство для моделирования эентильных преобразователей, содержа щее В 5-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 45 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 моделированиятока нагрузки и к третьему входуинтегросумматора блока моделирования,напряжения вентильного преобраэователя, выход первого тиристорноговыпрямителя и выход первого источника тока подключены к третьему входуинтегросумматора блока моделированиятока нагрузки, выход которого соединен с вторым входом сумматора блокамоделирования 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 цельюповышения точности моделирования, внего введены второй источник тока,ключ, блок дифференцирования, выпрямительный диод, сумматор, распределитель импульсов и блок моделирования тока вентильной ветви, включа"ющий интегросумматор, в обратнуюсвязь которого включен масштабныйрезистор, вход обнуления интегросумматора через ограничительный диодсоединен с его выходом, выходы интегросумматоров блока моделированиятока нагрузки и блока моделированиятока вентильной ветви соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен с информационным входом ключаи с В-входом В 5-триггера, выходкоторого подключен к управляющемувходу ключа и через цепочку из последовательно соединенных блока диф.ференцирования и выпрямительногодиода соединен с входом обнуленияинтегросумматора блока моделирования тока вентильной ветви, выходключа подключен к четвертому входуинтегросумматора блока моделирования1тока нагруэки, выход сумматора блокамоделирования напряжения вентильногопреобразователя через инвертор соединен с вторым входом интегросумматораблока моделирования тока вентильнойветви, третий вход которого подключен к выходам второго тиристорноговыпрямителя и второго источника тока,вход запуска устройства соединен с5-входом В 5-триггера и через распределитель импульсов подключен к управляющему входу первого и второго тиристорньи выпрямителей.бб 53 Тираж б 72 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений и 113035, Москва, Ж, РаушФю. РнинаКорректор И,Муск Подписно комитета открытий кая наб.,