Устройство для моделирования м-фазного вентильного преобразователя

О Л И С А й К Е (11)524200ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республин) Дополнительн д-ву 36572 2) Заявлено 01.07.74(21) 2038908/2 066 7/ исоединением заявкисудврственныи комитетоввтв Министров СССРво делам изаоретенийн открытий 3) Приоритет) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ Я,-фАЗНО ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ и дополнительный источник щенияпричем выход инте ения сме напрягратор ьного одключкционг к первому входу дополнител ного преобразователя, вто соединен с выходом допол д которого ого источ ои в т О Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при моделировании систем, содержащих управляемые вентильные преобразователи.Известно устройство для моделирования а-разного вентильного преобразователя по авт; св.365720, содержащее усилитель с диодно-потенциометрическим ограничителем, интегратор, инверторы, диоды, потенциометр, функциональный преобразователь и источники напрякения.В известном устройстве коммутация вентилей может учитываться лишь приближенно путем изменения параметров модели нагрузки по сравнению с фактическими, При больших значениях угла коммутации или при необходимости строгого учета угла коммутации зто устройство имеет значительную погрешность.Предлагаемое устройство отличается тем, что оно содеркит дополнительный функциональный преобразователь блоки односторонней проводимости, триггер, нуль-орган, дополнительный инвертор, сумматоры, блок моделирования нагрузки, управляемый ключ ника напряжения смешения, выход подключенк первому входу первого сумматора, выходкоторого через управляемый ключ связан спервым входом блока моделирования нагрузки, второй вход которого соединен с выходом основного функционального преобразователя, а выходы соединены со входами второго сумматора, выход которого подклоченко второму входу первого сумматора и черезпоследовательно соединенные делитель напряжения и дополнительный инвертор - к первому входу суммирующего апериодическогозвена с ограничением, второй вход которогосоедичен с выходом дополнительного функционального преобразователя, третий вход через первый блок односторонней проводимости подключен к первому выходу триггера, авыход соединен с первым входом нуль-органа, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования нагрузки, выход соединен с первым входом триггера, второй вход которого через второй блок односторонней проводимости подключен к выходу входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем; второй выход триггера соединен с управляющим входом управляемого ключа.Это позволяет математически строго решать уравнения, описываюшие процессы в электромагнитных цепях с вентилями в ком- о мутационный и межкоммутационный периоды, с целью получения сдвинутого по фазе на угол--- 1 коммутационного паденияГ 3 Г %1Т онапряжения в анодных индуктивностях под действием тока коммутации,и тем самым д повысить точность моделирования.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блох 1 для моде- щ лирования тп -разного вентильного преобра зователя по авт. св,365720, в который входят операционный усилитель 2 с ограничителем на диодах 3,4 и потенциометрами 5,6 в обратной связи интегратор 7, усили М тели 8, 9, блоки односторонней проводимости (диоды) 10,11, потенциометр 12, основной функциональный преобразователь 13, источники напряжения смешения 14, 15, резисторы 16-25, конденсатор 26. ЮБлок моделирования нагрузки 27 содержит усилитель 28, интегратор с ограничителем 29, усилитель 30, резисторы 31-38, конденсатор 39 и ограничитель (диод) 40, МСуммирующее апериодическое звено с ограничителем 41 содержит ограничитель (диод) 42, конденсатор 43, операционный усилитель 44, резисторы 45-48.40Кроме того, в состав устройства входят сумматор 49, управляемый ключ 5 О, делитель напряжения 51, дополнительный инвертор 52, нуль-орган 53, триггер 54, блоки односторонней проводимости (диоды) 55, 56, дополнительный функциональный преобразователь 57, дополнительный источник напряжения смешения 58, резисторы 59-66, сумматор 67.Принцип работы предлагаемого устройства моделирования вытекает из уравнений, описывающих электромагнитные процессы в вентильном преобразователе в режиме непрерывного тока.В межкоммутационный периодд1 н н=Е -Е -1+ +а. д = а н н 1 Са+Ъ) д нтн ф фЫЪ Уравнение для контура коммутации ат т а+а Е-Е т 1 и н ф 2м М+ д Т В этих уравнениях:6 Е - мгновенные значения фазных э.д.с. вентильного преобразователя в относительных единицах, когда за базовую величину напряжения принимаетсято К Бд= - ь и -марксЕ: - противо-э,д,с, в отнон Хсительных единицах;-ток нагрузки в относинтельных единицах; 1,Лфф)- ток фазы вступающего Е в работу вентиля в относительных единицах; - - текущее время в отноисительных единицах;- электромагнитная посн ф н н ф тоянная времени цепинагрузки в межкоммутационный период;Ф Тф =электромагнитная постоянная времени контура коммутации. Входной операционный усилитель с диод- но-потенциометрическим ограничителем 2, усилитель 8 и интегратор 7 образуют следящую систему, напряжение выхода которой 0 следит за напряжением ) + 0 , , являющимся аналогом управляющего напряжения. Благодаря положительной обратной связи через усилитель 9, блок односторонней проводимости 10 и потенциометр 12 а также благодаря включению блока односторонней проводимости 11 блок 1 является следящей системой релейного типа. Особенность этой релейной системы состоит в том, что положительная связь в усилителе включается только при положительном напряжении на его выходе, когда блок односторонней проводимости 11 не пропускает это напряжение на вход интегратора 7, В этот момент на входе интегратора действует только напряжение У , обеспечивая линейное снижение его выходного напряжения. На вход следящей системы в этот период поступает алгебраи524200 5ческая сумма напряжений О + ц -0ск к которой приближается напряжение 0В момент, когда сумма этих напряжений изменяет знак, выходное напряжение входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем 2, включенного по схеме нуль-органа, становится отрицательным.В результате Установится равным нулю, и на входе следящей системы остает ся только сумма 0 + Б . Поскольку она отличается от напряжения интегратора 7 на величину О, следящая система фиксирует это отклонение до наступления следующего равновесия, когда на выходе усилителя снова изменяется знак. Скорость обработки при этом выбирают на порядок - два выше, чем в предыдущем случае (максимальное отрицательное напряжение на выходе блока 2 намного больше 0 нщ ). В момент 20 нового равновесия из-за всегда имеющего место небольшого перерегулирования напряжение на выходе блока 2 становится положительным, появляется напряжение Бак и система отрабатывает новое рассогласование с малой скоростью. В результате на выходе интегратора 7 появляется пилообразное напряжение с постоянной величиной скачка, соответствующей величине УскС помощью функциональных преобразова- З 0 телей 13 и 57 напряжение ) преобразуется в отрезки синусоиды. Величину Усщ принима:от равной половине 7 ск , определяющего фазностьпреобразователя. Величина напряжения Онопределяет наклон пилообразного напряжения Уи, следовательно, масштаб времени.На усилителях 28, 30 и интеграторе 40с ограничителем 29 собран блок 27 моделирования нагрузки для наиболее общего:лучая - активно-индуктивной нагрузки слротиво-э.д,с,К первому входу блока моделирования 45нагрузки 27 через управляемый ключ 50подключен выход сумматора 49, ко второму входу - выход основного функционального преобразователя 13. К первому входусумматора 49 подключен выход дополнительного функционального преобразователя57, ко второму его входу через сумматор67 - выходы усилителя 28 и интегратора29. Ко входам нуль-органа 51 подключенывыходы интегратора 29 и сумтлируюшего %апериодического звена с ограничением 41,собранного на усилителе 44. К первомувходу которого через последовательно соединенные делитель напряжения 51 и дополнительный инвертор 52 подключен выход 60 сумматора 67, ко второму входу - выход дополнительного функционального преобразователя 57, к третьему входу через блок односторонней проводимости 56 - первый выход триггера 54, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа 51, второй вход через блок односторонней проводимости 55 подключен к выходу входного операционного усилителя 2 с диодно-потенциомет.рическим ограничителем; второй выход триггера 54 соединен с управляющим входом управляемого ключа 50,В межкоммутационный период ключ разомкнут и на входы блока моделирования нагрузки 27 подаются напряжения;еу е 2 с функционального преобразователя 13, - 1н с усилителя 30, соответству:ошие правой части уравнения ( 1) в момент начала коммутации, когда напряжение на входах функциональных преобразователей 13 и 57200 изменяется на величину напряжения(вольт). По сигналу с усилителя 2 через блок 55 триггер 54 замыкает ключ 50. При этом к усилителю 28 через сумматор 49 дополе-е нительно подключаются напряжения2 с функционального преобразователя 55 и ттаа - ( (1 + та - ) с сумматора 67. Полуразность, или в общеме, е,1 кк-виде .выделяется с помощью2.функционального преобразователя 57, на который, кроме сигнала итегратора 7, подается напряжениео от дополнительного источника напряжения смешения 58, эквивалентное углу ---Вследствие этого выходное напряжение функционального преобразователя 57 всегда сдвинуто относительно выходного напряжения функционального преобразователя 13 на такой же угол,С переключением триггера 54; соответствующим началу процесса коммутации,пропадает запирающий положительный сигнал на входе суммирующего апериодического звена с ограничением 41, поступающий через блок односторонней проводимости 56, Остаются только сигналы, соответствующиетян яф с.-е, правой части Уравнения (3) ттф с блока 57, ." 1 - с блока 41 и (=.+ - 1)с делйтеля напряжения 51 черезТ ндополнительный инвертор 52. Как только 1 становится равньпл 1, нуль-орган 512.переключает триггер 54 в исходное положение, и ключ 50 размыкаегся. При этом положительный сигнал через блок односто524200 Составитель В. СазоновРедактор Б. Федотов Техред И. Ковач Корректор В. Куприянов Заказ 4972/410 Тираж 864 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ронней проводимости 56 форсированно устанавливает на выходе блока 41 нулевые начальные условия (1 = 0),Описанное устройство по сравнению с основным устройством по авт. св.36572 О позволяет получить в процессе исследований вентильных систем более достоверные результаты и дает возможность без существенной перестройки модели исследовать влияние отдельных параметров элементов систем, содержащих вентильньте преобразователи. формула изобретения д Устройство для моделирования т-фазного вентильного преобразователя по авт.св,365720, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности мо- О делирования, оно содержит дополнительный функциональный преобразователь, блоки односторонней проводимости, триггер, нуль-орган, дополнительный инвертор, сумматоры, блок моделирования нагрузки, уп- Ы равляемый ключ и дополнительный источник напряжения смещения, причем выход интегратора подключен к первому входу дополнительного функционального преобразователя, второй вход которого соединен с выходом дополнительного источника напряжениясмещения, выход подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через управляемьж ключ связан с первым входом блока моделирования нагрузки, второйвход которого соединен с выходом основного функционального преобразователя, выходысоединены со входами второго сумматора,выход которого подключен ко второму входупервого сумматора и через последовательносоединенные делитель напряжения и дополнительный инвертор - к первому входу суммирующего апериодического звена с ограничением, второй вход которого соединен свыходом дополнительного функциональногопреобразователя, третий вход через первыйблок односторонней проводимости подключенк первому выходу триггера, а выход соединен с первым входом нуль-органа, второйвход которого подключен к выходу блокамоделирования нагрузки, выход соединен спервым входом триггера, второй вход которого через второй блок .односторонней проводимости подключен к выходу входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем, второй выходтриггера соединен с управляющим входомуправляемого ключа.