Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

11 Ц 64032 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советских Социалистических Республик) Заявлено 28.05.7 оисоедццением заявкиииый комитет Прцорптет -уда ССС делам и(43) Опубликовано 30.12.78, Бюллетень(45) Дата опубликования описания 30.12.7 53) УДК 681.333(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛ ЕВЕРСИВНОГО ВЕНТИЛЪНОГО ЭЛ ПОСТОЯННОГО ТОКОВАНИЯТРОПРИВОДА 2 Изобретсние относится к аналого-цифровой вычислительной технике и предназначено для моделирования реверсивных мостовых вентильных электроприводов постоянного тока с совместным управлением.Известно устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода, содержащее модель двигателя постоянного тока, модель управляемого выпрямителя и ицверторы 11.Известное устройство предназначено для работы в системах с раздельным управлением и непригодно для моделирования вентцльных электроприводов постоянного тока с совместным управлением, где необходимо воспроизводить уравнительные напряжения.Наиболее близким техническим решением к изобретению являстся устройство, содержащее фазосдвигающий блок, первый сумматор, переключатель и инвертор 21.Известное устройство также не обеспечивает возможности воспроизведения ЭДС и тока двигателя.Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности воспроизведения ЭДС и тока двигателя и уравнительных напряжений в мостовых электроприводах с совместным управлением,Для этого в устроцство для моделирования реверсивного вентпльцого элсктропривода постоянного тока введены дополнительные инвертор ц фазосдвцгающцй 5 блок, второй и третий сумматоры, модельдвигателя постоянного тока, модели управляемого выпрямителя и блок синхронизации, одни входы которого соединены с выходами фазосдвигающих блоков, входы ко торых через переключатель подключены квыходам инверторов, выходы псреключателя соответственно соединены с первыми входами моделей управляемого выпрямителя, вторые входы которых подключены 15 к выходам блока синхронизации, другиевходы которого соединены с первыми выходамц первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы первого сумматора подключсны соответствеццо ко второму выходу первой модели управляемого выпрямителя и к выходам третьей модели управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходамп первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей ц четвертой моделей управляемого выпрямителя, выходы сумматоров соединены со входамц модели двигателя посто янного тока, кроме того, модель управляемого выпрямителя содержит операционный усилитель, выход которого через цепочку из последовательйо соединенных ключевого элемента и йнтегратора подключен ко входу фу пкциональпого преобразователя, выход интегратора через первый пнвертор соединен с пергым входом операционного усилителя, выход которого соединен со вторым входом через второй инвертор, третий и четвертый входы операционного усилителя подключены к первому входу модели управляемого выпрямителя, управляющий вход ключевого элемента соединен со вторым входом модели управляемого выпрямителя, выходом которой является выход функционального преобразователя,На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - схема модели управляемого выпрямителя.Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока содержит источник максимального напряжения управления 1, пнверторы 2, 3, фазосдвигающие блоки 4, 5, генератор импульсов б, модели управляемого выпрямителя 7 - 10, блок синхронизации 11, сумматоры 12 - 14 и модель двигателя постоянного тока 15, переключатель 16,Источник 1 соединен с делителем напряжения 17 и со входом инвертора 3. Под вижный контакт делителя напряжения 17 соединен со входом инвертора 2. Источник 1, подвижный контакт делителя напряжения 17, выходы инверторов 2, 3 соединены с контактами переключателя 16, псреключение которого управляет направлением вращения двигателя. Когда ключ находится в одном положении, входы фазосдвигающего блока 4 и моделей управляемого выпрямителя 9 и 10 соединены с выходом инвертора 2, а входы фазосдвигающего блока 5 и моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с подвижным контактом делителя 17. Когда переключатель 16 находится в другом положении, входы фазосдвигающего блока 4 и моделей управляемого выпрямителя 9, 10 соединены с подвижным контактом делителя 17 фазосдвигающего блока 5 и входы моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с выходом инвертора 2. Вторые входы фазосдвигающих блоков 4, 5 соединены с генератором импульсов 6, а третий вход фазосдвигающего блока 5 в зависимости от положения переключателя 16 - с источником 1 или с выходом инвертора 3. Выходы фазосдвигающих блоков 4, 5 связаны с переключателями режимов 18, 19 блока синхронизации 11, переключатели 20, 21 режимов которого соединены последовательно с элементами задержки 22, 23, входы которых связаны с моделями управляемого выпрямителя 8, 9. Выходы элементов переключателей 18 - 21 соединены соответственно с моделями управляемого выпрямителя7 - 10, Выходы моделей 7, 8 связаны совходом сумматора 12, выход которого соединен со входом вперед модели двигателя постбянного тока 15, Другой вход сум.матора 12 соединен с выходом сумматора13, входы которого связаны с моделями управляемого выпрямителя 8, 9. Вход назад модели двигателя постоянного тока15 соединен с выходами моделей управляс 10 мого выпрямителя 9, 10 и сумматора 14,входы которого связаны с выходами моделей 7, 10. Модель управляемого выпрямителя содержит операционный усилитель 24,ключевой элемент 25, интегратор 26, функ 15 циональный преобразователь 27, инверторы 28, 29.Работает устройство следующим образом.Генератор импульсов б выдает импульсы2 М,с периодом , где М, - масштабтгвремени устройства,Фазосдвигаюшие блоки 4, 5 задерживают эти импульсы иа время 1 1 определяемое по формулам 2-.М,Ь,1ггпуХ макс 2-Мг (0 у макс г у)2гг,1 Уу максдЭ 6065 35 40 45 50 где г.,г - напряжение, снимаемос с движка потенциометра делителя напряжения 17;ггу макс - максимальное напряжение управления, при котором импульсы сдвигаются на весь период следования.Выходные импульсы с фазосдвигающих блоков 4, 5 через переключатели режимов 18 - 21 управляют ключевыми элементами 25, входящими в состав моделей управляемого выпрямителя 8, 9, Интегратор 26 отрабатывает напряжение Сгг, Выходное напряжение интегратора 26 через инвертор 28 поступает на опсрационпый усилитель 24, реализующий функцию з 1 дпх. Выходное напряжснпе операционного усилителя 24 становится отрицательным и равным Оку= - Ьггнт, В РЕЗагЛЬТаТЕ ЧЕГО ВСТУПаЕТ в работу инвертор 29, реализующий функ- цию так как резистор 30 выбран па порядок меньшим, чем резистор 31 сопротивление то при замкнутом ключевом элементе 25 интегратор 26 начинает отрабатывать отрицательное напряжение г.ггг 2, Операционный усилитель 24 не переключается до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора 26, ставшее отрицательным, не превысит выходное напряжение инвертора 29, которос выбирается равным постоянной ве 2- личине, соответствующей углу. Вгггтот момент, когда напряжение на выходеинвертора 28 превысит выходное напряжение инвертора 29, напряжение на выходеоперационного усилителя 24 становится положитеЛьным, и процесс повторяется. 5Таким образом, напряжение па выходеинтегратора 26 при У,=О и /,=О представляет собой пилу с положительнымскачком и медленным снижением до 0 с пе 2 лМ 10риодом. Напряжение смещенияУ, уменьшает среднее значение напрякения интегратора 26 до 0 при Г 7=0. При1.10 переключение операционного усилителя 24 происходит в тот момент, когда 15положительное напряжение интегратора 26достигает напряжения У - У,. Ключевойэлемент 25 переключается с периодом2 Ми длительность его включенногод,1 20состояния лишь незначительно превышаетдлительность отрицательного напряженияна выходе операционного усилителя 24,Полярность источников напряжения идиодов моделей 9 и 10 противоположна 25изображенной на фиг. 2, а следовательно,интеграторы этих моделей выдают пилоооразные сигналы с противоположным наклоном. С помощью функциональных преобразователей 27 напряжение интеграторовмоделей управляемого выпрямителя преобразуется в отрезки синусоид.Выходные сигналы элементов задержки22 и 23 поступают на переключатели режимов 20 и 21, управляющие ключевыми элементами моделей 7 и 10, При этом выходные напряжения моделей 7 и 10 оказываются смещенными на половину периода относительно выходных напряжений моделей8 и 9.40Уравнительные напряжения образуютсяна сумматорах 13 и 14, на входы которыхпоступают напряжения соответственно смоделей 7 - 10. Выходное напряжениесумматора 12, подаваемое на вход впс ред модели двигателя постоянного ток15, получается при сложении с изменениемзнака выходных напряжений моделей 7 и8 и половины выходного напряжения сумматора 13. На вход назад модели 15 по 50ступают выходные напряжения с моделей9, 10 и половина выходного напряжения ссумматора 14.Предлагаемое устройство благодаоя введению новых элементов и связей ооеспе ивает возможность воспроизведения ЭДС итока двигателя,Формула изобретения1, Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока, содержащее фазосдвигающий блок, первый сумматор, переключатель и инвертор, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет воспроизведения ЭДС и тока двигателя, в него введены дополнительные инвсртор и фазосдвигающий блок, второй и третий сумматоры, модель двигателя постоянного тока, модели управляемого вь.- прямителя и блок синхронизации, одни входы которого соединены с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходам инверторов, выходы переключателя соответственно соединены с первыми вхо ами моделей управляемого выпрямителя, вторые входы которых подключены и выходам блока синхронизации, другие входы которого соединены с первыми выходами первой и второй моделеи управляемого выпрямителя, входы первого сумматора псдключены соответственно к второму выходу первой модели управляемого выпрямитсля и к выходам третьей модели управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены и выходам третьей и четвертой моделей управляемого выпрямителя, вы;оды сумматоров соединены с входами модели двигателя постоянного тока.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модель управляемого выпрямителя содержит операционный усилитель, выход которого через цепочку из последовательно соединенных ключевого элемента и интегратора подключен к входу функционального преобразователя, выход интегратора через первый инвертор соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторым входом через второй инвертор, третий и четвертый входы операционного усилителя подключены к первому входу модели управляемого выпрямителя, управляющий вход ключевого элемента соединен с вторым входом модели управляемого выпрямителя, выходом которой является выход функционально. о преобразователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Н, В. Донской и др. Динамика вентильного электропривода постоянного тока, М., 1975, стр. 200.2. Авторское свидетельство481048, кл, 6 06 б 7/62, 1973.рЮ апов каз 2221/15 НПО Гос одписнытий тенин и/5 ипогряфня, пр, Сапунова, 2 Изд.783рственного комитета СССР по 113035, Москва, Ж, Рауш Тираж 7лам изоя наб., д