Устройство для моделирования трансформаторно-тиристорного регулятора напряжения переменного тока

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСфОРМАТОРНОТИРИСТОРНОГЭ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯ 7 ЮНИЯ ПЕРЕМЕННОГОТОКА о 1Изобретение относится, к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследования магнитно-тиристорных регулято ров напряжения переменного тока,Известно устройство для моделирования автокомпенсаторов переменного тока методом мгновенных значений пе ременных, выполненное на элементах аналоговой вычислительной машины Д.Недостатком этого устройства является то, что оно не применимо для меде лирования трансформаторно гиристоррых регуляторов напряжения с естественной коммутацией тиристоров.Наиболее близким по технической суп- ности к изобретению является устройство, содержащее последовательно-соединенные входной сумматор, интегратор и функциональный преобразователь, подключенный к первому входу выходного сум- матора, и последовательно соединенные первый инвертор, интегро-сумматор и второй инвертор, подключенный ко второ-,Му входу выходного сумматора, причем :первый вход входного сумматора соединен со входом первого инвертора и является входом устройства, блок формирования уцравляющих импульсов, первый вход которого соединен с первым входом входного сумматора, а к выходу блока формирования управляющих импульсов под-, ключена обмотка управляющего реле ф,Недостатком известного устройства является необходимость применения для моделирования специальных управляемых интеграторов и обязательное решение основных дифференциальных уравнений от носительно токов тиристоров.Цель изобретенйя - повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены операционный усилитель и блок выделения модуля анодного тока, вход которог соединен с выходом выходного сумматора, а выход блока выделения модуля705476 анодного тока подключен ко второму входу блока формирования управляющих импульсов,: вход операционного усилителя соединен с выходом выходного сумматора, выход операционного усилнтеля под 5 ключен ко второму входу входного сумматора, в.обратную связь операционного усилителя включен замыкающий контакт , управляющего реле.Сущность изобретения поясняется 1 О чертежами. На фиг, 1 приведена принципиальная схема регулятора переменногонапряжения; на фиг. 2 представлена Схе-. ма устройства для моделирования упомя йутого регулятора, 15Устройствб содержит входной сумматор 1, интегратор 2, функциональный преобразователь 3, инвертор 4,интегросумматор 5, инвертор 6, формирователь управляющих импульсов 7, выходной сум-, 20 матор 8, управляющее реле 9 с замыкающим контактом 10, операционный усилитель 11, блок вйделения мбдуля анод- ного тока 12.. Устройство работает следующим об- ЙЭЮСпособ построения устройства основанна "том, что с точки зрения структуры модели, входящей в ее состав, блок линейного регулирующего элемента, выпол30 пенный на операционных усилителях, потенциометрах и резисторах, эквивален тен блоку тиристорного регулирующегоэлемента, моделируемого с помощью опе рационных усилителей, диодных элементов, ограничителей, реле. При взаимной замене этих блоков структура модели не нарушается.Схема устройства строится на основе уравненийт1 о 11-КЪ"12 т, е. преобразует сигнал, пропорциональный току тиристоров в сигнал, пропорциональный напряжению.Переход тиристорного ключа из одного состояния в другое осуществляется путем скачкообразного изменения кое фициента усиления операционного усилителя, что производится посредством за мыкания или размыкания замыкающего контакта 10 реце 9.т тт 50 где 01=01 бп й Ь - напряжение пит 7 иощей сети;1 -.ток первичной сети трансформатора;1 - ток вторичной цепи2 55трансформатора;1 - намагничивающийоток трансформатора;. Й активные сопротив1ления первичной ивторичной цепей;Ь - индуктивность втоЯ.ричной цепи трансформатора;ЫКВ= -- коэффициент трапЯсформации;0 - напряжение на тиристорном ключе;О) - частота питающейсети. Черточки над обозначениями йеременных величин свидетельствуют о. том, что последние выражены в относительных единицах, Использование единичной машинной частоты Ш ,=1,при условии равенства единице относительного сопротивления, позволяет ввести единый масштаб для относительных значений напряжений, токов и магнитного потока.Намагничивающий .ток трансформатора определяется по формуле1 =1 +1 +1о оср г вфгде моор - безгистерезиснаясоставляющая;1 Г .- гнстерезисная составляющая;- составляющая вихревых токов, причемЯв=КоКкоэффициент пропорциональности, определяе мый экспериментальным или расчетнымпутем.Блок моделирования группы тиристоров представляет собой функциональный . преобразователь, воспроизводящий суммарную нелинейную вольтамперную характеристику тиристорного ключа втецелом - Отк "тк Итк)5476 10 5 70Если контакт 10 разомкнут, коэффициент усиления операционного усилйтелявелик, что соответствует закрытбЯ-сЖтоянию тиристорного ключа, и наоборот.При подаче синусоидального напрФкения на вход блока формирования управляющих импульсов и на вход блока моделирования основной части электрическойцепи трансформатора, в последнбм ими-""моделируемого трансформаторно-тиристорного регулятора напряжен;ия перемен-ного тока, При этом вырабатывается напряжение, пропорциональное току группойтиристоров. Операционный усилитель 11преобразует это напряжение в сигнал,пропорциональный напряжению на тиристорном ключе О, которое затем. с обратным знаком йодается на второй входвходного сумматора; Синусоидальноенапряжение, поступающее на блок формирования управляющих импульсов 7, преобразуется в последовательность синусоидальных полуволн отрицательной полярности, которые преобразуются в короткиеотрицательные импульсы, синхронизирую-щие работу формирователя с сетью,"Имитаций изменения состояния тиристорного ключа в зависимости от углаоткрывания тиристоров осуществляетсяпутем воздействия блока формированияуправляющих импульсов на операционныйусилитель через замыкающий контакт управляющего реле,При моделировании активно-индуктивной нагрузки необходимо учитывать наличие тока в тиристорном ключе в интервале, когда напряжение сети прошлочерез ноль и приняло значение, противоположное по знаку направлении"тока; Вработе устройства должен быть учтентот факт, что проводящее состояние тиристораможет наступать только в мо-мент подачи управляющего сигнала приположительном анодном напряжении, не-проводящее - в момент, когда ток тири"стора снижается до нулевого значения;По этой причине переключениями реле 9в описываемом устройстве должно осуществляться управление не только в функции угла открывания А , но и в функциитока тиристоров К.Для реализации этого положения навход блока формирования управляющихсигналов подается сигнал, пропорциональ ный модулю тока 7тиристоров, который вырабатывается на выходе блока выделения м"одуля 12,Таким образом выполнение устройст 5 ва для моделирования трансформаторнотиристорного регулятора в соответствиис изобретением с высокой точностью воспроизводит процессы,в регуляторе,формула изобретения Устройство для моделирования тран- ч 15Сформаторно-тиристорного регуляторанапряжения переменного тока, содержащее последовательно соединенные входной сумматор, интегратор и функциональный преобразователь, подключенный кпервому входу выходного сумматора, и20последовательно соединенные первый инвертор, интегро-сумматор и второй инвертор, подключенный ко второму входувыходного сумматора, причем первыйвход входного сумматора соединен совходом первого инвертора и являетсявходом устройСтва,"блок формированияуправляющих импульсов, первый входкоторого соединен с первым входом входного сумматора, а к выходу блока формирования управляющих импульсов подключена обмотка управляющего реле,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, сцелью повышения точности моделирования, в него дополнительно введены опе.рационный усилитель и блок выделениямодуля анодного тока, вход которого соединен с выходом выходного сумматора,-,а выход блока выделения модуля анод-40 ного тока подключен ко второму входублока формирования управляющих импульсов, вход операционного усилителя соединен с выходом выходного сумматора,выход операционного усилителя подключен45 ко второму входу входного сумматора,в обратную связь операционного усилителя включен замыкающий контакт управляющего реле.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство,М 398980, кл,(з 06 О 7/62, 1973,2.ВасЬ Н.,ьюлйао 11 еЬег чои ТЬчг 1 Могеи реиеребегеи .ОгеЬвЪгом 55.Аь 1 пс 1 гоьтавсЪюе, Меое, ТесЪЫе,1965. М А 5 (прототип).705476 Составитель И, ЛебедевРедактор Д. Мепуришвили ТехредЛ, Алферова Коррект Вигул Тнраж 78 О Подписнрственного комитета СССР изобретений и открытий-35, Раушская наб., д. 4/5 033/53 ЦНИИПИ Госуда по делам 13035, Москва, Ж