Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕВЕРСИВНОГО ВЕНТИЛЬЙОГО ЗЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА 1Изобретение относится к области айа.лого-цифровой вычислительной техники и предназначено для моделирования реверсивных мостовых вентильных электроприводов постоянного тока с совместным управлением.., Известно устройство Ц для моделирования"вентильного преобразователя электропривода, содержащее модель управлйемого выпрямителя, Известное устройст во не обеспечивает возможности воспроизведение внешних характеристик элект- ропривода. Наиболее близким по технической сущности к рассматриваемому яв ляется устройство 23 для моделирования реверсивного вентильного электро- привода постоянного тока, содержащее блок синхронизации, первая группа входов которого соединена с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходу первого инвертора, модели управля" емого выпрямителя, первые входы которых подключены к выходам блока синхронизации, вторая группа входов которогосоединена с первыми выходами первойи второй моделей управляемого выпрямителя, сумматоры, входы первого попилючены соответственно ко второму выходупервой модели управляемого выпрямителя и к выходам третьей моделй управляемого выпрямителя и второго сумматора,входы которого соединены со вторымивыходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей ичетвертой модели управляемого выпрямителя, второй инвертор, выход которого через переключатель соединен со вторымивходами моделей управляемого выпрямителя и модель двигателя постоянного - тока. Недостатком известного устройстваявляется недостаточная точность моделирования.Цель изобретения -. повышение точности моделирования за счет воспроизведениявнешних характеристик электропривода.Указанная цель достигается тем, что45 цуга напряжени снймаемое контакта .д ряжения;- максимальнх управления импульсы г сдвигаются где управления,с подвижноголителя 21 напа 55 на пряже при которомнератора 6на 90 эл. град,; 3 .: . 7устройство содержитинверторы, развяэывающие диоды и дополнительные сумматоры, первый вход четвертого сумматораподключен к катоду первого развязывающего диода, анод которого соединен с выходом третьего инвертора, вход которогоподключен к выходу пятого сумматора,входы которого пОдключены к выходамчетвертой модели управляемого выпрямителя, второго и третьего сумматоров, ико второму выходу второй модели управ;ляемого выпрямителя, второй вход четвертого сумматора соединен с анодом" " второго развязывающего диода, катодкоторогр подключен к выходу первогосумматора, четвертый вход которогосоединен с выходом третьего сумматора, выход пятого сумматора соединенсо входом модели двигателя постоянного тока, входы фазосдвигающих блоковчерез переключатель подключены к выходу четвертого инвертора.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - модель управляемого выпрямителя, на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющиеработу устройства,Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока содержит источник 1 мак симального напряжения управления, инверторы 2, 3, фазосдвигающие блоки 4,5, генератор 6 импульсов, модели 7, -10, управляемого, выпрямителя, блок11 синхронизации, сумматоры 12-14,модель 15 двигателя постоянного тока,переключатель 16, а также дополнительно введенные инверторы 17, 18 и сумматоры 19, 20.Источник 1 соединен с делителями21 и 22 напряжения и со входоминвер-тора 3. Подвижный контакт делителя 21напряжения связан со входами инверторов 2 и 18. Выход инвертора 2 соединенсо вторым входом инвертораЗ. Подвижный контакт делйтеля 22 связан со входами инверторов 2, 3 и 18, третий входйоследнего соединен с неподвижным контактом делителя 22.Подвижный контакт делителя 2 и выходы инверторов 2, 3 и 18 связаны с контактами переключателя 16, переключение которого управляет направлением врщения двигателя. Когда переключательнаходится в положении "а", входы моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с подвижным контактом делителя21, выходы моделей 9, 10 - с выхода 17792 4 ми инвертора 2, а входы фазосдвигающих блоков 4 и 5 - соответственно свыходами инверторов 3 и 1 7, Когда переключатель 1 6 находится в положенииб, входы моделей 7, 8 управляемоговыпрямителя соединены с выходом инвертора 2, входы моделей 9, 10 - с подвижным контактом делителя 21, а входыфазосдвигающих блоков 4 и 5 - соответственно с выходами инверторов 18и 3. Выходы фазосдвигающих блоков 4,5 связаны с переключателями 23 и 24режимов блока 11 синхронизации, переключатели 25, 26 режимов блока 11.соединены последовательно с элементами 27, 28 задержки, входы которыхсвязаны с моделями 8, 9 управляемоговыпрямителя, Выходы переключателей23-26 соединены с моделями 7-10 уп 20 равляемого выпрямителя, Выходы моделей 7, 8 связаны ео входами сумматора 12, выходы моделей 9, 10 связанысо входами сумматора 20, другие входысумматоров 12 и 20 связаны с выходами сумматоров 13 и 14, Выходы сумматора 12 через раэвязывающий диод 29и сумматора 20 через инвертор 1 7 иразвязывающий диод 30 соединены совходами сумматора 19, выход которогосвязан со входом модели 15 двигателяпостоянного тока.Модель управляемого выпрямителясодержит операционный усилитель 31,ключевой элемент 32, интегратор ЗЗ,функциональйый преобразователь 34,инверторы 35, 36.Работает устройство следующим образом.:,.Генератор импульсов 6 выдает импуль 40сы с периодом, где Мс - масштабас м,времени устройства (фиг. За), фаэосдвигающие бпоки задерживают,эти импуль-сы на время 1, 1 (фиг. Зб,в), определяемые по формуле2 ОМс Очта чУ Нута+ о5 7177О - напряжение, снимаемое с неоподвижного контакта делите -ля напряжения ,"о=ОупаЫ;О =100 - напряжение пропорциональЯ3ное углу нелинейного рассог/ласования групп вентилейснимаемое с подвижногоконтакта делителя 22.Выходные импульсы с Ьаэосдвигающих блоков 4 и 5 через переключатели 23, 2410 режимов управляют ключевыми элементами 32, входящими в состав моделей 8, 9 унрав ляемого выпрямителя . Интегратор ЗЗ обрабатывает напряжение О 4 . Выходное напряжение интегратора 33 через инвертор 35 поступает на операционный усилитель 37, реализующий функцию вдоХ Выходное напряжение операционного усилителя 31 становится отрицательным и равным 0 =" Ои,т, в результате че вчго вступает в работу инвертор 36, реализующий функцию 92 6лителя 31. С помощью функционального преобразователя 34 напряжение интеграторов моделей управляемого выпрямителя преобразуется в отрезки синусоид (фиг. Зг, д).Выходные сигналы элементов 27, 28 задержки поступают на переключатели 25 и 26 режимов, управляющие ключевыми элементами моделей 7 и 10. При этом выходные напряжения моделей 7 и 10 оказываются смещенными на половину периода относительно выходных напряжений моделей 8 и 9 (фиг. 3 е, ж.Уравнительные напряжения образуются на сумматорах 13 и 14, на выходы которых поступают напряжения с моделей 7-10 (фиг. 3 з, и). Выходное напряжение сумматора 12 получается при сложении с изменением знака выходных напряжений моделей 7 и 8 и половины выходных напряжений сумматоров 1 3 и 14 (фиг. 3 к).Выходное напряжение сумматора 20 получается при сложении с изменением знака выходных напряжений моделей .9 и 10 и половины выходных напряжений сумматоров 13 и 14 (фиг. 3 л).Выпрямленное напряжение в нагрузке преобразователя образуется на сумматоре 19 (фиг. 3 м), на выход которого в зависимости от положения переключателя 16 поступает выходное напряжение сумматора 13 (переключатель в положении "а") или выходное напряжение инвертора 17 (переключатель в положении "б),Благодаря введенным блокам и связям между ними повысилась точность моделирования.к 0 у 5 духх 0 у:ц 25 Т, к. резистор 37 выбран на порядок .меньшим, чем резистор 38, то при замк- нутом ключевом элементе 32 интегратор 33 начинает отрабатывать отрицательное напряжение О . Операционный усилитель 31 не переключается до тех пор, пока напряжение на. выходе интегратора 33, ставшее отрицательным, не превысит выходное напряжение инвертора 36, ко 35 торое выбирается равным постоянной величине, соответствующей углу - . В тотггмомент, когда напряжение на выходе инвертора 36 превысит выходное напряжение инвертора 35, напряжение на выходе 40 операционного усилителя 31 становится положительным и процесс повторяется,ф о р м у л аи э о б р е т е н и яТаким образом, напряжение на выходеинтегратора 33 при Ов, =0 и Осй представляет собой пилу с положительнымскачком и медленным снижением до О4с периодом , Напряжение смещепния Оуменьшает среднее значение интегратора ЗЗ до 0 при Овх =О. При 5 СОв ( 0 переключение операционногоусилителя 31 происходит в тот момент,когда положительное напряжение интЕгра фтора 33 достигает напряжения Оцх-О.Ключевой элемент 32 переключается с 55пе иодоМи длительность его вклюйй,Ргпченного состояния лишь незначительнопревышает длительность отрицательногонапряжения на выходе операционного усиУстройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока, содержащее блок синхронизации, первая группа входов которогос соединена с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходу первого инвертора модели управляемого выпрямителя, первые входы которых подкпючены к выходам блока синхронизации, вторая группа входов которого соединена с пер-. выми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, сумматоры, входы первого из которых подключены соответственно ко второму выходу первой модели управляемого выпрямителя и квыходам третьей модели управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей и Четвер- той моделей управляемого выпрямителя, второй инвертор, выход которого через. переключатель соединен со вторыми вхо дами моделей управляемого выпрямителяи модель двигателя постоянного тока, "о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования за счетвоспроизведенйя"вЖЙйнйх "характеристик электропривода, устройство .содержит инверторы, развязывающие диоды и дополнительныесумматоры; первый вход четвертого сумматора подключен к катоду первого развязывающего диода, анод которого соединен с выходом третьего инвертора, вход .которого подключен к выходупятого сумматора, входы которого подключены к выходам четвертой модели управляемого выпрямителя, второго и третьего сумматоров, и ко второму выходу второн модели управляемого выпрямителя, второй вход четвертого сумматора соединен с анодом второго развязывающего диода, катод которого подключен к выходу первого сумматора,. четвертый вход которого сое динен с выходом третьего сумматора, 0 вьход пятого сумматора соединен со входом модели двигателя постоянного тока, входы фазосдвигающих блоков через переключатель подключены к выходу четвертого инмртора.15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 481048, кл. С 06 С 7/62, 1973. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке % 2368546/18-24, . кл. (з 06 5 7/62, 04.07,77, (прототип).717792 с ЦНИИПИ Заказ 9850/ Тираж 751 Подписно филиал ППП фПатентф,