Имитатор помех

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 В 29/ В"ЕСОЯЗНЦтюбед,Р( Е ) БЬ 1 СФ ".г:.А ЕНИ яж ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4333546/24-21 (22) 23,11.87 (46) 07,07.89.Бюл Р 25 (71) Новосибирский электротехнический институт и Московский энергетический институт (72) В.М.Попов, А.И.Ревякин, И.Н.Кирдянов, О.Г.Кузнецов, Н,П.Лабаэнов и А.НвЛисица (53) 621.317,799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 584426, кл . Н 03 В 29/00, 1976.В.В.Карапетян, Ж.А,Мкртячн, И.Г.Восканян и В,Г,Галстян, Разработка аппаратуры для исследования помехозащищенности ЗВМ, Помехи вцифровой технике, Паланга, 982, с.38, (54) ИМИТАТОР ПОМЕХ (57) Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для контроля устройств защитного отключения или автоматичес кого управления сварочным напр ени/ / 80149244 ем, например ограничителей напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, 1 елью изобретения является повьппение точности воспроизведения реальной помеховой обстановки в условиях сварочного производства.Благодаря введению второго усилителя 5 и коммутаторов 10,11 моделируется не только повьппение, но и провалы напряжения сети. Введение формирователя 1 синхроимпульсов, формирователя 2 адресов, постоянного запоминающегоустройства 3 позволяет формироватьимпульсные помехи, совпадающие вовремени с экстремумами напряжениясети, Параллельная БС-цепочка 19 мо- а делирует утечки в пепи сварочного тока,9 а формирователь 7 импульсов тока и истов- Я ник 15 свароч ног о тока дают в озможнос ть моделировать наводки от соседних свароч- Ю ных ус танов ок . Пепи контролируемогообъекта подключаются к клеммам2,13,17 и 8 данного устройства 1 з.п . ф-лы,4 ил.Изобретение относится к областиэлектроизмерений и может быть использовано для контроля устройств защитного отключения или автоматическогоуправления сварочным напряжением,например, ограничителей напряжения холостого хода сварочных трансформаторов.Цель изобретения - повьшсение точ Оности воспроизведения реальной помеховой обстановки в условиях сварочного производства эа счет того что ими 1Втатор Формирует не только повышенияи провалы, напряжения сети, но также 15кратковременные импульсные помехиЮвоспроизводит наводки от соседнихсварочных установок и моделируетутечки в сварочной цепи.На Фиг. изображена схема имитатора; на Фиг. 2 - осциллограммы, поясняющие принцип работы имитатора; наФиг. 3 - схема Формирователя импульсов иапряжения; на фиг. 4 - схемаФормирователя синхроимпульсов, 25Имитатор (фиг.1) содержит Формирователь 1 синхроимпульсов, формирователь 2 адресов, постоянное запоминающее устройство 3 (ПЗУ), два усилителя 4 и 5, Формирователь 6 импульсов напряжения, формирователь 7 импульсов тока, пару сетевых клемм 8,фильтр 9, два коммутатора 10 и 11,две пары клемм 12 и 13 высокого напряжения, автотрансформатор 14, источиик 15 сварочного тока, трансформатор 16, две пары клемм 7 и 18 сварочной цепи и параллельную НС-цепочку 19, причем входы Формирователя 1синхроимпульсов подключены к сетевым 40клеммам 8 и выходам фильтра 9, выхедФормирователя 1 синхроимпульсов подключен к входу Формирователя 2 адресов, выходы которого подключенык входам ГВУ 3. Первый выход ПЗУ 3соединен с входами Формирователя 6импульсов напряжения и. Формирователя 7 импульсов тока, а второй и третий выходы - с входами усилителей 5и 4 соответственно. Выходы усилителя4 подключены к управляющим входамкоммутатора 1 О, через нормально замкнутые контакты которого первый входФильтра 9 соединен с подвижным контактом коммутатора 11. Нормальнозамкнутый контакт коммутатора 1 1 соединен с одним иэ крайних выводов автотрансформатора 14 и через клеммы13 с одним из выводов первичной обмотки источника 15 сварочного тока.Нормально разомкнутый контакт коммутатора 11 соединен с отводом автотрансформатора 14, а управлявшиевходы коммутатора 1 подключены квьсходам усилителя 5. Второй крайнийвывод автотрансформатора 14 соединенс вторым входом фильтра 9 и черезклеммы 2 подключен к второму выводупервичной обмотки источника 15 сварочного тока, Выходы формирователя6 импульсов напряжения соединены скрайними выводами автотрансформатора14. Вторичная обмотка источника 15сварочного тока подключена к последовательному соединению вторичнойобмотки трансформатора 16, клемм 17,параллельной ВГ-цепочки 19 и клемм1 Я. Первичная обмотка трансформатора 16 подключена к выходам формирователя 7 импульсов тока,Формирователь 6 импульсов напряжения (Фиг.3) содержит два Формирователя 20 и 21 коротких импульсов,два импульсных усилителя 22 и 23, инвертор 24 и импульсный трансформатор 25, конец одной и начало другойпервичных обмоток которого подключены соответственно к выходам импульсных усилителей 22 и 23, входы которых соединены с выходами Формирователей 20 и 21 коротких импульсов,Вторые выводы первичных обмоток импульсного трансформатора 25 подключены к источнику постоянного напряжения. Вход Формирователя 21 черезинвертор 24 соединен с входом формирователя 6 импульсов напряжения ивходом формирователя 20 Выходы Формирователя 6 импульсов напряжениясоединен с выводами вторичной обмотки импульсного трансформатора 25,Формировательсинхроимильсовсодержит понижающий трансформатор26, вторичная обмотка которого подключена к резистору 27 и через диодный выпрямитель 28 к входу транзисторного ключа 29 Выход транзисторного ключа 29 череднфференцирующую ВС-цепь 30 соединен с входоммультивибратора 3 задержки, ко горый выполнен на логических зссементахИ-НЕ. Выход мультивибратора 31 задержки через дифференссирус сщун Рс. -цепь 32 соединен с входом мультивибратора-Формирователя 33, вьсхл кс 1 торого соединен с выходом сссорс ссс росс;стеля 1 синхроимлуссьс в. с;у.сс ссссссс 1 рв(2) ТМ= т,35 1 тор-формирователь выполнен по тойже схеме, что и мультивибратор 31задержки.Для сетей с частотой 50 Гц дли 5тельность импульса, формируемогомультивибратором 31 задержки,устанавливается равной 5 мс, а длительностьимпульса мультивибратора-формирователя 33 - равной 10 мс.К клеммам 12, 13, 17 и 18 в зависимости от типа подключаемого к имитатору устройства подключаются либосоответствующие цепи этого устройства, либо эакорачивающие перемычки.Например, при подключении к имитатору устройства ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора СУНСТУ 5 клеммы 12 и 13,соединенные с выводами автотрансформатора 14, подключают к сетевым клеммам СУНСТУ 5, а клеммы 12 и 13,соединенные с выводами источника15 сварочного тока, подключают кклеммам СУНСТУ 5, предназначенным 25для подключения первичной обмоткисварочного трансформатора. Междуклеммами 17 подключают проводник,пропущенный через магнитопроводетрансформатора СУНСТУ 5. Междуклеммами 18 устанавливают закорачивающую перемычку,Мощность автотрансформатора 14должна быть не меньше мощности источника 15 сварочного тока.В качестве источника 15 сварочного тока иожно использовать сварочныйтрансформатор либо его модель - силовой. трансформатор с такими же параметрами и мощностью, достаточной для 40работы на сопротивление параллельнойВС-цепочки 19.Трансформатор 16 может быть камо"тан на тороидальном ферритовом сердечнике. 45Параллельная ВС-цепочка 19 (фиг.1)моделирует паразитную емкость сварочного кабеля и электрическое сопротивление человеческого тела. При прямоугольной форме импульсов сварочного 50тока и индуктивности сварочного кабеля намного меньшей индуктивности вторичной обмотки источника сварочноготока выражение для тока наводки отсоседней сварочной установки. выгля" 55дит следующим образом; М, Н ГГЫ+ сони,(с -(с - ,В и С - параметры параллельнойВС-цепочки;С - длительность импульсасварочного тока.Отсюда следует, что для точного воспроизведения тока наводки параметры имитатора наводок от соседней сварочной установки Ми Т 1, должны удовлетворять условию где д - амплитуда импульса токаимитатора;Мт - взаимная индуктивностьмежду первичной и вторичной обмотками трансформатора 16;т - амплитуда импульса токасоседнего источника сварочного тока;М к - взаимная индуктивность меж.ду сварочными кабелями соседних источников сварочного тока.Длительность импульсов тока достаточно выбрать настолько большой,чтобы на их протялении .успевали заканчиваться колебательные переходные процессы токов наводки. При В= 300 Ом, С10 ф длительностьэтих переходных процессов составляет несколько десятков микросекунд.Имитатор работает следующим образом,Формирователь 1 синхроимпульсовФормирует из сетевого напряжения(Фиг.2 а) импульсы, начало которыхприходится на максимум положительнойполуволны сетевого напряжения, а ко"нец - на максимум отрицательной полуволны (Фиг.2 б), Иэ этих импульсовформирователь 2 адресов генерируетпоследовательность адресов в видевосьмиразрядного двоичного кода,при.чем длительность положительных импульсов на первом выходе Формирова 1492448теля 2 адресов равна длительности импульса Формирователя 1 синхроимпульсов (Фиг,2 в). В периоде генерации Формирователя 2 адресов содержит 5 ся 64 адреса.Последовательность адресов выдается на ПЗУ 3, на выходах которого Формируются последовательности импульсов, длительности которых определяются длительностями провалов и перенапряжений в сети питания устройства ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора и длительностью импульса тока, формируемого в Формирователе 7. На протяжении одного периода Формируется один импульс перенапряжения, один импульс провала и три импульса тока - один во время перенапряжения, второй во время провала и третий при номинальном напряжении сети, Для обеспечения такого алгоритма постоянное запоминающее устройство запрограммировано так, чтобы на первом вьмоде напряже ние появилось при 12, 40 и 58 адресах (импульсы тока), Длительность импульсов на первом выходе ПЗУ 3 определяется длительностью импульсов на первом входе и равна 10 мс30 (Фиг.2 г), На втором выходе ПВУ 3 напряжение имеется при адресах с 11 по 16 (импульс перенапряжения),т.е.0,3 с при частоте сети 50 Гц. На третьем выходе ПЗУ 3 напряжение имеется при адресах с 39 по 48 (импульс35 провала ), т. е. О, 5 с .Импульсы прямоугольной Формы с первого выхода ПЗУ 3 усиливаются в Формирователе 7 импульсов тока так, чтобы их амплитуда Тд удовлетворяла условию (2). Усиленные импульсы тока мерез трансформатор 16 трансформируются в цепь вторичной обмотки источника 15 сварочного тока (Фиг )45Импульсы с первого выхода ПЭУ 3 (Фиг.2 г) поступают также на вход Формирователя 6 импульсов напряжения (Фиг.3). По положительному Фронту входного импульса Формирователь 20 коротких импульсов Формирует короткий импульс (фиг.2 д), длительность которого определяется длительностью кратковременной импульсной помехи в сети питания, Этот импульс усиливается в импульсном усилителе 22 и подается на одну из первичных обмо ток импульсного трансформатора 25, Второй канал Формирователя импульсов напряжения 6 отличается от цервого только наличием на входе инвертора 24, благодаря чему положительный фронт сигнала, поступающего на формирователь 21 коротких импульсов (Фиг.2 е), задержан относительно положительного Фронта входногосигнала (фиг.2 г) на 1 О мс, Поэтому выходной импульс Формирователя 21 (Фиг,2 ж) также задержан относительно импульса Формирователя 20 на 1 О мс. Импульсы с выходов импульсных усилителей 22 и 23 поступают на встречно включенные первичные обмотки импульсного трансформатора 25 и после трансформации в его вторичную обмотку имеют противоположную полярность (Фиг,2 з). При этом положительный импульс Формируется при экстремуме положительной полуволны сетевого напряжения (Фиг.2 а), а отрицательный - при экстремуме отрицательной полуволны благодаря жесткой связи начала и окончания импульсов блоков 1 - 3 с экстремумами напряжения сети. Благодаря этому воспроизводится самое неблагоприятное сочетание положения и полярности импульсной помехи с напряжением сети.Импульс с второго выхода ПЗУ 3 после усиления в усилителе 5 поступает на обмотку коммутатора 11,который своими контактами подключает напряжение сети между левым по схеме крайним выводом и отводом обмотки автотрансформатора 14, таким образом чтобы повьппение напряжения между крайними выводами вследствие срабатывания коммутатора 11 соответствовало перенапряжению, наблюдаемому в сетях питания источников сварочного тока.Импульс с третьего выхода ПЗУ 3 после усиления в усилителе 4 поступает на обмотку коммутатора 1 О и размыкает его контакты, моделируя полные провалы напряжения сети,фильтр 9 служит, для того, чтобы помехи, создаваемые имитатором, не проникали в питающую цепь и не воздействовали на другие электроприемники, подключенные к этой сети.Таким образом, предлагаемый имитатор Формирует на клеммах, к которым подключается испытуемое устройство, полные провалы напряжения сети, перенапряжения сети, импульсные помехи сети, наводит импульсы токаво вторичную обмотку источнику сварочного тока и моделирует утечки в Сварочной цепи. При этом импульсные помехи сети согласованы по полярнос 5 ти с сетевым напряжением и подаются при его экстремальных значениях,Так как известное устройство Аормирует лишь напряжение импульсной помехи одной полярности, предлагаемый имитатор воспроизводит помеховую обстановку сварочного производства точнее известного.Формула изобретения1, Имитатор помех, содержащий сетевые клеммы, автотрансАорматор,усилитель, Аильтр, Аормирователь импульсов напряжения и трансАорматор, 20причем выходы Аильтра соединены ссетевыми клеммами, а выходы формирователя импульсов напряжения - с крайними выводами обмотки автотрансйорматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 25что, с целью повышения точности воспроизведения реальной помеховой обстановки в условиях сварочного производства, в него введены Аормировательсинхроимпульсов, Аормирователь адре- З 0сов, постоянное запоминающее устройство, два коммутатора, две пары клеммвысокого напряжения, источник сварочного тока, Аормирователь импульсовтока, две пары клемм сварочной цепи,параллельная ВС-цепочка и второй уси 35литель, причем сетевые клеммы соединены с входами Аормирователя синхроимпульсов, выход которого соединенс входом Аормирователя адресов,выходы которого соединены с соответствующими входами постоянного запоминающего устройства, первый выход которого соединен с входами Аормирователяимпульсов напряжения и формирователя импульсов тока, а второй и третийвыходы соответственно с входами первого и второго усщителей, выходыпоследнего подключены к управляющимвходам второго коммутатора, нормаль 50но замкнутый контакт которогб подключен к одному иэ крайних выводов обмотки автотрансАорматора и черезпервую пару клемм высокого напряжения к одному из выводов первичной обмотки источника сварочного тока,нормально разомкнутый контакт второгокоммутатора соединен с отводом обмотки автотрансАорматора, а подвижныйконтакт через нормально замкнутыеконтакты первого коммутатора подключен кодному из входов Аильтра, второй вход которого соединен с вторымкрайним выводом обмотки автотрансформатора и через вторую пару клемм высокого напряжения с вторым выводомпервичной обмотки источника сварочного тока, вторичная обмотка которого подключена к последовательно соединенным вторичной обмотке трансАорматора, первой паре клемм сварочнойцепи, параллельной БС-цепочке и второй паре клемм сварочной цепи,первичная обмотка трансАорматора подключена к выходам Аормирователя импульсовтока, выходы первого усилителя соединены с управляющими входами первогокоммутатора,2, Имитатор помех по п,1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь импульсов напряжения содержит два Аормирователя коротких импульсов, два импульсных усилителя,импульсный трансйорматор и инвертор,причем вход Аормирователя импульсовнапряжения соединен через последовательно соединенные первый Аормирова"тель коротких импульсов и первыйимпульсный усилитель с началом одной из первичных обмоток импульсноготрансформатора, а через последовательно соединенные инвертор, второйАормирователь коротких импульсов ивторой импульсный усилитель с концомдругой первичной обмотки импульсного трансформатора, вторые выводы первичных обмоток которого соединены систочником постоянного напряжения,а выводы вторичной обмотки соединены с выходами Аормирователя импульсов напряжения.1492448 Составитель В,БыковТехред Л.Сердюкова Редактор Н.Гунь ректор Т.Мале Подписное Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. У ул. Гагарина, 101 Закаэ 3892/ ВНИИПИ Госуд Тирам 88 венного комитет 113035, Москва,по иэоб -35, Ра тениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5