Имитатор активной нагрузки

ОП ИСАНИВ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоциалистическихРеспублик и 964918(51) М. Кл. 902.М 7/48,1 воуйаретвсииый конитет СССР оо делам изобретений и открытий(53) УДК 621,33.4,57 (088,8) Дата опубликования описания 07 д 0.82 В. Н, Мишин, А. С, Викулов, Г, А, Рахимови В, А. Худ ков3Научно-исследовательский институт ав6 щк, .;: -.:"и электромеханики при Томском инстит автуакщ)ищщрнньсистем управления и радиоэлектро(54) ИМИТАТОР АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве нагрузки при испытаниях источников электропитания, преобразователей, электрических генераторов.Известно нагрузочное устройство, выполненное на основе ведомого сетью инвертора 13.Известен также имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтром на входе,задатчик тока нагрузки, связанный с инвертором 12.Недостатком указанных нагрузочныхустройств является их низкое быстродействие, обусловленное наличием индуктивностей во входных цепях, что не позволяет реализовать динамический режимсброса-наброса нагрузки с крутым передним фронтом,Пель изобретения - улучшение динамических характеристик имитатора нагрузки.Поставленная цель достигается тем,что в имитаторе активной нагрузки, содержащем ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтром на, входе, задатчиктока нагрузки, связанный с инвертором,параллельно входным зажимам инвертораподключен блок формирования фронта то ка нагрузки, а во входную цепь имитаторавключен датчик тока, выходом. подключен-ный к первому входу измерителя рассогласования, к второму входу которого под:ключен задатчик тока нагрузки, а выход 10измерителя рассогласования подключен,квходу блока формирования фронта токанагрузки.4Блок формирования фронта тока на. грузки выполнен на двух транзисторахпротивоположного типа проводимости,объединенные базы которых образуют входблока формировании, объединенные эмиттеры соединены с одним входным зажимом инвертора, другой зажим которогосвязан с коллектором первог 6 транзистора непосредственно, а с коллектором второго транзистора - через вспомогательныйисточник постоянного напряжения.вертора 9,Вариант реализации блока 1 формирования тока нагрузки (фиг. 2) содержитдва транзистора 11 и 12 противоположного типа проводимости. В коллекторнуюцепь транзистора 12 включен вспомогательный источник 13 постоянного напряжения,Блок 1 формирования фронта (фиг. 3)выполнен в виде тиристорного моста, образованного тиристорами 1417, в диагональ постоянного тока которого включена транзисторная сборка 18 а в одно иэ плеч моста - вспомогательный источник 13 питания.Диаграммы (фиг,4) поясняют работу имитатора, где 19 - сигнал задатчика тока нагрузки 5; 20 ток инвертора 7;21 - ток блоха 1 формирования; 22 - ток нагрузки.Имитатор активной нагрузки, работает следующим образом.Регулирование величины тока нагрузки испытуемого источника питания осу 35 40 45 50 55 3 0649Кроме того, блок формирования фтонта тока нагрузки выполнен в виде тиристор ного моста, в диагональ постоянного тока которого включен регулирующий транзистор, диагональ переменного тока соединена с входными зажимами инвертора, причем вспомогательный источйк постоянного напряжения включен в одно из плечтиристорного моста, а управляющие электроды тиристоров соединены с блоком 0управления.На фиг. 1 приведена схема имитатораактивной нагрузки; на фиг. 2 - вариантреализации блока формирования тока нагрузки; на фиг, 3 блок формирования 15фронта, выполненный в виде тиристорногомоста; на фиг. 4 - диаграммы, поясняющие работу имитатора,Схема содержит блок 1 формированияфронта тока нагрузки, вход которого соединен с выходом блока 2 управления,Во входной цепи имитатора включен датчик тока нагрузки 3, сигнал с которогопоступает на вход измерителя 4 рассогласования, на другой вход которого поступаеь сигнал с задатчика 5 тока нагрузки. Выход измерителя 4 подключен к входу блока 2 управления. Блок 1 формирования подключен. параллельно нагрузочно. му устройству, содержащему входной ин30дуктивный фильтр 6, ведомый сетью инвертор 7, блок 8 управления инвертором,который через измеритель рассогласования нагрузочного устройства 10 связан сзадатчиком тока 5 и датчиком тока ин 18 фществляется путем изменения угла управления инвертора 7, Электрическаяэнергия постоянного тока через входнойфильтр 6 поступает на вход ведомогосетью инвертора 7, преобразуется им вэнергию переменного тока и передаетсяв сеть, В статическом режиме ток 22нагрузки (фиг. 4) протекает через входной фильтр 6 и ведомый сетью инвертор7, который, благодаря отрипательной обратной связи, осуществляемой с помощьюизмерителя рассогласования, стабилизирует ток на уровне, соответствующем величинезаданной задатчиком 5 величинытока нагрузки. Пусть в момент времени1 (фиг. 4) сигналом 19 задатчика 5резко изменяется в направлении набросанагрузки, что приводит к появлению сигналов рассогласования на выходах измерителей 4 и 9 рассогласования, которыевоздействуют на схемы 2 и 8 управленияблоком 1 формирования фронта и ведомыминвертором 7 (фиг. 1) соответственно.Блок 1 формирования фронта начинаетотработку сигнала, в результате чеготок 22 нагрузки (фиг. 4) увеличиваетсядо заданной величины, причем через блок1 формирования фронта протекает ток 21,равный по величине набросу нагрузки.Инвертор 7 также начинает отрабатыватьсвой сигнал управления, и его ток 20плавно увеличивается до нового заданного значения, при этом ток 21, протекающий через блок 1 формирования фронта,уменьшается до нуля. По окончании переходного режима инвертора 7 весь токнагрузки протекает через него. При сбросе нагрузки в момент времени Епроцессыв имитаторе не отличаются от описанныхвыше с той лишь разницей, что изменяется направление тока, протекающего черезблок 1 формирования. При этом во времянаброса нагрузки ток блока формированиярегулируется транзистором 1 1, а во время сброса - транзистором 1 2 черезфвспомогательный источник 13,При использовании блока формирования, выполненного с использованием тиристорного моста во время нафроса нагрузки работают тиристоры 15 и 16 ии регулирующий транзистор 18, а вовремя сброса нагрузки - тиристоры 14и 17 регулирующий транзистор 18 ивспомогательный источник 13,Таким образом, предлагаемый имитатор активной нагрузки позволяет достичь полноты подобия процессов, протекающих при нагрузке испытуемого источника на реальную нагрузку, в том5 0649числе дает возможность воспроизводитьрезкие динамические режимы, например,сбросы-набросы нагрузки с крутым передним фронтом, длительность которыхв основном определяется инерционностьюэлеме 1 ров формирователя фронта токанагрузки, которая незначительна по сравнению с инерционностью входного индуктивного фильтра ведомого сетью инвертора, так как указанные элементы формирователя выполняются на полупроводниковых приборах, обладаюших достаточновысоким быстродействием,формула изобретенияИ1. Имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтромна входе, задатчиктока нагрузки, с.вязанный с инвертором,о т ли ч а ю щ и й с я тему что, с гйцелью улучшения динамических характеристик имитатора, параллельно входнымзажимам инвертора подключен блок формирования фронта тока нагрузки, а вовходную цепь имитатора включен датчик гютока, выходом подключенный к первомувходу измерителя .рассогласования, к второму входу которого подключен задатчиктока нагрузки, а выход измерителя рассогласования подключен к входу блокаформирования фронта тока нагрузки.зе 18 62, Имитатор по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок формирования фронта тока нагрузки выполнен на двух транзисторах протнвоположного типа проводимости, объединенные базы которых образуют вход блока формирования, объединенные эмиттеры соединены с одним входным зажимом инвертора, другой зажим которого связан с коллектором первого транзистора .непосредственно, а с коллектором второго транзистора - через вспомогательный источник постоянного напряжения.3, Имитатор йо п. 2, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что блок формирования фронта тока нагрузки выполнен в виде тиристорнога моста, в диагональ постоянного тока кото рого включен регулирующий транзистор, диагональ переменного тока соединена. с входными зажимами инвертора, причем вспомогательный источник постоянного напряжения включен в одно из плеч тирис торного моста, а управляющие электроды тиристоров соединены, с блоком управления еИсточники информации,рринятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР.964918 Составитель Л. Селезневедактор Е, Лазуренко Техред З.Палий Корректор.М. Йемчи 684/4ВНИ ак оектная, 4 фили тент, г. Ужгород,2 Тираж 723.ИПИ Государственного компо делам изобретений и открЗ 5, Москва, ж-з 5, РПодписноетета СССРытий