Устройство для моделирования вентильного преобразователя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1993293 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 060781 (21) 3341570/18-24 Р 1) М,Кд,з с присоединением заявки Мо О 06 О 7/62 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 30,01,83, Бюллетень Мо 41 Дата опубликования описания 300183(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к вычислительной и преобразовательной технике, является средством анализа и проектирования вентильных преобразователей .с помощью аналоговых вычислительных машин.Известно устройство для моделирования вентильных преобразователей, содержащее группы каналов и моделирования выходного напряжения преобразователей 1).Указанное устройство сложно и не учитывает характер сопротивлений в цепях переменного и постоянного тока в преобразователях.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования вентильного преобразователя, которое включает блок задания входных ЭДС, два канала моделирования токов вентилей, каждый из которых содержит сумматор, интегратор, блоки переключателей на входах сумматоров, ключи в обратной связи интеграторов и нуль-органы 21Известное устройство имеет большое число операционных усилителей, что ограничивает область его применения, в частности, при моделировании на од. ной аналоговой вычислительной машине 30 параллельной работы нескольких таких преобразователей или в совокупности с другими например системы бесперебойного.;,Жектроснабжения ответственных потребителей переменного тока, тем более в реальном масштабе времени.Цель изобретения - упрощение уст-. ройства и повышение его надежности.Указанная цель достигается тем, что устройство для моделирования вентильного преобразователя, содержащее ключи, блок задания входных ЭДС, выходы которого подключены к информационным входам первого и второго переключателей, первый и втброй сумматоры, выходы которых соединены с информационными входами первого й второго ключей соответственно, первый и второй интеграторы с ограничителем в обратной связи, инверторы и нуль- органы, выходы которых подключены к первому и второму входам блока распределения импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов управления, группа выходов блока распределения импульсов, подключена к управляющим входам первого и второго переключателей, первый и второй выходы блока распределе 993293ния импульсов соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, выход первого интегратора с ограничителем в обратной связи через первый инвертор подключен к входу первого нуль-органа, выход 5 второго интегратора с ограничителемобратной связи через второй инвертор соединен с входом второго нуль-органа, третий и четвертый сумматоры, первый и второй интеграторы, содержит четы ре ключа, причем первый выход первого переключателя подключен к входу первого интегратора с ограничителем в обратной связи и информационному входу третьего ключа, управляющий вход 15 которого соединен с первым входом блока распределения импульсов, выход третьего ключа соединен с входом первого интегратора с ограничителем в обратной связи, выход которого подклю- ь 20 ,чен к первому входу второго сумматора и к информационному входу четвер- того ключа, выход которого соединен с входом первого интегратора с ограничителем в обратной связи, управляющий вход четвертого ключа подключен к третьему выходу блока распределения импульсов, первый выход второго переключателя соединен с входом второго интегратора с ограничителем в обратной связи и с информационным входом пятого ключа, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока распределения импульсов, выход пятого ключа соединен с входом второго интегратора с ограничителем в обрат ной связи, выход которого подключен к первому входу первого сумматора и к информационному входу шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора с ограничителем 40 .в обратной связи, управляющий вход шестого ключа подключен к четвертому выходу блока распределения импульсов, выход первого инвертора соединен с вторым входом первого сумматора и с 45 первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, выход которого через первый интегратор соединен с первым входом второго интегратора, выход которого подключен к второму входу второго интегратора и второму входу четвертого сумматора выход второго инвертора соединен с вторым входом второго сумматора и с вторьм входом третьего сумматора, выход которого подключен к входам первого и второго интеграторов с ограничителем в обратной связи и к третьим входбм.первого и второго сумматоров, выход первого интегратора соединен с входами первого и второго интеграторов с ограничителем в обратной связи и с четвертыми входами первого и вт- рого сумматоров, вторые выходы первого . ,и второго переключателей подключены61 к пятым входам второго и первого сумматоров соответственно.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства для моделированиявентильного преобразователяуна фиг.2 Схема блока распределения импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммыблока распределения импульсов.Устройство содержит два канала моделирования токов вентилей, состоящихиз сумматоров 1 и 2, интеграторов 34 с ограничителями 5 в обратной свяЬи, инверторов 6 и 7 и нуль-органов8 и 9. На входы сумматоров и интегратрров через переключатели 10 и 11 поступают напряжения от блока 12 задания входных ЭДС. Управление переключателями 10 н 11 осуществляется блоком 13 распределения импульсов, навход которого подаются сигналы с выходов нуль"органов 8 и 9 и блока 14формирования импульсов управления,Сигналы с блока 13 управляют такжеключами 15 и 16 в цепях обратных связей интеграторов 3 и 4. Ключами 1720 блок 13 управляет в режиме коммутации вентилей управляемого выпрямителя.. Моделирование выходного напряжения и токов преобразователя обеспечивается блоком 21 моделирования выходного напряжения. В случае индуктивного емкостного Г-образного фильтра иактивной нагрузки блок 21 содержитсумматоры 22 и 23,и интеграторы 24 и25, На входы блока 21 подаются напряжения с выходов инверторов 6 и 7, пропорциональные токам вентилей управляемого выпрямителя,Блок 13 распределения импульсов(Фиг2) управляет переключателями10 и 11 во входных цепях сумматоров1 и 2 и интеграторов 3 и 4 устройства для моделирования вентильного преобразователя в соответствии с алгоритмом работы вентильного преобразователя, Блок 13 распределения импульсов построен на элементе ИЛИ 26, триггерах 27-29, счетчике 30 и дешифраторе 31 импульсов (на Фиг. 2 показанпринцип действия блока распределенияимпульсов).Устройство работает следующим образом,Импульсы с блока 14 устанавливаюттриггер 27 в состояние, соответствующее замыканию ключей 17-20, т.е, реализуется коммутационный интервал работы вентилей преобразователя. Размы-.кание этих ключей происходит в моментснижения тока, закрывающего вентилидо нуля. Контроль за знаком токов вентилей обеспечивается нуль-органами 8и 9 устройства. Сигнал с нуль-органа9 (8) устанавливает триггер 27 в состояние, соответствующее размыканиюключей 17-20 и включению очередногоконтакта переключателей 10 и 11, со вляется интегрирование входного сигнала.Размыкание ключей 15 и 16 и эамыкание ключей 17-20, т.е. реализация в уравнение 4 (5) функции Гк, происходит в момент появления имйульса ления, замыкания одного из ключей 15 (16) и размыкание ключей 17-20 в момент снижения до нуля тока вентиля соответствующего канала (1 или .). Контроль эа знаком токов вентилей обе-о спечивается нуль-органами 9 и 8. Блок 13 распределения импульсов управляет переключателями 11 и 10 во входных цепях сумматоров 1 и 2 и ийтеграторов 3 и 4,Коммутация этих переключателей происходит поочередно, осуществляя необходимый закон изменения напряжения на входах сумматоров 1 и 2 и интеграторов 3 и 4. Блок 14 может быть выполнен в виде задающего генератора.Использование предлагаемого устройОства с минимальным количеством операционных усилителей позволит повысить точность и надежность моделирования сложных нелинейных электрических цепей вентильных преобразователей.5Построение структурных схем с минимальным числом операционных усилителей позволяет моделировать на одной аналоговой вычислительной машине параллельную работу нескольких преобразователей и обеспечивает моделирование вентильных преобразователей в реальном масштабе времени.Формула изобретенияУстройство для моделирования вентильного преобразователя, содержащее ключи,блок задания входных ЭДС,выходы которого подключены к информационным 4 О входам первого и второго переключателей,первый и второй сумматоры, выходы которых соединены с информационными входами первого и второго ключей соответственно, первый и второй интеграторы с ограничителем в обратной связи, инверторы и нуль-органы, выходы которых подключены к первому и второму входам блока распределения импульсов, третий вход которого соединен с щ выходом блока формирования импульсов управления, группа выходов блока распределения импульсов подключена к управляющим входам первого и второго переключателей, первый и второй выходы блока распределения импульсов соединены с управляющими входами первого и.второго ключей соответственно, выход первого интегратора с ограничи" телем в обратной связи через первый инвертор подключен к входу первого 6 О нуль-органа, выход второго интегратора с ограничителем в обратной связи через второй инвертор соединен с входом второго нуль-органа, третий и четвертый сумматоры, первый и второй 65 интеграторы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения, оно содержит четыре ключа, причем первыйвыход первого переключателя подключенк входу первого интегратора с ограничителем в обратной связи и информационному входу третьего ключа, управляющий вход которого соединен с первымвходом блока распределения импульсов,выход третьего ключа соединен с входом первого интегратора с ограничителем в обратной связи, выход которогоподключен к первому входу второго сумматора и к информационному входу четвертого ключа, выход которого соединен с входом первого интегратора сограничителем в обратной связи, управляющий вход четвертого ключа подключен к третьему выходу блока распределения импульсов, первый выход второгопереключателя соединен с входом второго интегратора с ограничителем вобратной связи и с информационным входом пятого ключа, управляющий входкоторого подключен к второму выходублока распределения импульсов, выходпятого ключа соединен с входбм второго интегратора с ограничителем в обратной связи, выход которого подключен к первому входу первого сумьГатора и к информационному входу шестогоключа, выход которого соединен с входом второго интегратора с ограничителем в обратной связи, управляющийвход шестого ключа подключен к четвертому выходу блока распределения импульсов, выход первого интертора соединен с вторым входом первого сумматора и с первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, выход которого через первый интеграторсоединен с первым входом второго интегратора, выход которого подключенк второму входу второго интегратораи второму входу четвертого сумматора,выход второго инвертора соединен свторым входом второго сумматора и свторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к входам первого и второго интеграторов с ограничителем в обратной связи и третьимвходом первого и второго сумматоров,выход первого интегратора соединен свходами первого и второго интеграторов с ограничителем в обратной связии с четвертыми входами первого и второго сумматоров, вторые выходы первого и второго. переключателей подключены к пятым входам второго и первогосумматоров соответственно. Ис точ н ик и и н форма ци и,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 308438 кл. 0 Об 6 7/48, 1969 2. Авторское свидетельство СССР У 526923, кл. С 06 С 7/62, 1 974 (прототип),г. нина КорректорГ. Ог К дакто а Заказ 481/б 1130 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектна 7-РЮ гб ИЗг 93Миланцам 17-Ь 7 Составитель. И. ДУТехред М,Костик. Тираж 704 ИИПИ Государственного ком по делам изобретениИ и о 5, Москва, Ж, Раушская