Устройство для моделирования выбросов и размахов напряжения с монотонным изменением параметров

Устройство для моделирования выбросов и размахов напряжения с монотонным изменением параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51). Н 03 К 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3502007/18-21 (22) 10.09.82 (46) 30 ° 12.83. Бюл. М 48 (72) В.Ф.Ермаков и В.И.Черепов (71) Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут им. Серго Орджоникидзе (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 928627, кл. Н 03 К 5/156, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

9.959270, кл. H 03 К 5/156 1982 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ И РАЗМАХОВ НАПРЯЖЕНИЯ

С МОНОТОННЫМ. ИЗМЕНЕНИЕМ ПАРАМЕТРОВ содержащее элемент нагрузки, фор- . мирователь прямоугольных импульсов, вход которого подключей к одной шине сетевого напряжения, датчик об-. ратной связи, кнопку, первый триггер, вход сброса которого через кнопку соединен с общей шиной устройства, а вход установки через датчик обратной связи — с элементом нагрузки, одновибратор, переключатель режима работы, первый элемент. И, первый вход которого соединен с выходом формирователя прямоугольных импуль- сов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него допол» нительно введены усилитель мощности, двухполупериодный выпрямитель, . резистор, масштабный усилитель, преобразователь код-аналог, реверсивный счетчик, дешифратор, второй тре. „тий и четвертый элементы И, второй, третий и четвертый триггеры., .первый и второй делители частотыр первый и второй формирователи, пере- ключатели, элемент ИЛИ, трансформатор стержневого типа, первичная обмотка которого подключена к сети, вторичная - к выводам элемента нагрузки, а обмотка управления, -расположенная на среднем стержне трансформатора, через двухполупериодный выпрямитель подключена к выходу усилителя мощности, параллельно выводам которого подключен резистор, вход усилителя мощности. подключен к масштабному усилителю, первый вход которого соединен с источником напряжения смещения, а второй— с аналоговым выходом преобразователя код-аналог, информационные входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика и к входам дешифратора выходные каналы которогб через переключатели соединены соответственно с входами первого и второ. го формирователей, а их выходы подключены к установочным входам соответственно второго и четвертого триггеров, выход второго формирователя связан через переключатель режима работы с установочным входом третьего триггера, входы а йФ сброса второго и четвертого -триггеров подключены к кнопке и к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса второго триггера, а второй вход элемента ИЛИ соединен с входом одновибратора, выход которого через второй делитель частоты соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, а первыйс первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера, прямой вход которого подключен к индикатору, а третий и четвертый входы второго элемента И подключены к ин-., версным выходам второго и третьего триггеров, а выход второго элемента И через первый делитель частоты подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответствен1064439

45

50 но с инверсным и прямым выходами четвертого триггера, а выход третьего элемента И подключен к суммиИзобретение относится к измерительной технике и может найти применение при определении критических параметров- выбросов и размахов напря жения, приводящих к сбою в работе различных типов электрооборудования: газоразрядных ламп высокого дав ления, вторичных источников питания, устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики.

Известно устройство для формирования перерывов питающего напряжения, содержащее элемент нагрузки, два триггера, генератор управляю.щих импульсов, два тиристора, блокинг-генератор, эмиттерный повторитель, формирователь прямоугольных импульсов, элемент 2И»НЕ, двоичный счетчик, шифратор (1) .

К недостатку данного устройства относится длительное время, затрачиваемое на определение критических параметров характеристик выбросов и провалов питающего напряжения из-за ручного управления устройством, а также моделирование лишь прямоугольных по форме изменений напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения параметров выбросов напряжения, содержащее элемент нагрузки, формирователь прямоугольных импульсов, вход которого подключен к одной шине сетевого напряжения., датчик обратной связи, кнопку, триггер управления, вход сброса которого через кнопку соединен с общей шиной устройства, а вход установки через датчик обратной связи.с элементом нагрузки, одновибратор, переключатель режима работы, первый элемент И, .пЕрвый вход которого соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов (2) °

Недостатком известного устройства является моделирование только прямоугольных по форме выбросов (провалов) напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования треугольных и трапециедальных по форме изменений напряжения с монотонным изменением параметров моделирования.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для моделирования рующему, а четвертого элемента И вЂ” к вычитающему входам реверсивного счетчика. выбросов и размахов напряжения с монотонным изменением параметров, содержащее элемент нагрузки, формирователь прямоугольных импульсов, 5 вход которого -подключен к одной шине сетевого напряжения, датчик обратной связи, кнопку, первый триггер, вход сброса которого через кнопку соединен с общей шиной уст 0 ройства, а вход установки через датчик обратной связи — с элементом, нагрузки, одновибратор, переключатель ражима работы, первый элемент

И, первый вход которого соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, введены усилитель мощности, двухполупериодный выпрямитель, резистор, масштабный усилитель, преобразователь код-аналог, реверсивный счетчик, дешифратор, второй, третий и четвертый элементы И, второй, третий и четвертый триггеры, первый и второй .делители частоты, первый и второй формирователи, переключатели, элемент

ИЛИ, трансформатор стержневого типа, первичная обмотка которого подключена к сети, вторичная — к выводам элемента нагрузки, а обмотка управления, расположенная на среднем стер-, жне трансформатора, через двухполупериодный выпрямитель подключена к выходу усилителя мощности, параллельно выводам которого подключен резистор, вход усилителя мощности подключен к масштабному усилителю, первый вход которого соединен с источником напряжения смешения, а второй — с аналоговым выходом преобразователя код-аналог, информационные входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика и к входам дешифратора, выходные каналы которого через переключатели соединены соответственно с входами первого и второго формирователей, а их выходы подключены к установочным входам соответственно второго и четвертого триггеров, выход второго формирователя связан через переключатель режима работы с установочным входом третьего триггера, входы сброса второго и четвертого триггеров подключены к кнопке и к первому входу элемента ИЛИ, выход .которого подключен к входу сброса

1064439 второго триггера, а второй вход элемента ИЛИ соединен с входом одно. вибратора, выход которого через второй делитель частоты соединен с входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, а первый с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера, прямой вход которого подключен к индикатору, а третий и четвертый входы второго элемента И подключены к инверсным выходам второго и третьего триггеров, а выход второго элемента И через первый делитель 15 частоты подключен к первым входам третьего и четвертого элемента И, вторые входы которых соединены, соответственно, с инверсным и прямым выходами четвертого триггера, а вы- 20 ход третьего элемента И подключен к суммирующему, а четвертого элемен-. та И вЂ” к вычитающему входам реверсивного счетчика.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства, Устройство содержит элемент 1 нагрузки, трансформатор 2 стержневого типа, двухполупериодный выпрямитель 3, резистор 4, усили- 30 тель 5 мощности, масштабный усилитель 6, преобразователь 7 код-аналог, реверсивный счетчик 8, дешифра-, тор 9, первый и второй формирователи 10 и 11, одновибратор 12, третий и четвертый элементы И 13 и 14, четвертый, третий, второй и первый триггеры 15-18, датчик 19 обратной связи, элемент ИЛИ 20, формирователь 21 прямоугольных импульсов, второй элемент И 22, первый элемент 40

И .23, первый и второй делители 24 и

25 частоты, переключатель 26 ре- жима работы, переключатели 27, индикатор 28, кнопку 29.

Причем первичная обмотка трансформатора 2 подключена к сети, вторичная — к выводам элемента 1 нагрузки, а обмотка управления, расположенная на среднем стержне трансформатора, через двухполупериодный выпрямитель 3 подключена к выходу усилителя 5 мощности, параллельно выводам которого подключен Резис.- тор 4, вход усилителя 5 мощности подключен к масштабному усилителю 6, 55 первый вход которого соединен с источником напряжения смещения .Е, а второй — с аналоговым выходом преобразователя 7 код-аналог, информационные входы которого подключе- 60. ны к входам реверсивного счетчика 8 и к входам дешифратора 9, выходные каналы которого через переключатели 27 соединены соответственно с входами первого и второго формирова- 65 телей 10 и 11, а их выходы подключены к установочным входам соответственно второго 17 и четвертого 15 триггера, выход второго формирователя 11 связан через переключатель

26 режима работы с установочным вхо дом третьего триггера 16, вход сброса второго и четвертого триггеров 17 и 15 подключены к кнопке 29 и к первому входу элемента ИЛИ 20, выход которого подключен к входу сброса третьего триггера 16, а второй вход элемента ИЛИ 20 соединен с входом одновибратора 12, выход которого через второй делитель частоты 25 соединен с выходом первого элемента И 23, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера 16, а первый — с первым входом второго элемента И 22, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера, прямой вход которого подключен к индикатору 28, а третий и четвертый входы второго элемента

И 22 подключены к инверсным выходам второго и третьего триггеров 17 и 16, а выход второго элемента И 22 через первый делитель 24 частоты подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И 13 и 14, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами четвертого триггера 15, а выход третьего элемента И 13 подключен к суммирующему, а четвертого элемента И 14 — к вычитающему входам реверсивного счетчика.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 15 и 18 находятся в нулевом состоянии, а триггер 16 — в единичном,. элементы И 23 и 13 закрыты, а элемент 14 открыт. Реверсивный счетчик 8 находится в нулевом состоянии, на нулевом выходе дешифратора 9 присутствует 1 . .Работой преобразователя управляет реверсивный счетчик 8, изменение содержимого которого на единицу вызывает приращение напряжения на выходе преобразователя на величину младшего значащего разряда ag, причем знак этого приращения соответствует знаку изменения содержимого счетчика 8.

Напряжение с выхода преобразователя 7 через масштабный усилитель 6 поступает на вход усилителя мощности 5. В зависимости от величины приложенного напряжения усилитель меняет свое выходное сопротивление, регулируя тем самым магнитное сопротивление шунта трансформатора 2, что приводит к .изменению нагрузочной характеристики

1064439 этого трансформатора. К элементу 1 нагрузки прикладывается размах изменения питающего напряжения 8V максимальное значение которого про.порционально емкости счетчика 8

5 (Зч)„, „-К, п.ьМ, 10

ЬЧ= К„yl hu где m — номер выхода дешифратора 9- 35

0,1,2...15.

Второй делитель 25 частоты пред-. назначен для формирования длительности амплитуды выброса или провала напряжения, а первый делитель 24 40 частоты служит для моделирования уровня средней производной изменения напряжения, величина которой задается следующим соотношением:

k„ tIu a„au-

Ч= " - р

Ч . К2 где К - коэффициент деления первого делителя 24 частоты, частота формирователя 21 прямоугольных импульсов, равная 100 Гц. Рассмотрим процесс моделирования треугольных по форме изменений напряжения. Для этого переключатель режима работы 26 устанавливается в первое положение и после предварительной установки заданных параметров моделирования нажимается кнопка 29. Все триггеры устройства 60 перебрасываются в единичное состояние, второй элемент И 22 открывается и импульсы с выхода формирователя 21 прямоугольных импульсов поступают на вход первого делителя 24

3 где kq - эквивалентный коэффициент передачи последовательной цепи: масштабный усилитель б — усилитель

5 мощности — резистор 4 — двухполупериодный выпрямитель 3 — трансформатор 2, — емкость реверсивного счет- . 5 чика 8у

Щ - изменение напряжения на выходе преобразователя 7 при изменении содержимого реверсивного счетчика 8 на один импульс.

Сопротивление резистора 4, напряжение смещения Е„ц масштабного усилителя б, а также параметры магнитного шунта трансформатора 2 в данной схеме определяют рабочий диапазон изменения напряжения на исследуемом элементе 1 нагрузки.

Амплитудное значение моделируемого размаха изменения напряжения ЬЧ определяется выбором номера канала дешифратора 9, к выходу которого с помощью переключателя 27, подключается второй формирователь 11 частоты. Формирователь 21 прямоугольных импульсов представляет собой компаратор, формирующий из синусоидального напряжения прямоугольные импульсы с частотойследования 100 Гц, Через промежуток времени, определя- ( емый коэффициентом пересчета первого делителя 24 частоты, íà его выходе появляются импульсы, которые через открытый третий элемент И 13 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 8. Заполнение импульсами реверсивного счетчика 8 происходит до тех пор, пока на выбранной отпайке дешифратора 9 не появится 0 . При появлении последнего на выходе формирователя 11 появляется импульс, переводящий четвертый триггер 15 в нулевое состояние

A третий элемент И 13 закрывается, а четвертый элемент И 14 открывается,дальнейшее поступление импульсов осуществляется на вычитающий вход реверсивного счетчика 8 ° Содержимое счетчика 8 уменьшается, что приводит к монотонному уменьшению напряжения на исследуемый элемент 1 нагрузки. Вычитание содержимого реверсивного счетчика 8 происходит до состояния 0000. При достижении этого состояния на нулевом выходе дешифратора 9 появляется 0, первый формирователь 10 срабатывает и на его выходе появляется импульс, переводящий второй триггер 17 в нулевое состояние. Второй элемент И 22 закрывается и процесс моделирования на этом заканчивается. После очередной установки других параметров моделируемой формы изменения напряжени нажимается кнопка 29 и дальнейшая работа схемы происходит аналогично вышеописанному. !

При моделировании трапецеидальной формы изменения напряжения переключатель 26 режима работы устанавливается во второе положение. В этом режиме для формирования вершины трапеции в работе схемы участвуют первый элемент И 23, второй делитель 25 частоты, одновибратор 12, третий триггер 16 и элемент ИЛИ 20.

Работа схемы происходит аналогично вышеописанному режиму до момента появления на выходе второго формирователя 11 импУльса. При появлении этого импульса третий и четвертый триггеры 16 и 15 одновременно устанавливаются в нулевое состояние, третий элемент И 13 и второй элемент

И 22 закрываются, а четвертый элемент И 14 и первый элемент И 23 открываются. Импульсы с выхода формирователя 21 прямоугольных импульсов поступают на вход второго делителя 25 частоты. Через промежуток времени, определяемый работой второго делите1064439

Составитель В.Чижиков

Редактор Н.Ковалева Техред Т.Маточка Корректор А. Зимокосов

Заказ 10360/58 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ля 25 частоты, на его выходе появ. ляется импульс. Одновибратор 12 срабатывает и переводит третий триггер 16 в единичное состояние, первый элемент И 23 закрывается, а вто-. рой элемент И 22 открывается,и дальнейшее поступление импульсов происходит уже на вычитающий вход реверсивного счетчика 8.

Дальнейшая работа предлагаемой схемы происходит аналогично ранее приведенному режиму моделирования.

Сбой в работе исследуемого элемента нагрузки фиксирует датчик 19 обратной связи. Индикатор 28 сигна лизует о сбоях в работе исСледуемой нагрузки. В качестве индикатора 28 используется светодиод.

Таким образом, выполнение предлагаемого устройства позволяет моделировать выбросы и провалы напряжения различной амплитуды, длительности и формы, а также получать колебания напряжения с различными размахом и крутизной, позволяет более точно оценивать влияние изменений. напряжения, имеющих. место в реальных

I электрических сетях, на различные электроприемники.