Устройство для моделирования м-фазного вентильного преобразователя

Устройство для моделирования м-фазного вентильного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И C А и К Е»11»524200

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1}Дополнительное к авт. свид-ву№ З65720 (22) Заявлено 0j..07.74 (21) 2038908l24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликована 05.08 .76.Бюллетень ¹ 29 (45) Дата опубликования описания 14.02.77

z (51) М. Кл.

606 6 7/62

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР во делам изаоретений н открытий (53) УДК 681. .3 3 3 (088.8) Н. В. Донской, В. М. Никитин, A. Д. Поздеев и В. А. Алексеев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ Щ-РАЗНОГО

ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при моделировании систем . содержащих управляемые вентильные преобразователи.

Известно устройство для моделирования л>-разного вентильного преобразователя по авт. св. № 365720, содержащее усилитель с диодно-потенциометрическим ограничителем, интегратор, инверторы, диоды, потенциометр, функциональный преобразователь и д источники напря>кения.

В известном устройстве коммутация вентилей может учитываться лишь приближенно путем изменения параметров модели нагрузки по сравнению с фактическими. При боль- >а ших значениях угла коммутации или при необходимости строгого учета угла коммутации зто устройство имеет значительную погрешность.

Предлагаемое устройство отличается тем, gO что оно содер>кит дополнительный функциональный преобразователь, блоки односторон ней проводимости, триггер, нуль-орган, дополнительный инвертор, сумматоры, блок моделирования нагрузки, управляемый ключ 25 и дополнительный источник напря>кения смешения„ причем выход интегратора подключен к первому входу- дополнительного функционального преобразователя, второй вход которого соединен с выходом дополнительного источника напряжения смешения, выход подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через управляемый ключ связан с первым входом блока моделирования нагрузки, второй вход которого соединен с выходом основного функционального преобразователя, а выходы соединены со входами второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора и через последовательно соединенные делитель напряжения и дополнительный инвертор — к первому входу суммирующего апериодического звена с ограничением, второй вход которого соедичен с выходом дополнительного функционального преобразователя, третий вход через первый блок односторонней проводимости подключен к первому выходу триггера, а выход соединен с первым входом нуль-органа, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования нагрузки, выход сое524200 динен с первым входом триггера, второй вход которого через второй блок односторонней проводимости подключен к выходу входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем; второй выход триггера соединен с управляющим входом управляемого ключа.

Это позволяет математически строго решать уравнения, описываюшие процессы в электромагнитных цепях с вентилями в ком- 10 мутационный и межкоммутационный периоды, с целью получения сдвинутого по фазе на угол — — 1 коммутационного падения г г «к ч а напряжения в анодных индуктивностях под действием тока коммутации,и тем самым д повысить точность моделирования.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блох 1 для моде- щ лирования Т1-разного вентильного преобра» зователя по авт. св. № 365720, в который входят операционный усилитель 2 с ограничителем на диодах 3,4 и потенциометрами

5,6 в обратной связи интегратор 7, усили тели 8, 9, блоки односторонней проводимости (диоды) 10,11, потенциометр 12, основной функциональный преобразователь

13, источники напряжения смешения 14, 15, резисторы 16 25, конденсатор 26. Ю

Блок моделирования нагрузки 27 содержит усилитель 28, интегратор с ограничителем 29, усилитель 30, резисторы 31-38, конденсатор 39 и ограничитель (диод) 40, М

Суммирующее апериодическое звено с ограничителем 41 содержит ограничитель (диод) 4.2, конденсатор 43, операционный усилитель 44, резисторы 45-48.

Кроме того, в состав устройства входят сумматор 49, управляемый ключ 5О, делитель напряжения 51, дополнительный инвертор 52, нуль-орган 53, триггер 54, блоки односторонней проводимости (диоды) 55, 56, дополнительный функциональный преобразователь 57, дополнительный источник напряжения смещения 58, резисторы 59-66, сумматор 67.

Принцип работы предлагаемого устройства моделирования вытекает из уравнений, описывающих электромагнитные процессы в вентильном преобразователе в режиме непрерывного тока.

В межкоммутационный период

d1Ä н н

В период коммутации 1н %фт di т и —. н

=е -е -i +1

Jt, Z H H ?,CR +R) J+ Нт

Н Ф ф е,-, C?l

Уравнение для контура коммутации

di т %+а е-е т

Х Н Н ф Z g М

+ у z

dt T

В этих уравнениях:

6 6 — мгновенные значения фазных э.д.с. вентильного преобразователя в относительных единицах, когда за базовую величину напряжения принимается

Trl

Ь и — мдкс q н е = — — противо-э.д.с. в отнон 2 сительных единицах;

-ток нагрузки в относин тельных единицах;

i х< н+Мф — ток фазы вступающего

Е в работу вентиля в относительных единицах; — - текущее время в отнон сительных единицах; — электромагнитная посн ф н тоянная времени цепи нагрузки в межкоммутационный период;

Ф

Тф = электромагнитная постоянная времени контура коммутации.

Входной операционный усилитель с диодно-потенциометрическим ограничителем 2, усилитель 8 и интегратор 7 образуют следящую систему, напряжение выхода которой0 следит за напряжением в х + ц с м шимся аналогом управляющего напряжения.

Благодаря положительной обратной связи через усилитель 9, блок односторонней проводимости 10 и потенциометр 12 а также благодаря включению блока односторонней проводимости 11 блок 1 является следящей системой релейного типа. Особенность этой релейной системы состоит в том, что положительная связь в усилителе включается только при положительном напряжении на его выходе, когда блок односторонней проводимости 11 не пропускает это напряжение на вход интегратора 7. В этот момент на входе интегратора действует только напряжение У„„, обеспечивая линейное снижение его выходного напряжения. На вход следящей системы в этот период поступает алгебраи524200

5 кая умма "-р-:""" "ах+ )см- Uñ ск к которой приближается напряжение 0

В момент, когда сумма этих напряжений изменяет знак, выходное напряжение входного операционного усилителя с диодно-потен- 5 циометрическим ограничителем 2, включенного по схеме нуль-органа, становится отрицательным.

В результате U„„ становится равным нулю, и на входе следящей системы остает- ц) ся только сумма U „U . Поскольку она отличается от напряжения интегратора

7 на величину U „, следящая система фиксирует это отклонение до наступления следующего равновесия, когда на выходе уси-5 лителя снова изменяется знак. Скорость обработки при этом выбирают на порядок — два выше, чем в предыдущем случае (максимальное отрицательное напряжение на выходе блока 2 намного больше Vнщ ). В момент 20 нового равновесия из-за всегда имеющего место небольшого перерегулирования напряжение на выходе блока 2 становится положительным, появляется напряжение 0с g и система отрабатывает новое рассогласование с малой скоростью. В результате на выходе интегратора 7 появляется пилообразное напряжение с постоянной величиной скачка, соответствующей величине UcK

С помощью функциональных преобразова- @ телей 13 и 57 напряжение U „преобразуется в отрезки синусоиды.

Величину Усм принима:от равной половине ск, определяющего фазность преобразователя. Величина напряжения U„„ определяет наклон пилообразного напряжения U х и, следовательно, масштаб времени.

Ка усилителях 28, 30 и интеграторе 40 с ограничителем 29 собран блок 27 моделирования нагрузки для наиболее общего

=лучая — активно-индуктивной нагрузки с лротиво-э.д.с.

К первому входу блока моделирования 45 нагрузки 27 через управляемый ключ 50 подключен выход сумматора 49, ко второму входу — выход основного функционального преобразователя 13. К первому входу сумматора 49 подключен выход дополни- 50 тельного функционального преобразователя

57, ко второму его входу через сумматор

67 — выходы усилителя 28 и интегратора

29. Ко входам нуль-органа 51 подключены выходы интегратора 29 и су лтлирующего % апериодического звена с ограничением 41, собранного на усилителе 44. К первому входу которого через последовательно соединенные делитель напряжения 51 и дополнительный инвертор 52 подключен выход 60 сумматора 67, ко второму входу — выход дополнительного функционального преобразователя 57, к третьему входу через блок односторонней проводимости 56 — первый выход триггера 54, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа 51, второй вход через блок односторонней проводимости 55 подключен к выходу входного операционного усилителя 2 с диодно-потенциомет.рическим ограничителем; второй выход триггера 54 соединен с управляющим входом управляемого ключа 50.

В межкоммутационный период ключ разомкнут и на входы блока моделирования нагрузки27 подаются напряжения:ен 7 ez с функционального преобразователя 13, н с усилителя 30, соответству:ошие правой части уравнения (1) в момент начала коммутации, когда напряжение на входах функциональных преобразователей 13 и 57

2О0 изменяется на величину напря>кения (вольт).

По сигналу с усилителя 2 через блок 55 триггер 54 замыкает ключ 50. При этом к усилителю 28 через сумматор 49 дополе -ел нительно подключаются напряжения

2 с функционального преобразователя 55 и

- а — -с„+ т". -" ) с сумматора 67.

Полуразность, или в общем е, е, 1 к-1 к- виде к выделяется с помощью

2 функционального преобразователя 57, на который, кроме сигнала итегратора 7, подается напряжение U 0 от дополнительного источника напряжения смещения 58, эк И вивалентное углу 2 ——

Вследствие этого выходное напряжение функционального преобразователя 57 всегда сдвинуто относительно выходного напряжения функционального преобразователя 13 на такой же угол.

С переключением триггера 54, соответствующим началу процесса коммутации,пропадает запирающий положительный сигнал на входе суммирующего апериодического звена с ограничением 41, поступающий через блок односторонней проводимости 56, Остаются только сигналы, соответствующие

Тн 2н 1t+ е,-е, правой части чоавнения (3) T тф с блока 57, ." 12 — с блока 41 и (— - -+ — i ) с делйтеля напряжения 51 через

Т н дополнительный инвертор 52. Как только

1 становится равньпл 1, нуль-орган 51

2. переключает триггер 54 в исходное положение, и ключ 50 размыкаегся. При этом положительный сигнал через блок односто524200

Составитель В. Сазонов

PegaKToP Б. Федотов ТехРед N. Ковач Корректор B. Куприянов

Заказ 4972/410 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ронней проводимости 56 форсированно устанавливает на выходе блока 41 нулевые начальные условия (i> =0), Описанное устройство по сравнению с основным устройством по авт. св. № 36572Q позволяет получить в процессе исследований вентильных систем более достоверные результаты и дает возможность без существенной перестройки модели исследовать влияние отдельных параметров элементов систем, содержащих вентильньте преобразователи.

Формула изобретения

Устройство для моделирования т-фазного вентипьного преобразователя по авт.св, № 365720, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно содержит дополнительный функциональный преобразователь, блоки односторонней проводимости, триггер, нуль-орган, дополнительный инвертор, сумматоры, блок моделирования нагрузки, управляемый ключ и дополнительный источник напряжения смещения, причем выход интегратора подключен к первому входу дополнительного функционального преобразователя, второй вход которого соединен с выходом дополнительного источника напряжения смещения, выход подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через управляемьж ключ связан с первым входом блока моделирования нагрузки, второй вход которого соединен с выходом основного функционального преобразователя, выходы соединены со входами второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора и через последовательно соединенные делитель напряжения и дополнительный инвертор — к первому входу суммирующего апериодического звена с огранид чением, второй вход которого соединен с выходом дополнительного функционального преобразователя, третий вход через первый блок односторонней проводимости подключен к первому выходу триггера, а выход соединен с первым входом нуль-органа, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования нагрузки, выход соединен с первым входом триггера, второй вход которого через второй блок .односторонней npoQ5 водимости подключен K выходу входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем, второй выход триггера соединен с управляющим входом управляемого ключа.