Устройство для моделирования вентильного преобразователя

Устройство для моделирования вентильного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 П И С А Н PI E

ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 526922

Союз Севетсккк

Социалистических

Республик.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.74 (21) 2036430, 24 (51) М. Кл G 06G 7, 62 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета 1т1инистров СССР но делам изооретанкй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 16.12.76 (53) УДК 681.333(088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. П. Климов

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для исследования и проектирования вентильных преобразователей с помощью аналоговых вычислительных машин.

Известно устройство для моделирования вентильных преобразователей, содержащие группы каналов, где каждый канал состоит из схемы моделирования тиристора, блока управления им, генераторов синусоидальных и пилообразных напряжений. Такие устройства сложны и не учитывают характера сопротивлений в цепях переменного и постоянного токов преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее два контура нагрузки и коммутации, состоящих из сумматоров, интеграторов и переключателей, блок формирования входной э. д. с., блок формирования коммутационной э.д. с., блок формирования импульсов угравления, компаратор, нуль-орган, сумматор, интегратор, инвертор, сумматор-интегратор, блок формирования напряжения нагрузки, блоки переключателей, источник трехфазного напряжения, выходы которого подкгпочены к соответствующим входам блока формирования импульсов управления и первым трем входам блока формирования входной э. д. с. и блока формирования коммутационной э. д. с.

Это устройство характеризуется тем. что в нем ол щсствлястся решение одного дифференциального уравнения для контура нагрузки с постоянными коэффициентами, но с переменной структурой, обусловленной введением с помощью переключающей функции дополнительных членов на интервале коммутации. Такая операция усложняет построение модели и не позволяет иметь универсальную аналого10 вую модель, отражающую физические процессы в преобразователе при различных режимах.

Цель изобретения — упрощение устройства для моделирования и расширение класса решаемых задач.

15 Это достигается тем, что предложенное уст ройство содержит блок управления режимом работы интеграторов и переключателей, первый вход которого подключен к выходу блока формирования импульсов управления и к чет20 вертым входам блока формирования входной э. д. с. и блока формирования коммутационной э. д. с., второй вход подключен к выходу компаратора, первый выход соединен с первымц управляющими входами блоков персключате25 лей, второй выход — с вторыми управляющими входами блоков переключателей и входом управления режимом работы сумматора-интегратора, третий выход подключен к входу управления режимом работы интегратора, выход

3,) которого подключен к входу блока формпро

526922 вания напряжения нагрузки и через инвертор — к входу нуль-органа, выход которого подключен к третьему входу блока управления режимом работы интеграторов и переключателей. Выход инвертора через первый блок переключателей подключен к первому входу сумматора, второй вход которого через второй блок переключателей подключен к выходу блока формирования входной э. д. с. Третий вход сумматора подключен к выходу блока формирования напряжения нагрузки, выход инвертора подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу сумматора-интегратора, выход которого соединен с его первым входом. Второй вход сумматора-интегратора подключен к выходу сумматора и через третий блок переключателей соединен с входом интегратора, третий вход сумматора-интегратора подключен к выходу инвертора, а четвертый его вход соединен с выходом блока формирования коммутационной э. д. с.

Устройство для моделирования формирует выходной ток и напряжение преобразователя путем решения дифференциального уравнения, описывающего электрические процессы в контуре нагрузки, с постоянной структурой, но с переменными коэффициентами, значения которых изменяются при переходе с интервала коммутации на внекоммутационный интервал а =се„— bi,— U„, (1)

dt где 4 — выходной ток преобразователя; е,„ — входная э. д. с., определяемая структурой преобразователя и параметрами его источника питания;

U>< — напряжение нагрузки.

Значения коэффициентов а, b, с изменяются скачком в момент сравнения выходного тока преобразователя 4 с током коммутации i„, получаемым из решения дифференциального уравнения для контура коммутации.

di„.. di()

dt

:: — gii»+ g + g3io + ge» (2)

dt где e„; — коммутационная э. д. с., действующая в контуре коммутации; яь gp, g3 g4 — поcTQHHHbIe параметры, определяемые структурой преобразователя и его пар а метр ам и.

Устройство состоит из канала моделирования тока нагрузки, канала моделирования тока коммутации и блока управления их режимом работы.

На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства, где 1, 2 — сумматоры, 3 — интегратор, 4 — инвертор, 5 — нуль-орган, 6 — сумматор, 7 — сумматор-интегратор, 8 — компаратор, 9 — блок формирования напряжения нагрузки, 10, 11 — блоки логики, 12— блок формирования импульсов управления, 13, 14 — триггеры, 15 — 28 — управляемые ключи, 29 — 33 — блоки переключателей, 34 — источник трехфазного напряжения, 35 — блок управле5

65 ния режимом работы интеграторов и переключателей, 36 — блок формирования входной силы э. д. с., 37 — блок формирования коммутационной э. д. с.

На фиг. 2 а, б приведены принципиальные схемы блоков 10 и 11; на фиг. 2, в — временная диаграмма формируемых входной и коммутационной э, д. с.

В предложенном устройстве выходы источника 34 трехфазного напряжения подключены к входам блоков 12, 36, 37. Первый вход блока 35 подключен к выходу блока 12 и к другим входам блоков 36 и 37, а второй вход — к выходу компаратора 8. Первый выход блока

35 соединен с первыми управляющими входами блоков 29 — 31, второй его выход подключен к вторым управляющим входам блоков 29 — 31 и к входу управления режимом работы сумматора-интегратора 7, Третий выход блока 35 соединен с входом управления режимом работы интегратора 3, выход которого подключен к входу блока 9 и через инвертор 4 — к входу нуль-органа 5. Выход нуль-органа 5 подключен к третьему входу блока 35. Выход инвертора

4 через блок 29 соединен с первым входом сумматора 2, второй вход которого через блок

30 подключен к выходу блока 36. Третий вход сумматора 2 подключен к выходу блока 9. Выход инвертора 4 соединен с первым входом компаратора 8, второй вход которого подключен к выходу сумматора-интегратора 7. Выход интегратора связан с его первым входом, второй его вход подключен к выходу сумматора

2 и через блок 31 — к входу интегратора 3.

Третий и четвертый входы блока 7 подключены соответственно к выходам блоков 4 и 37.

В канале моделирования тока нагрузки решается уравнение (1). Этот канал содержит блок 36 формирования входной э. д. с., состоящий нз сумматора 1 и блока переключателей

32, сумматор 2, интегратор 3, инвертор 4 и нуль-орган 5. Изменение коэффициентов передачи сумматора 2 осуществляется с помощью управляемых блоков переключателей 29 — 30, а интегратора 3 блоком переключателей 31.

Напряжение нагрузки У„формируется с помощью блока 9 формирования напряжения нагрузки, структурная схема которого зависит от вида нагрузки.

В канале моделирования тока коммутации решается уравнение (2). Этот канал содержит блок 37 формирования коммутационной э. д. с., сумматор 6, блок переключателей 33 и сумматор-интегратор 7. Значение тока коммутации

4 сравнивается с током преобразователя 4 на компараторе 8, и в момент их равенства вырабатывается сигнал у, поступающий на второй вход триггера 13 блока 35 управления режимом работы интеграторов и переключателей, а также на входы блоков логики 10 и 11, которые управляют работой блоков переключателей 32 и 33.

На первый вход триггера 13 и на вторые входы блоков логики 10 и 11 поступают импульсы управления а с блока 12 формирования

526922 импульсов управления, построенного по вертикальному принципу. Углы управления по всем фазам а„ab, а, изменяются пропорционально напряжению управления U .. К входам блока 36 формирования входной э. д. с., блока 37 коммутационной э. д. с. и блока 12 формирования импульсов управления подключен источник 34 трехфазного напряжения е„ е, е,.

Сигнал с первого выхода триггера 13 у поступает на первые управляющие входы блоков

29 — 31 переключателей. Сигнал с второго выхода триггера 13 у — на вторые управляющие входы блоков 29 — 31 переключателей, а также на управляемый ключ 28, обеспечивающий замыкание цепи обратной связи сумматора-интегратора 7 на межкоммутационном интервале. В режиме прерывистого тока преобразователя срабатывает нуль-орган 5, вырабатывая сигнал Р, и через триггер 14 и управляемый ключ 27 замыкается цепь обратной связи интегр атор а 3.

Предлагаемое устройство для моделирования позволяет повысить точность, надежность моделирования при исследовании процессов в сложных вентильных электрических цепях.

Формула изобретения

Устройство для моделирования вентильного преобразователя, содержащее блок формирования входной э. д. с., блок формирования коммутационной э. д. с., блок формирования импульсов управления, компаратор, нуль-орган, сумматор, интегратор, инвертор, сумматор-интегратор, блок формирования напряжения нагрузки, блоки переключателей, источник трехфазного напряжения, выходы которого подключены к соответствующим входам блока формирования импульсов управления и первым трем входам блока формирования входной э. д. с. и блока формирования коммутационной э. д. с., отл и ч а ющес с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения класса решаемых задач, оно содержит блок управления режимом работы интеграторов и переключателей, первый вход которого подключен к выходу блока формирования импульсов управления и к четвертым входам блока формирова10 ния входной э. д. с. и блока формирования коммутационной э. д. с., второй вход подключен к выходу компаратора, первый выход соединен с первыми управляющими входами блоков переключателей, второй выход соединен

15 с вторыми управляющими входами блоков переключателей и входом управления режимом работы сумматора-интегратора, третий выход подключен к входу управления режимом работы интегратора, выход которого подключен к

20 входу блока формирования напряжения нагрузки и через инвертор подключен к входу нуль-органа, выход которого подключен к третьему входу блока управления режимом работы интеграторов и переключателей, выход

25 инвертора через первый блок переключателей подключен к первому входу сумматора, второй вход которого через второй блок переключателей подключен к выходу блока формирования входной э. д. с., третий вход сумматора

30 подключен к выходу блока формирования напряжения нагрузки, выход инвертора подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу сумматора-интегратора, выход которого соединен с его пер35 вым входом, второй вход сумматора-интегратора подключен к выходу сумматора и через третий блок переключателей соединен с входом интегратора, третий вход сумматора-интегратора подключен к выходу инвертора, а

40 четвертый его вход соединен с выходом блока формирования коммутационной э. д. с.

526922 а) е, Фиг. 2

Корректор О Тюрина

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 2314/17 Изд, № 1650 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель С. Громова

Техред 3. Тараненко

Enid-ln

Fn. s