Устройство для моделирования трансформаторно-тиристорного регулятора напряжения переменного тока

Устройство для моделирования трансформаторно-тиристорного регулятора напряжения переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. П. Погорелов и В. А. Чекалов (72) Авторы изобретения

Комсомольский-иа -Амуре политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОТИРИСТОРНОГЭ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯ7ЮНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится. к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследбI вания ма гнитно-тиристорных регулято ров напряжения переменного тока.

Известно устройство для моделирования автокомпенсаторов переменного тока методом мгновенных значений пе» ременных, выполненное на элементах аналоговой вычислительной машины Д.

Недостатком этого устройства яйц ется то, что оно не применимо для меде лирования трансформаторнотиристориых регуляторов напряжения с естественной коммутацией тиристоров.

Наиболее близким по технической cymности к изобретению является устройство, содержащее последовательно-соединенные входной сумматор, интегратор и функциональный преобразователь, подключенный к первому входу выходного сум- матора, и последовательно соединенные первый инвертор, интегро-сумматор и второй инвертор, подключенный ко второ-.

Му входу выходного сумматора, причем :первый вход входного сумматора соединен cd входом первого инвертора и является входом устройства, блок формирования уцравлякнцих импульсов, первый вход которого соединен с первым входом входного сумматора, а к выходу блока формирования управляющих импульсов под-,, ключена обмотка уцравляюшего реле ф, 10

Недостатком известного устройства является необходимость применения для моделирования специальных управляемых интеграторов и обязательное решение основных дифференциальных уравнений от носительно токов тиристоров.

Цель изобретенйя - повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены операционный усилитель и блок выделения модуля анодного тока, вход которого соединен с выходом выходного сумматора, а выход блока выделения модуля

705476 анодного тока подключен ко второму входу блока формирования управляющих импульсов,: вход операционного усилителя соединен с выходом выходного сумматора, выход операционного усилнтеля под» 5 ключен ко второму входу входного сумматора, в-обратную связь операционного усилителя включен замыкающий контакт

, управляющего реле.

Сущность изобретения поясняется 1О чертежами. На фиг. 1 приведена принципиальная схема регулятора переменного напряжения; на фиг. 2 представлена Схе-. ма устройства для моделирования упомя»

ЙутоГо регулятора. 15

Устройствб содержит входной сумматор 1, интегратор 2, функциональный преобразователь 3. инвертор 4,интегросумматор 5, инвертор 6, формирователь управляющих импульсов 7, выходной сум-, 20 матор 8, управляющее реле 9 с замьйсающим контактом 10, операционный усилитель 11, блок вйделения мбдуля анодного тока 12. . Устройство работает следующим обфЙЙМЙ т

Способ построения устройства основан на том, что с точки зрения структуры модели, входящей в ее состав, блок ли нейиого регулирующего элемента, выпол»

30 . пенный на операционных усилителях, потенциометрах и резисторах, эквивален« тен блоку тиристорногр регулирующего элемента, моделируемого с помощью опе» рационных усилителей, диодных элементов, ограничителей, реле. При взаимной замене этих блоков структура модели не нарушается.

Схема устройства строится íà Основе уравнений:

0„= Ъ111йА=. - +Q;<1Q

dt 11 ТК

КЪ"1й т. е. преобразует сигнал, пропорциональный току тиристоров в сигнал, пропорциональный напряжению.

Переход тиристорного ключа из одного состояния в другое Осуществляется путем скачкообразного изменения коэ фициента усиления операционного усилителя, что производится посредством за« мыкания или размыкания замыкающего контакта 10 репе 9.

50 где Ц "-Ц g)rr ®ф - напряжение питаю1в щей сети;

1 -.ток первичной се1 ти трансформатора;

1 - ток вторичной цепи

2 55 трансформатора;

- намагничивающий о ток трансформатора;.

%1 Й 2 активные сОпрОтив»

I ления первичной и вторичной цепей;

Ь - индуктивность втоЯ. ричной цепи трансформатора; Wq

КВ= — — коэффициент тран 2 сформации; — напряжение на тиристорном ключе;

Ю вЂ” частота питающей сети.

Черточки над обозначениями йеременных величин свидетельствуют о. том, что последние выражены в относительных единицах. Использование единичной машинной частоты Ш„ц,„=, при условии равенства единице относительного сопротивления, позволяет ввести единый масштаб для относительных значений напряжений, токов и магнитного потока.

Намагничивающий .ток трансформатора

Определяется по формуле

1 =1 +1 +1

0 оср r а где 1pzp - безгистерезисная составляющая; .- гистерезисная составляющая;

- составляющая вихревых токов, причем

С@ В=К я

К « коэффициент пропорциональности, определяе мый экспериментальным или расчетным путем.

Блок моделирования группы тиристо»ров представляет собой функциональный . преобразователь, воспроизводящий суммарную нелинейную вольтамперную характеристику тиристорного ключа в

Ю целом 1тк 0тк ("тк

5476

10 5 70

Если контакт 10 разомкнут, коэффициент усиления операционного усилйтеля велик, что соответствует закрытоЯ сЖтоянию тиристорного ключа, и наоборот.

При подаче синусоидального напряжения на вход блока формирования управляющих импульсов и на вход блока моделирования основной части электрической цепи трансформатора, в последнбм ими-" гируются напряжения и токи элементов=

"моделируемого трансформаторно-тиристорного регулятора напряжен;ия перемен- ного тока. При этом вырабатывается напряжение, пропорциональное току IpyaIII t тиристоров. Операционный усилитель 11 преобразует это напряжение в сигнал, пропорциональный напряжению на тиристорном ключе 0 которое затем- с обратным знаком йодается на второй вход входного сумматора; Синусоидальное напряжение,.поступающее на блок формирования управляющих импульсов 7, преобразуется в последовательность синусоидальных полуволн отрицательной полярности, которые преобразуются в короткие отрицательные импульсы, синхронизируто- щие работу формирователя с сетью.

Имитация изменения состояния тиристорного ключа в зависимости от угла открывания тиристоров осуществляется путем воздействия блока формирования управляющих импульсов на операционный усилитель через замыкающий контакт управляющего реле.

При моделировании активно-индуктив ной нагрузки необходимо учитывать наличие тока в тиристорном ключе в интервале, когда напряжение сети прошло через ноль и приняло значение, противоположное по знаку направленик1 тока. В работе устройства должен быть учтен тот факт, что проводящее состояние тиристора может наступать только в мо-мент подачи управляющего сигнала при положительном анодном напряжении, не- проводящее - в момент, когда ток тири» стора снижается до нулевого значения .

По этой причине переключениями реле 9 в описываемом устройстве должно осуществляться управление не только в функции угла открывания А, но и в функции тока тиристоров 1

Для реализации этого положения на вход блока формирования управляющих сигналов подается сигнал, пропорциональ ный модулю тока/Т. J тиристоров, который вырабатывается на выходе блока выделения модуля "12.

Таким образом выполнение устройст5 ва для моделирования трансформаторнотиристорного регулятора в соответствии с изобретением с высокой точностью воспроизводит процессы,в регуляторе. формула изобретения

Устройство для моделирования тран15 сформаторно-тиристорного регулятора напряжения переменного тока, содержащее последовательно соединенные входной сумматор, интегратор и функциональ ный преобразователь, подключенный к первому входу выходного сумматора, и

20 последовательно соединенные первый ин» вертор, интегро-сумматор и второй инвертор, подключенный ко второму входу выходного сумматора, причем первый вход входного сумматора соединен со входом первого инвертора и является входом устройСтва,"блок формирования управляющих импульсов, первый вход которого соединен с первым входом входного сумматора, а к выходу блока формирования управляющих импульсов подключена обмотка управляющего реле, о т л и ч а ю III е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирова35 ния, в не I î дополнительно введены опе.рационный усилитель и блок выделения модуля анодного тока, вход которого соединен с выходом выходного сумматора, -,а выход блока выделения модуля анод-

40 ного тока подключен ко второму входу блока формирования управляющих импульсов, вход операционного усилителя соединен с выходом выходного сумматора, выход операционного усилителя подключен

4s ко второму входу входного сумматора, в обратную связь операционного усилителя включен замыкающий контакт управляющего реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство.:

14 398980, кл. G 06 G 7/62, 1973, 2.Вски. Н., ьтлйаОо11 еМег чои ТИХ. 1Моге111 реиедебереи l) I-ebstromss. Ммс н"оьтавсЪюе, 1чеое Тесные, 1965. N А5 (прототип).

705476

Составитель И. Лебедев

Редактор Д. Мепуришвили ТехредЛ. Алферова Корректор М. нигула

Заказ 8033/53 Тираж 78О Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4