Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор .. изобретения

О. М. Ратнер (71) Заявитель

I,. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

РЕВЕРСИВНОГО ВЕ НТИЛЬЙОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области айа. пого-цифровой вычислительной техники и предназначено для моделирования реверсивных мостовых вентильных электроприводов постоянного тока с совместным управлением. ., Известно устройство Llj для моделирования"вентильного преобразователя электропривода, содержащее модель управляе мого выпрямителя. Известное устройст во не обеспечивает возможности воспроизведениь внешних характеристик элект-: ропривода. Наиболее близким по технической сущности к рассматриваемому яв ляется устройство (23 для моделирования реверсивного вентильного электро привода постоянного тока, содержащее блок синхронизации, первая группа входов которого соединена с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходу первого инвертора, модели управля емого выпрямителя, первые входы которых подключены к выходам блока синхрэнизации, вторая группа входов которого соединена с первыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, сумматоры, входы первого попилю чены соответственно ко второму выходу первой модели управляемого выпрямителя и к выходам третьей моделй управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходами первой и второй моделей управ ляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей и четвертой модели управляемого выпрямителя, второй инвертор, выход которого через переключатель соединен со вторыми входами моделей управляемого выпрямителя и модель двигателя постоянного тока. Недостатком известного устройства является недостаточная точность моделирования.

Цель изобретения -. повышение точности моделирования за счет воспроизведения внешних характеристик электропривода. казанная цель достигается тем, что

3 . . 7

1 устройство содержит инверторы, развяэывающие диоды и дополнительные сумматоры, первый вход четвертого сумматора подключен к катоду первого развязывающего диода, анод которого соединен с выходом третьего инвертора, вход которого подключен к выходу пятого сумматора, входы которого подключены к выходам четвертой модели управляемого выпрямиI теля, второго и третьего сумматоров, и ко второму выходу второй модели управ; ляемого выпрямителя, второй вход четвертого сумматора соединен с анодом " второго развязывающего диода, катод которогр подключен к выходу первого сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход пятого сумматора соединен со входом модели двигателя постоянного тока, входы фазосдвигающих блоков через переключатель подключены к выходу четвертого инвертора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - модель управляемого выпрямителя, на фиг.

3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока содержит источник 1 мак симального напряжения управления, инверторы 2, 3, фазосдвигающие блоки 4, 5, генератор 6 импульсов, модели 7,—

10, управляемого, выпрямителя, блок

11 синхронизации, сумматоры 12-14, модель 15 двигателя постоянного тока, переключатель 16, а также дополнительно введенные инверторы 17, 18 и сумматоры 19, 20.

Источник 1 соединен с делителями

2l и 22 напряжения и со входом инвер- . тора 3. Подвижный контакт делителя 21 напряжения связан со входами инверторов 2 и 18. Выход инвертора 2 соединен со вторым входом инвертораЗ. Подвижный контакт делйтеля 22 связан со входами инверторов 2, 3 и 18, третий вход йоследнего соединен с неподвижным контактом делителя 22.

Подвижный контакт делителя 2 и выходы инверторов 2, 3 и 18 связаны с кон тактами переключателя 16, переключение которого управляет направлением вращения двигателя. Когда переключатель находится в положении а, входы моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с подвижным контактом делителя

21, выходы моделей 9, 10 - с выхода26М а ref

О vma ++. о где:

0 - напряжение управления, снймаемое с подвижного контакта делителя 21 напряжения;

О - максимальное напряжение гпах управления, при котором импульсы генератора 6 сдвигаются на 90 эл.град.;

17792 4 ми инвертора 2, а входы фазосдвигающих блоков 4 и 5 - соответственно с выходами инверторов 3 и 17. Когда переключатель 16 находится в положении б, входы моделей 7, 8 управляемого выпрямителя соединены с выходом инвертора 2, входы моделей 9, 10 — с подвижным контактом делителя 21, а входы фазосдвигающих блоков 4 и 5 — соответственно с выходами инверторов 18 и 3. Выходы фазосдвигающих блоков 4, 5 связаны с переключателями 23 и 24 режимов блока 11 синхронизации, переключатели 25, 26 режимов блока 11. соединены последовательно с элементами 27, 28 задержки, входы которых связаны с моделями 8, 9 управляемого выпрямителя. Выходы переключателей

23-26 соединены с моделями 7-10 управляемого выпрямителя. Выходы моделей 7, 8 связаны со входами сумматора 12, выходы моделей 9, 10 связаны со входами сумматора 20, другие входы сумматоров 12 и 20 связаны с выходами сумматоров 13 и 14. Выходы сумматора 12 через раэвязывающий диод 29 и сумматора 20 через инвертор 17 и развязывающий диод 30 соединены со входами сумматора 19, выход которого связан со входом модели 15 двигателя постоянного тока.

Модель управляемого выпрямителя содержит операционный усилитель 31, ключевой элемент 32, интегратор 33, функциональйый преобразователь 34, инверторы 35, 36.

Работает устройство следующим образом.: ..

Генератор импульсов 6 выдает импуль40 сы с периодом, где М - масштаб

2 7СМ времени устройства (фиг. За). Фаэосдвигающие блоки задерживают.эти импуль- сы на время t„, t (фиг. Зб,в), опре . деляемые- по формуле

26М 0,, „- U„

Очгтзак+ Оо

5 7177

LI — напряжение, снимаемое с нео подвижного контакта делите— ля напряжения, = y m0Q;

О =10

0 - напряжение пропорциональЯ

I ное углу нелинейного рассог/ ласования групп вентилей,, снимаемое с подвижного контакта делителя 22.

Выходные импульсы с Ьаэосдвигающих блоков 4 и 5 через переключатели 23, 24 о режимов управляют ключевыми элементами

32, входящими в состав моделей 8, 9 управ» ляемого выпрямителя . Интегратор 33 обрабатывает напряжение О . Выходное напряжение интегратора 33 через инвертор 35 поступает на операционный усилитель 37, реализующий функцию sign X

Выходное напряжение операционного усилителя 31 становится отрицательным и равным ff =" О„,т, в результате чеВУ го вступает в работу инвертор 36, реализующий функцию

92 6 лителя 31. С помощью функционального преобразователя 34 напряжение интеграторов моделей управляемого выпрямителя преобразуется в отрезки синусоид (фиг. Зг, д).

Выходные сигналы элементов 27, 28 задержки поступают на переключатели

25 и 26 режимов, управляющие ключевыми элементами моделей 7 и 10. При этом выходные напряжения моделей 7 и

10 оказываются смещенными на половину периода относительно выходных напряжений моделей 8 и 9 (фиг. 3 е, ж).

Уравнительные напряжения образуются на сумматорах 13 и 14, на выходы которых поступают напряжения с моделей 7-10 (фиг. 3 з, и). Выходное напряжение сумматора 12 получается при сложении с изменением знака выходных напряжений моделей 7 и 8 и половины выходных напряжений сумматоров 13 и

14 (фиг. 3 к).

Выходное напряжение сумматора 20 получается при сложении с изменением знака выходных напряжений моделей .9 и 10 и половины выходных напряжений сумматоров 13 и 14 (фиг. 3 л).

Выпрямленное напряжение в нагрузке преобразователя образуется на сумма- . торе 19 (фиг. 3 м), на выход которого в зависимости от положения переключателя 16 поступает выходное напряжение сумматора 13 (переключатель в положении "а") или выходное напряжение инвертора 1 7: (переключатель в положении "б ) .

Благодаря введенным блокам и связям между ними повысилась точность моделирования.

< ха О У= дцг к .

x)Q y=g

Т. к. резистор 37 выбран на порядок .меньшим, чем резистор 38, то при замк- нутом ключевом элементе 32 интегратор

33 начинает отрабатывать отрицательное напряжение 0„ . Операционный усилитель 31 не переключается до тех пор, пока напряжение на. выходе интегратора

33, ставшее отрицательным, не превысит выходное напряжение инвертора 36, ко35 торое выбирается равным постоянной величине, соответствующей углу — . В тот

gçã момент, когда напряжение на выходе инвертора 36 превысит выходное напряжение инвертора 35, напряжение на выходе 40 операционного усилителя 31 становится положительным и процесс повторяется, .

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Таким образом, напряжение на выходе интегратора 33 при Ов =0 и Ос -0 представляет собой пилу с положительным скачком и медленным снижением до 0

4 с периодом . Напряжение смеще- . гп f ния О „„уменьшает среднее значение интегратора ЗЗ до 0 при 0вх =О. При у

U в„(0 переключение операционного усилителя 31 происходит в тот момент, «огда положительное напряжение инт гра . тора 33 достигает напряжения Оцх-0 .

Ключевой элемент 32 переключается с 5 пе иодо м и длительность его вклю2лМ

fn f ченного состояния лишь незначительно превышает длительность отрицательного напряжения на выходе операционного усиУстройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока, содержащее блок синхронизации, первая группа входов которого с соединена с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходу первого инвертора модели управляемого выпрямителя, первые входы которых подкпючены к выходам блока синхронизации, вторая группа входов которого соединена с первыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, сумматоры, входы первого из которых подключены соответственно ко второму выходу первой модели управляемого выпрямителя и к

717792 выходам третьей модели управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы

KoTopol o соединены со вторыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей и Четвер - той моделей управляемого выпрямителя, второй инвертор, выход которого через. переключатель соединен со вторыми вхо дами моделей управляемого выпрямителя и модель двигателя постоянного тока, отличающееся тем,что,с целью повышения точности моделирования за счет воспроизведенйя"внещнйх "характеристик электропривода, устройство . содержит инверторы, развязывающие диоды и дополнительные сумматоры, первый вход четвертого сумматора подключен к катоду первого развязывающего диода, анод которого соединен с выходом третьего инвертора, вход .которого подключен к выходу пятого сумматора, входы которого подключены к выходам четвертой модели управляемого выпрямителя, второго и третьего сумматоров, и ко второму выходу второн модели управляемого выпрямителя, второй вход четвертого сумматора соединен с анодом второго развязывающего диода, катод которого подключен к выходу первого сумматора,. четвертый вход которого соединен с выходом третьего сумматора, IO вь ход пятого сумматора соединен со входом модели двигателя постоянного тока, входы фазосдвигающих блоков через переключатель подключены к выходу четвертого инвйртора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 481048, кл. С 06 С 7/62, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2368546/18-24, . кл. (а 06 Q 7/62, 04.07.77, (прототип).