Устройство для моделирования трехфазного мостового вентильного преобразователя Советский патент 1983 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к моделированию процессов, систем и устройс с помощью аналоговый вычислительных машин (АВМ) и может быть исполЬзова но в аналоговых моделях систем, содержащих трехфазные мостовые вентил ные преобразователи. Известно устройство для моделирования трехфазного мостового вентильного преобразователя, преДставл квдее собой аналоговую модель трехфазного мостового вентильного преоб разователя с источником трехфазного напряжения, каждая фаза которого представлена соединенными последовательйо источником ЭДС, активным И индуктивньам сопротивлениями Устройство содержит шесть операционных усилителей (ОУ), в обратной связи которых параллельно друг другу включены конденсатор, активный резистор и диод, полярность вкл чения которого зависит от того,- вен тиль какой группы моделирует данный усилитель. Выходы операционных усилителей, моделирующих вентили анод нойи катодной групп, соединены с входами соответствующих.суммирукадих операционных усилителей, выходы которых соединены в свою очередь с вх дами операционных усилителей без обратной связи, формирукйцих потенциалы анодного и катодноТо полюсов соответственно,i Недостаток этого устройства - невысокая точность моделирования. Наиболее близким по технической сущности к. предлагаемому является устройство, моделирующее трехфазный мостовой вентильный преобразователь совместно с источником трехфазного напряжения, каждая фаза которого пре ставлена соединенными последователь.но источником ЭДС, активным и индуктивным сопротивлениями, если из модели трехфазного мостового ти|ристорного преобразователя исключить обмотки двухпозиционного реле и их контакты. Устройство состоит из шести операционных усилителей, моделирующих вентили. В обратной связи эти операционных усилителей параллельно друг другу включены активное сопротивление, емкость и диод, полярность включения которого зависит от того, вентиль какой Труппы моделирует данный операционный усилитель. Выходы операционных усилителей, моделирующих вентили анодной и катодной групп соединены с вхоДами соответствующих -операционных усилителей с разомкнуто обратной связью, представляющих собой тополйгически изоморфные модели узлов подключения нагрузки 2). Недостатком этого устройства является невысокая точность модели рования. Цель изобретения - повышение точН ности моделирования. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования трехфазного мостового вентильного преобразователя, содержащем группы из трех моделей вентиля, блоки формирования анрдного и катодного потенциалов вентиля и блоки формирования потенциала узла, выход кая дого из koтqpыx соединен с первым входом соответствующей модели вентиля групп, выход блока фоЕжлирования анодного потенциала вентиля подклгочен к второму входу моделей вентиля первой группы, выход блока формирования катодного потенциала вентиля Соединен с вторым входом моделей вентиля второй .группы, выходы которых подключены к группе входов блока формирования катодного потенциала вентиля, вход которого явля-г ется входом задания тока нагрузки, выходы моделей вентиля первой rpiijnпы соединены с группой входов блока формирования анодного потенциа-. ла вентиля, вход которого является входом задания тока нагрузки, каждая модель вентиля содержит последовательно соединенные суммирующий усилитель и операционный усилитель, в. обратную связь которого включен, диод, причем в моделях вентиля первой ГРУППЫ диод включен в прямом направлении, а в моделях вентиля второй группы - в обратном направлении, выход операционного усилителя является выходом модели вентиля, выходы операционных усилителей первых моделей вентиля первой и второй групп подключены соответственно к первому и второму входам первого блока формирования потенциала узла, выходы операционных усилителей вторых моделей вентиля первой и второй групп соединены соответст-; венно с первым и вторым входс1ми второго блока формирования потенциала узла, выходы операционных усилителей третьих моделей вентиля первой и второй групп подключены соответственно к первым и вторым входам третьего блока формирования потенциала узла. . На чертеже показана, функциональная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит первую и вторую группу моделей 1 и 2 вентиля, каждая из которых включает суммирующий усилитель 3, резисторы 4-6, операционный усилитель 7, резисторы 8,9 и диод 10, блоки формиройания потенциала узла, каждый из которых включает усилитель 14 резистор 15 и конденсатор 16, блоки формирования анодного 17 и катодного 18 потен циалов, каждый иэ которых включает усилитель 19,конденсатор 20 и резистор 21, Суммирующий операционный усилитель 3 реализует уравнение (5 -K44v,, г-де и падение напряжения на вентиле (Ь 1-6);; . % Потенциалы узлов подключения вентиля к источнику переменного напряжения и к одному иэ узлов подключения нагрузки (а,Ь,с, , К); K;jrka - КОЭФФИЦИЕНТЫ передачи, dn - ределяемые этнощрнием со противления резистора 4 в обратной связи к соответ ствующим входным резисто рам 5 и 6; а..,т - масштабы напряжения и по тенциала. Обычно , поэтому . Выходной величиной суммирующего усилителя является падение напряжения на йентиле .U/tj с обратным знаке |Это напряжение подается на вход .операционного усилителя 7, формирую щего ток вентиля согласно уравнению it). где - -коэффициент переда - чи операционного усилителя 7, принимающий, в зависимое ти от состояния моделируемого вентиля два значения. При открытом состоянии моделированного вентиля К принимает значение, равное проводимости вентиля д, в этом состоянии с учетом масштабов по току т- и напряжению т, выбираемых из условия устойчивости работы модели. В этом случае К определяется отношением сопротивления резистора 8 обратной связи к входнсму резистору 9. При закрытом состоянии моделирующего вентиля K-jj 0. Ступенчатое изменение коэффициента переда чи Kj обеспечивается диодом 10, включенным параллельно активному- со противлению 8 в обратную счяэь операционного усилителя 7. Модели вентилей подключены к соответствуквдим блокам 11-13 фо1мирования потенциала узла, на входы которБК подаются токи ветвей, образукяцих. данные узлы, а выходной величиной является значение потенциал данного узла, определяющегося путем решения 1-го закона Кирхгофа по метот- . ду неявнБк функций согласно уравнени б, . де г коэффициент усиления операционного усилителя без обj,N ратной связи; .nt: - сумма токов ветвей, образуюJ щих т-ый узел; «, - потенциал т-го узла; N - число ветвей, образующих .т-ый узел. .Работу устрюйства рассмотрим на римере вентиля катодной группы, подключенной к фазе о. При YQ Tk паение напряжения на моделируемом L вентиле, снимаемое с суммируюшего one-) рационного усилителя 3, . Диод . 10 открыт и сопротивление 8 шунтиру-. ем в обратной связи операционного усйлителя 7. В этом случае и ток вентиля , что соответствует закрытому состоянию модулируемого вен-, тиля. Как только потенциал анода fcj моделируемого вентиля становится больше потенциала его катодаt/ij , (апряжение на выходе суммирующего рперационного усилителя 3 меняет знак (и. 0) , что приводит к закрытию диода 10. В этом случае коэффи шент передачи операционного усилителя 7 К О и на его выходе появляется ток вентиля 1, что соответствует открытому состоянию вентиля. Аналогично работают модели вентилей анодной группы. Предлагаемое устройство позволяет организовать топологически изоморфное моделирование систем, содержащих различные вентильные; преобразователи. При топологически изоморфном моделирювании модели элементов системы организовываются независимо друг от,друга объединяются в систему так, что входными величинами являются потенциалы узлов системы, а выходными - токи ; элементов. Точность моделирования обеспечивается отсутствием необходимости моделирования трехфазгного мостового вентильного преобразователя совместно с источником . трехфазного напряжения, каждая фаза которого представляется активным и индуктивным сопротивлениями, источником фазной ЭДС, соединенными последовательно, а также тем, что более полно отражает процессы, происходящие в реальном трехфазном мое- . товом вентильном преобразователе.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИК)ВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО МОСЗЮВОГО ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ; содерасавдее групгш из трех.моделей вентиля, влоки формирования анодного и иатодноЕо потенциалов вентиля и блоки формирования потенпналаг узла вьосод каждого из котЪрых соединен с цервам ; входом соответствующей модели вентиля групп, выход блока формирования анодного поте нциала вентиля подг. ключен к второму входу моделей вентиля первой группы, выход блока формирования катодного потенциала веитиля соединен с вторьм входсм моде- v лей вентиля второй группы, выходы кс торых подключены к группе входов блок;а Формирования катодного потенциала вентиля , вход которого явля- ёт.ся входом задания тока нагрузки, выходы моделей вентиля первой группы соединены с группой входов блока форми1Х5ванйя анодного потенцмала-вентиля, вход которого является входом заданмя тока нагр-узки, о т л и ч а ю «а е :е с я тед, что,- с . целью повышения тбчностй Моделирования, в устройстве каждая модель вентиля содеряотт последовательно ерединеиные суммирупщий усилитель . и операционный усилитель,: в обра,тн сйязь которого включен диод, причем в Моделяхвентиля первой группы диод включен в прямом нап1 влении, а в моделях вентиля втс)06й: . группы - в обратном найравлеНИИ/ выход onepafliHOHHoro усилителя является- выходом мсщелй вентиля, вйходы операционных усилителей пер- вых моделей -кёнтиля первой и второй групп подключены соответственно к первому и второму входш первого блока фО| «нрования потенциала узля, выходы операционных усилетелей вторых моделей вентиля первой и 1вто1рой групп соединены соответственно с nepBiiBit я вторым входами второго блика формирования потенциала узла, выходы операционных усилителей третьих Моделей вентиля первой и второй групп позойслючены соответственно к ,. первым и вторым входгил т етьего бло-. ка фО1 «1рЬванияпотенциала узла.