Устройство для моделирования формы напряжения полупроводникового преобразователя Советский патент 1985 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования напряжения, переменного тока полупроводни.кового преобразователя, Цель изобретения - повьпаение точности моделирования. Па фиг. 1 изображена блок-схема устройства для случая моделирования формы напряжения одной фазы трехфаз ного мостового полупроводникового преобразователя, на фиг. 2 - диаграммы напряжений, пояснякяцие работу устройства. Устройство (фиг. 1) содержит первый и второй интеграторы 1 и 2.и инвертор 3, к выходу которого подключен вход масштабного усилителя 4, выход которого подключен к выводу 5 переключателя (реле) 6, второй вывод 7 которого подключен к ыходу второго интегратора 2 и соединен с об1дим выводом подвижным контактом 8 переключателя (реле) 6, являющимся выходом устройства, а управлякнций вход переключателя (обмотка реле) 6 подключен к выходу выходного компара тора 9, выход которого подсоединен к токозадаю1пз м резисторам 10-14, входящим вместе с вькодным компаратором 9 в состав блока 15 моделирования коммутационных провалов в напряжении полупроводникового преобразователя. В состав блока 15 входят также пары компараторов 16, 17 и 18, .19, пара токозадающих резисторов 20, 21, пара коммутационных диодов 22, 2 пара потенциометров 24, 25, подсоединенных одними из внешних выводов к первому и второму выходам генерато ра 26 пилообразного напряжения, пара токозащитных резисторов 27, 28, пара коммутационных диодов 29, 30 и пара потенциометров 31, , также подсоединенных одними из внешних выводов к первому и второму входам генератора 26 пилообразного напряжения. Другие внешние вьгооды потенциометров |24 и 25, 31 и 32 и токозадаюпщй резистор 14 подключены к соответствую щим выходам источника 33 опорного напряжения. Устройство работает следующим об разом. Генератор 26 пилообразного напря жения выполнен так, что период пилообразного напряжения U равен полупериоду напряжения и-с полупровод192 никового преобразователя (фиг. 2сэ( ,5) . На верхние выводы потенциометров 24 и 31 подается положительное значение пилообразного напряжения V с первого выхода генератора 26 пилооч разного напряжения, а на их нижние выводы - отрицательные значения опорного напряжения V и U р э соответствующих выходов источника 33 опорного напряжения. Величина напряжения U.Qfi.i соответствует заданному углу u)t регулирования первого полупроводникового элемента преобразователя,- а потенциометр 24 и коммутационный диод 22 фиксирует момент равенства пилообразного напряжения Uf, и заданного опорного напряжения. Величина напряжения U pjсоответствует заданному углу tot регулирования второго полупроводникового элемента преобразователя. На верхние выводы потенциометров 25 и 32 подается отрицательное значение пилообразного напряжения U с второго выхода генератора 26 пилообразного напряжения, на нижни вывод потенциаометра 25 - положительное опорное напряжение Uon2 с соответствующего вькода источника 33 опорного напряжения,величина которого соответствует заданному углу u)t2 коммутации первого полупроводникового элемента преобразователя, на нижний вывод потенциометра 32 - положительное опорное напряжение U{)n ц с соответствукядего выхода источника 33 опорного напряжения, величина которого соответствует заданному углу 1л) t коммутации второго полупроводникового элемента преобразователя , Для наглядности (фиг. 2) напряжения Upni - UQfi4 показаны с противоположными знаками. Диоды и потенциометры соответственно 22 и 24, 29 и 31, 23 и 25, 30 и 32 фиксируют моменты равенства нулю суммы пилообразного и заданного опорного напряжения. На вход компаратора 9 через резистор Т4 с сответствующего выхода источника 33 опорного напряжения подается малое напряжение удержания положительной полярности, доста-, точное, чтобы напряжение на выходе компаратора 9 было отрицательным. До момента времении/бЦ , когда пилообразные напряжени меньше опор ных, диоды 22, 23, 29 и 30 заперты этими опорными напряжениями. Тогда напряжения на выходах компараторов 16 - 19 равны нулю, а напряжение на выходе компаратора 9 отрицательно (фиг. 2 ) и переключатель (реле) 6 находится в положении, соответствующем фиг. 1. На общем выводе 8 переключателя 6будет часть синусои дального выходного напряжения второ го интегратора 2. В момент времени u)t положительное пилообразное напряжение и превышает отрицательное опорное напряжение выходе компаратора 16 появляется отрицательное напряжение (J,,g (фиг. 2&), превышающее по амплитуде напряжение удержания . i-. , и выходное напряжение компаратора 9 изменяет свой зна с отрицательного на положительный. Переключатель (реле) изменяет положение 6, и на выходе устройства будет выходное напряжение масштабного усилителя 4, амплитуда которого выбирается установкой его коэффициента передачи (фиг. 2 (9) . В момент времени lOtj отрицательн пилообразное напряжение -U, превьшает положительное опорное напряжение U..f,2 , на выходе компаратора 17 появ ляется положительное напряжение Ц-, Дфиг. 2в), большее по амплитуде напряжения выхода компаратора 16 (численное значение не имеет принципиального значения), и выходное напряжение компаратора 9 изменяет свой знак с положительного на отрицательньй. Переключатель 6 снова изменяет положение, и на выходе устройства 8 будет выходное напряжение второго интегратора 2 (фиг. 2Э). В момент времени Wtj положительное пилообразное напряжение Ufj превышает отрицательное опорное напряжение , 94 на выходе компаратора 18. появляется отрицательное напряжение 1Цо (фиг.2в) значение которого выбирается таким. чтобы сумма напряжений И была больше суммы напряжений И уд и Н . Напряжение компаратора 9 изменяет знак с отрицательного на положительный, переключатель 6 снова переключается, и на выходе устройства будет выходное напряжение масштабного усилителя 4. В момент времени iot отрицательное пилообразное напряжение -U, превышает положительное опорное напряжение, на выходе компаратора 19 появляется положительное напряжение (фиг. 2Б), значение которого выбирается таким, чтобы сумма напряжений И,,, , была болыйВ суммы напряжений И и И. Напряжение компаратора 9 изменяет свой знак с положительного на отрицательный, переключатель 6 переключается, и на выходе устройства снова будет выходное напряжение второго интегратора 2. В момент времени totj пилообразное напряжение уменьшается до нуля, на выходах компараторов 16-19 напряже™ отсутствует, а напряжение йа выходе компаратора 9 отрицательно за счет наличия на его входе положительного напряжения Нуд. На выходе устройства - выходное напряжение второго интегратора 2. Работа устройства в момент врймеHH..iotj аналогична работе устройства в момент времени Wt . Количество пар потенциометров 24, 25 и 31, 32, диодов 22, 23 и 29, 30, компараторов 16, 17 и 18, 19 с токозадакнцими peзиcтopa m 20, 21 и 27, 28 определяется количеством коммутационных провалов в напряжении полупроводникового преобразователя.

Zff

33

iiff

onЗ

uJnL.

«™™«raop,

feus

.„..-.„..

M 1 1 I

111 I i „JLl

11II11

i±i±nirTiticp р-ф: и..,

I

11 /; 1 I

I. i

тН-r-i-

t I II I

Ml 1 i I 1

УСТРОЙСТВО ДШ1 МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМЫ НАПРЖЕНИЯ- ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ, содержащее источник опорного напряжения и последовательно включенные первый и второй интеграторы и инвертор, о т л ичающееся тем, что, с целью повьяиения точности моделирования, оно содерншт масштабьшй усилитель, тереключатель, генератор пилообразного напряжения и блок моделирования коммутационных провалов в напряжении полупроводникового преобра- , зоватепя, выполненньш в виде п пар компараторов по числу коммутационных провалов, п пар токозащитных резисторов, п пар коммутационных диодов, п пар потенциометров, выходного KOJ-mapaTopa. и .2 п + 1 токозадакж их резисторов, которые включены между входом выходного кo шapaтopa, выходами п пар соответствующих компараторов и одним из выходов ис точникак опорного напряжения входы п пар кo fflapaтopoв через соответствую1чие токозадающие резисторы и встречно направленные комму тационные диоДы подключены к движкам потенциометров соответствующей пары, одни из внешних выводов которых подсоединены соответственно к перво Л му и второму выходам генератора пиС лообразного напряжения, а другие - К соответствующим вькодам источника с опорного напряжения, вход и выход с масштабного усилителя подключены соответственно к выходу инвертора и к из выводов переключателя 00 другой вывод которого соединен с выhd ходом второго интегратора а общий 01 вывод переключателя является выхо й дом устройства, управляющий вход Ф ;переключателя подключай к выходу выходного компаратора блока моделирования коммутадаонных , провалов в напряжении полупроводникового преобразователя.