Устройство для моделирования статического преобразователя Советский патент 1986 года по МПК G06G7/62 

tvD vl СП

i4

00

100 1 Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании электрических систем с вентильными преобразователями. Целью изобретения является повышение точности. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -. схема блока управления. Устройство содержит два мостовых ключа 1 и 2, блок 3 моделирования индуктивного сопротивления, источник 4 напряжения, выходы которого через блок 3 подключены к информационным входам 5-7 мостового ключа 1,через датчики 8-10 тока соединены с информационными входами 11-13 мостового ключа 2. Кроме того, выходы блока 3 подключены по входам 14-16 блока 17 управления, вторые входы 18-20 которого соединены с выходами датчиков, тока. Устройство содержит также блок 21 моделирования цепи выпрямленного тока, соединенный с выходами 22 и 23 мостового ключа 1 и входами 24 и 25 источников 26 и 27 тока, выходы которых подключены к информационным входам 28 и 29 мостового ключа 2. Управляющие вход 30-41 мостовых ключей соединены с выходами блока 17 управления. Блок 17 управления содержит делители 42 напряжения, к выходам которых подключены компараторы 43, генераторы 44 пилообразного, напряжения, входы которых соединены с вы ходами компараторов 43, а выходы с входами соответствующих формирова телей 45 импульсов управления вентилями, на другие входы которых подается напряжение V, хропорциональ ное углу ot управления вентилями,нуль органы 46, выходы которых соединены с первыми входами группы 47 элементов И вторые входы которых соединены с вы ходами формирователей 45, третьи входы через контакт 48 - с источником 49 напряжения, а четвертые входы - с выходами компараторов 43. Вы ходы группы 47 соединены с входами блока 50 элементов И. Входы 14-16 делителей 42 напряжения и входы 18-20 нуль-органов 46 являются соответственно первыми и вторыми входами блока 17 управления. Выходы 30-41 являются выходами блока 17 управления. 88 Мостовой ключ 1 служит для формирования и подачи в блок 21 кривых выпрямленного напряжения анодной и катодной Uj срезки моделируемого объекта. Мостовой ключ 2 совместно с источником 4, блоком 3 и источниками 26 и 27 образуют цепь моделирования токов 1, i и if. моделируемого объекта в функции параметров фазных-цепей, цепи нагрузки и импульсов блока 17. Делители 42 напряжения совместно с компараторами 43 для формирования прямоугольных импульсов отрицательной полярности. Генераторы 44 преобразует эти импульсы в пилообразные напряжения положительной полярности. Блок 21 реализует аналитическую зависимость вьтрямленного тока I (J от разности напряжений на катодной и и анодной U. группах вентилей преобразователя, от величины активного сопротивления R,. и индуктивности L цепи нагрузки и от величины противо-ЭДС Е„ ЙЫ„1 и-- -и-ЬьЬ-1-Е dt Ь„ Ч «J L, Блок 7 служит для выработки сигналов управления состоянием ключей 1 и 2. На выходах блока 17 образуются сигналы у -у - , соответствующие зависимостям УЛО-СУ,-, -Ц,) у ; У, -Су.ср +1 ) у (у Ф, +1 ) У ; - 3 ЪЛ УЗЗ-(У -Ф -t-I ) Уз.-СУЯР -И ) у ; . +1 ) УЗ. где одноместный предикат, истинное значение которого соответствует положительной разности потенциалов на аноде и катоде i-ro моделируемого вентиля; I - одноместный предикат, истинное значение которого соответствует наличию тока через i-й вентиль в положительном направлении; у.. управляющий импульс вентиля. На выходах блока 17 образуются сигналы у -у y,,j У,,-Уа:5,. . Узз°У - Р4 14г у,о У5 , +T-S; У41 -Уб Яв -Не . Устройство работает следующим об разом. При подаченапряжений источника 4 на блок 3 на делителях 42 напряжения появляются напряжения, пропор циональные напряжениям на выходах блока 3 и вызьшающие появление на выходах компараторов 43 логических сигналов (отрицательный уровен напряжен)ия) или ф. 0 (нулевой урове напряжения), моделирующих наличие или отсутствие условий открьшания вентилей по напряжению соответствен но. Эти сигналы поступают на входы группы 47 элементов И. При замкнутом контакте 48 на выходах схем негативной логики элемен тов И появляются единичные логические сигналы у, соответствующие тем вентилям статического преобразователя, которые должны перейти в пров дящее состояние при данных значения предикатов ф в соответствии с уравнениями (3) . Например, если кнопка 48 нажата в момент времени , истинные значения принимают переменные у , у И У„ так как истинными являются значения предикатов Ч Это приводит к синхронному замыкани мостов их ключей 1 и 2, управляемых по входам 34, 35, 40 и 4. Синхронное замыкание указанных контактов приводит к появлению на информационных входах мостового ключа 1 катодной и анодной составляющих выпрямленного напряжения, которые поступают на блок 21, который решает .дифференциальное уравнение (1) отно сительно вьтрямленного тока Т. j, с помощью управляемых по напряжению источников 26 и 27 тока преобразующегося в постоянный ток ij. Замкнутые контактыС управляющими входами 40 и 41 обеспечивают протекание тока по цепи источник 4 напряжения блок 3 - мостовой ключ 2 - источники 26 и 27 тока, причем для рассмат риваемого случая Аазный ток , фазный ток i,-ij, а фазный ток 1 Сигналы датчиков 9 и 10 тока вызыва ют следующие значения выходных пере менных нуль-органов 46: I 1, 1,2 1, 1 1, I,lf т.е. выходные переменные блока 17 управления у и у, сохраняют истинное значе ше в соответствии с зависимостями (3) даже после размыкания контакта 48. Появление токов i и ig в фазных цепях означает конец пуска устройства. Замкнутое состояние контакта 48 означает моделирование статического преобразователя на неуправляемых вентилях-диодах, размыкание контакта 48 переводит устройство из режима пуска в режим моделирования управляемых вентилей-тиристоров, При этом на формирователях 45 путем попарного сравнения пилообразных напряжений с выходов генераторов 44 и напряжения U реализуется сдвиг начала прямоугольных импульсов , пропорциональный требуемому углу oi. управления вентилями. Падение напряжения на сопротивлениях R моделирует импульсы управления вентилями у -у с крутым передним фронтом. Со гласование уровней напряжения импульсов у, -у с уровнем напряжения вход 6ных сигналов группы 47, а также обеспечение требуемой длительности импульсов осуществляется параметрами CR-цепи и потенциометром в цепи обратной связи операционных усилителей формирователей 45. liMпульсы управления у.-у, поступают о на вторые входы группы 47, на первые входы которого поступают прямоугольные импульсы. Таким образом, как при замкнутом контакте 48 (режим.пуска устройства и режим модулирования неуправляемых вентилей), так и при разомкнутом контакте 48 (моделирование управляемых вентилей) замыкание соответствующих пар ключей 1 и 2 происходит синхронно во времени, а размыкание - несинхронно из-за наличия угла коммутации моделируемых вентилей. Формула изобретения Устройство для моделирования статического преобразователя, содержащее два мостовых ключа, в первую диагональ каждого из которых включены два последовательно соединенных ключевых элемента, источник напряжения, выводы которого через блок моделирования индуктивного сопротивления соединены с второй диагональю и общим выводом ключевых элементов первой диагонали первого мостового ключа, первая диагональ которого через блок моделирования цепи выпрямленного тока соединена 5 .. с первыми выводами источников тока, вторые выводы которых подключены к первой диагонали второго мостового ключа, и блок управления, о т. л и чающееся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены датчики тока, а блок у фавления содержит компараторы, генераторы пилообразного напряжения, формирователи импульсов, нуль-органы, две группы элементов И и блок элементов И, при чем первый выходной вьгоод блока моделирования индуктивного сопротивления соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвер того компараторов, второй выходной вывод блока моделирования индуктивного сопротивления подключен к первым входам пятого и шестого компараторов и вторым входам второго и четвертого компараторов, третий выходной вывод блока моделирования индуктивного сопротивления соединен с вторыми входами первого, третьего пятого и шестого компараторов, вьпсо ды компараторов подключены к первым входам одноименных элементов И пер884вой группы и через соответствующие генераторы пилообразного напряжения соединены с входами одноименных формирователей импульсов, выходы которых подключены к вторым входам элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами одноименных элементов И второй группы, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключевых элементов второго мостового ключа и .соответствующим входам блока элементов И, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключевых элементов второго мостового ключа, вторая диагональ и общий вывод ключевых элементов первой диагонали которого соединены с первыми выходами соответствующих датчиков тока, вторые выходи которых через нуль-органы подключены к вторым входам соотвующих элементов И второй группы, выходные вьтоды блока моделирование индуктивного сопротивления соединения с входами одноименных датчиков тока.

Изобретение относятся к области аналоговой вычислительной техники к может быть использовано при моделировании электрических систем с вентильными преобразователями. Целью изобретения является повышение точности моделирования за счет вьтолнения одного из мостовых ключей на ключевых, элементах и воспроизведения фазных токов с высокой точностью. Устройство содержит два мостовых ключа, блок моделирования индуктивного сопротивления, источник напряжения, датчики тока, блок управления , содержащий компараторы , генераторы , пилообразного напряжения , формирователи им I пульсов , нуль - органы , блок € элементов И и группы элемен(Л .тов И. 2 ил.

физ.1