Устройство для моделирования системы электроснабжения постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G06G7/48 

11

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, может быть использовано для физического моделирования и исследования систем электроснабжения (СЭС) постоянного тока и предназначено для экспериментальных исследований испытаний и контроля названных систем.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения переходных процес- сов в СЭС.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит блок моделирования питающей сети, выполненньй в виде источника напряжения 1, блок 2 моделирования энергетических и динамических характеристик с ети и блок 3 моделирования нормируемых нагрузок. Блок 2 моделирования знергетических и динамических характеристик сети содержит операционный усилитель 4, усилитель тока 5, ограничительный резистор 6 и регулировочный транзистор 7.

Блок 3 моделирования нормируемых нагрузок содержит усилительный транзистор 8, нагрузочный резистор 9, датчик тока 10, сумматор 11, усилитель 12 и узел 13 моделирования тока нормируемых нагрузок, выполненный в виде источника опорного напряжения ,

Устройство работает следующим образом.

С помощью блока 2 моделирования знергетических и динамических характеристик сети за счет выбора параметров и вида передаточной функции операционного усилителя 4, обеспе- чиваем к при включении соответствующих комплексных сопротивлений в его Входную цепь и цепь обратной связи, моделируются динамические свойства (суммарная операторная проводимость всех подключенных к СЭС электрических систем. При этом, так как все системы подключак)тся на общие шины СэС, т.е.параллельно, то их суммарная проводимость равна сумме прово- димостей отдельных систем,а суммарный ток равен сумме токов всех систем. Операторное изображе- лиз тока потребляемого блоком моделрования энергетических и динамическ характеристик сети от источника нап2

асно чертежу опреде

(р) W,, (р) к ,

чг г i

передаточная функция

операционного усилителя 4; коэффициент усиления

усилителя тока 5; коэффициент усиления

по току регулировочного транзистора 7;

суммарное сопротивление входной цепи регулировочного транзистора 7;

сопротивление ограничи- тельного резистора 6;

напряжение на выводах источника напряжения 1 (или реального источника питания), чении условия

К,

rstl

s

операторная проводимость блока моделирования энергетических и динамических характеристик сети определяется

YS.(P)

и при выполнении равенства W.V (р) YI (р) Г Y,. (р)

U1

блок воспроизводит динамические и энергетические характеристики всех

подключаемых к СЭС электрических систем.

С помощью блока 3 моделирования нормируемых нагрузок в замкнутую систему СЭС - блок моделирования

энергетических и динамических характеристик сети вводятся возмущения в виде нормируемых токов нагрузки, закон изменения которых задается источником опорного напряжения. Для

устранения влияния колебаний напряжения, обусловленных переходными процессами, на точность воспроизведения тока блок 3 моделирования нормируемых нагрузок выполнен по

схеме следящей системы по току. Это достигается за счет включения сумматора II, на два входа которого в противофазе соответственно поступают сигнал с выхода источника опор312838

ного напряжения и сигнал с выхо;;а датчика тока 10, включенного в цепь источника напряжения I последовательно с усилительнЬгм транзистором 8 и нагрузоч1лгм резистором 9. f

Выходной сигнал сумматора 11, пропорциональньм отклонению тока от требуемого, поступает на вход усилителя 12 и далее на управляющий вход усилительного транзистора 8. Ток, потребляемый блоком моделирования нормируемых нагрузок, от источника напряжения (или реального источника питания СЭС) определяется

БН

(t) и,, (t)

-Kql-j

ш КлтКэ К.О

U (t). Kj,

MO

где ) - выходное напряжение источника опорного напряжения ;

Kg - коэффициент усиления

усилителя 1 2; - коэффициент передачи по току усилительного транзистора 8;

К - коэффициент передачи датчика 10;

Rj - сопротивление нагрузочного резистора 9;

г.р - суммарное сопротивление

входной цепи усилитель- ного транзистора 8.

Таким образом, ток блока моделирования нормируемых нагрузок не зависит от напряжения на вьшодах исто ника напряжения , определяется только сигналом с выхода источника опорного напряжения и является для замкнутой системы СЭС - блок моделирования энергетических и динамических характеристик сети независш- ым возмущением, которое обусловливает переходный процесс, эквивалентный переходному процессу, вызванному сбросом или набросом нагрузки в реальный СЭС с известным законом комму тации, реализуемым штатной коммутирующей аппаратурой.

Действительно, изменение напряжения на шинах источника напряжения 1 или реального источника питания СЭС определяется

Ц:аг (t) L- |L(i (t)l

ri (р)

l+rt (p)Wey (p)/

J9

и в силу равенств

Ь о, (Р) Yjp) ч- Y,, (р);

бЦ

(Г) IK. (t)

эквивалентно измененито напряжения на шинах СЭС при сбросах и набросах нагрузки в штатных режимах работы СЗС. Варьируя законы изменения тока блока 3 моделнронания нормируемых нагрузок и передаточную функцию W(j(p) блока моделирования энергетических и динамических характеристик сети можно имит -;ровать любые штатные и авар1шнь е работы СЭС и, следовательно -, при подключении к выводам источника напряжения измерительного регистрирующего прибора напрр- мер; осци„илографа) проводить исследование и контроль качества напряжения, а также производить испытания реального источника питания , при воздействии нормируемых ударных нагрузок.

ормула изо

р е т е н и я

0

0

5

0

5

Устройство для моделирования системы электроснабжения постоянного тока, содержащее блок моделирования питающей сети, вьшолненный в виде источника напряжения, блок моделирования энергетических и Д1шамичес- ких характеристик сети, состоящий из операционного усилителя, усилителя тока, огран1гч:ительного резистора и регулировочного транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом источника напряжения, второй вьшод которого подключен к шине нулевого потенциала и через ограничительный резистор соединен с эмиттером регулировочного транзистора, база которого подключена к вькоду усилителя тока, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, вход которого соединен с первым выводом источника напряжения;, о т л и чающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введен блок моделирования нормируемых нагрузок, -состоящий из усилительного транзистора, нагрузочногорезистора датчика тока, сумматора, усилителя и узла моделирования тока нормируемой нагрузки, вьтолненного в виде источника опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу,сумматора, выход которого че512838046

рез усилитель соединен с базой уси- нен с тиной ну.чепоч) Т1оте иия11а, лительного транзистора, эмиттер ко- т.гход датчика тока подключен к пто- торого через нагрузочный резистор рому входу сут-матора, коллектор подключен к первому выводу датчика лительног о транзистора сое/тинен с тока, второй вывод которого соеди- 5 первьп-f выводом источника напряжения,

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для исследования системы энергоснабжения. Целью изобретения является повьшение точности. Устройство содержит блок 3 моделирования нормируехз гх нагрузок, блок 1 моделирования питающей сети, вьтол- ненньй в виде источника напряжения, блок 2 моделирования энергетических и динамических характеристик, содержащей операционный усилитель 4, усилитель 5 тока, огран «ительный резистор 6 и регулировочный транзистор 7 . 1 ил. 00 00