Устройство для моделирования вентильных преобразователей Советский патент 1987 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналогов вычислительной технике и может быть использовано для моделирования вентильных преобразователей в системах автоматического регулирования.

Цель изобретения - повышение точности моделирова ш.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы процессов, поясняющие работу устройства с активно-индуктиной нагрузкой и противо-ЭДС.

Устройс,тво содержит тиристорные выпрямители 1 И 2 (физические модели вентильных преобразователей), распределитель 3 импульсов, первый 4 и второй 5 источники тока, RS- тригг р 6, источник 7 постоянного напряжения, ключ 8, блок 9 дифференцирования, вьтрямительный диод 10, блок 11 моделирования напряжения, включающий масштабный резистор 12, интегросумматор 13 и сумматор 14, блок 15 моделирования тока нагрузки включающий масштабный резистор 16 и интегросумматор 17, сумматор 18, блок 19 моделирования тока вентильной ветви, включающий масштабный резистор 20, интегросум1 атор 21 и ограничп ельный диод 22, инвертор iiS.

В основу работы устройства лежат уравнения, описывающие электромагниные процессы в вентильном преобразователе.

Уравнение для тока нагрузки вентильного преобразователя

h, «н н и - . (1)

Уравнение тока нагрузки в период коммутации в функции ЭДС фаз сети и ЭДС нагрузки

/. . d ;„ /„R4 4 .

lh« + 2

Pi + h

(2)

Уравнение тока вентильной ветви в функции ЭДС фазы и напряжения вентильного преобразователя

di

1

dj- 2 - Ud,

(3)

где Ьн , hep,

- индуктивности нагрузки и фазы, активные сопротивления нагрузки и фазы преобразователя;

5

0

IH - ток в нагрузке; f, .PJ.IH - ЭДС фаз преобразователя и нагрузки; ig - ток вентильной ветви

преобразователя;

и - напряжение на нагрузке преобразователя. Устройство работает следующим образом.

На вход запуска подаются импульсы управления. С приходом импульса одновременно запускаются физические модели преобразователей 1 и 2 (фиг.2). Триггер 6 перебрасывается в состояние, которому соответствует Q 1, при этом коротким импульсом с выхода дифференцирующего блока 9 обнуляется интегросумматор 21 блока моделирования тока вентильной ветви , одновременно ключ 8 размыкается, и тем самым размь1кается обратная связь с выхода интегросумматора 17, образованная сумматором 18 и ключом 8.

, В этот момент времени напряжение на выходе интегросумматора 17 соответствует напряжению до подачи импульса управления, а напряжение на выходе интегросумматора 21 равно

нулю. При разомкнутом ключе 8 напряжение на выходе сумматора 18 соответствует отрицательному насьш ению.

Выходное напряжение блока 19, соответствующее току вентильной ветви в интервале между включениями двух

соседних вентилей, вычисляется по уравнению (3), и в период коммутации оно соответствует току коммутации. ветви.

Выходное напряжение блока 15 соответствует току нагрузки вентильного преобразователя и вьтисляется в период процесса коммутации согласно уравнению (2). .

В момент, когда ток вентильной ветви, включающейся в работу, станет равным току нагрузки, сумматор, работающий в режиме нуль-органа на интервале коммутации, перейдет в положительное насьш1ение. Это соответствует моменту окончания процесса коммутации, при этом триггер 6 пере- брасызается в состояние, соответствующее Q О, ключ 8 замыкается,сумма- ор 18 переходит в активный режим, начинает работать следящая система - интегросумматор 17, .1тор 18. Это означает, что до пр1гхода следующего импульса напряжение на выходе

0

5

31

блока 15 поддерживается равным напряжению на выходе блока 19, соответствующему току вентильной ветви, по уравнению (З) равным на межкоммутационном интервале току нагрузки.

Моделирование напряжения вентильного преобразователя U, с учетом нагрузки (например, двигателя постоянного тока) осуществляется блоком 11 моделирования напряжения преобразователя.

Интегросумматор 13 с масштабным резистором 12 и сумматором 14 образуют следящую систему автоматического регулирования, и при задании напряжения на втором входе сумматора, пропорционального току преобразователя на его выходе, появляется напряжение, пропорциональное выходному напряжению преобразователя. Выходное напряжение интегросумматора 13 с масштабным резистором 12 соответствует решению уравнения (l) и равно напряжению на втором входе сумматора 14.

Таким образом, устройство моделирует работу вентильного преобразователя как в непрерывном, так и в прерывистом режиме тока.

Формула изобретения

Устройство для моделирования зен- тильных преобразователей, содержащее RS-триггер, инвертор, первый и второй тиристорные вьтрямители, информационные входы которых являются соответственно первым и вторым входами трехфазного переменного напряжения устройства, блок моделиро- тока нагрузки, включающий инте гросумматор, в обратную связь которого включен масштабный резистор, блок моделирования напряжения вентильного преобразователя, включающий интегро- сумматор, в обратную связь которого включен масштабный резистор и сумматор, первый вход которого соединен с выходом интегросумматора, выход сумматора соединен с вторым входом интегросумматора этого блока и является выходом напряжения устройства, выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу инте134

гросумматора блока моделирования тока нагрузки и к третьему входу интегросумматора блока моделирования, напряжения вентильного преобраэователя, выход первого тиристорного

выпрямителя и выход первого источника тока подключены к третьему входу интегросумматора блока моделирования тока нагрузки, выход которого соединей с вторым входом сумматора.блока моделирования напряжения вентильного преобразователя и является выходом тока нагрузки вентильного преобразователя устройства, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены второй источник тока.

ключ, блок дифференцирования, выпрямительный диод, сумматор, распределитель импульсов и блок моделирования тока вентильной ветви, включа ющий Интегросумматор, в обратную связь которого включен масщтабный резистор, вход обнуления интегросумматора через ограничительный диод соединен с его выходом, выходы инте- гросумматоров блока моделирования тока нагрузки и блока моделирования тока вентильной ветви соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен с информационным входом ключа и с R-входом RS-триггера, вькод которого подключен к управляющему

входу ключа и через цепочку из по- следовательно соединенных блока дифференцирования и выпрямительного диода соединен с входом обнуления интегросумматора блока моделирования тока вентильной ветви, выход ключа подключен к четвертому входу интегросумматора блока моделирования тока нагрузки, выход сумматора блока моделирования напряжения вентильного

преобразователя через инвертор соединен с вторым входом интегросумматора блока моделирования тока вентильной ветви, третий вход которого подключен к выходам второго тиристорного выпрямителя и второго источника тока, вход запуска устройства соединен с S-входом RS-триггера и через распределитель импульсов подключен к управляющему входу первого и второго тири- сторных выпрямителей.

«VVA

Фт1 и

ил, Odt

Ud

О

kr л

ы

и п п п п

ul

ч

Редактор Л.Лангазо

Фи.г

Составитель И.Дубинина

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 2366/53 Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

ы1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования вентильных преобразователей в системах автоматического регулирования. Цель изобретения - повьппение точности. Изобретение позволяет реализовать устройство, моделирующее ток нагрузки, ток вентильной ветви и выходное напряжение преобразователя в реальном масштабе времени. Для вычисления токов используются две физические модели вентильных преобразователей, запускаемые одновременно. Вычисление тока нагрузки осуществляется с помощью блока моделирования тока нагрузки и блока моделирования тока вентильной ветви. На интервале коммутации оба блока работают независимо, вычисляя соответственно ток нагрузки и ток вентильной ветви. На межкоммутационном интервале напряжение выхода блока моделирования тока нагрузки приводится с помощью следящей системы к выходному напряжению блока моделирования тока вентильной ветви. Вычисление напряжения нагрузки осуществляется путем неявного дифференцирования в функции полученного тока и ЭДС нагрузки. 2 ил. (Л со о