Устройство для моделирования м-фазного вентильного преобразователя Советский патент 1976 года по МПК G06G7/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТП-ФАЗНОГО ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ динен с первым входом триггера, второй вход которого через второй блок односторон ней проводимости подключен к выходу входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем; второй выход триггера соединен с управ яющим входом управляемого ключа. Это позволяет математически строго решать уравнения, описьюающие процессы в электромагнитных цепях с вентилями в ком мутационный и межкоммутационный периоды с целью получения сдвинутого по фазе на угол Y 1тТ 1 коммутационного падения напряжения в анодных индуктивностях под действием тока коммутации,и тем самым повысить точность моделирования. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 для моделирования тп -фазного вентильного преобразователя по авт. св. № 365720, в которы входят операционный усилитель 2 с ограничителем на диодах 3,4 и потенциометрами 5,6 в обратной связи интегратор 7, усили тели 8, 9, блоки односторонней проводимости (диоды) 10,11, потенциометр 12, основной функциональный преобразователь 13, источники напряжения смещения 14, 1 резисторы 16-25, конденсатор 26. Блок моделирования нагрузки 27 содер- 51ШТ усилитель 28, интегратор с ограничителем 29, усилитель 30, резисторы 31-38 конденсатор 39 и ограничитель (диод) 40. Суммирующее апериодическое звено с ограничителем 41 содержит ограничитель (диод) 42, конденсатор 43, операционный усилитель 44, резисторы 45-48. Кроме того, в состав устройства входят сумматор 49, управляе1у1ый ключ 5О, делитель напряжения 51, дополнительный инвертор 52, нуль-орган 53, триггер 54, блоки односторонней проводимости (диоды) 55, 56, дополнительный функциональный преобразователь 57, дополнительный источник напряжения смещения 58, резисторы 59-66 сумматор 67. Принцип работы предлагаемого устройства моделирования вытекает из уравнений, описывающих электромагнитные процессы в вентильном преобразователе в режиме непре рывного тока. В межкоммутационный период В период коммутации н т at Тф Уравнение для контура коммутации ( Т„ Ч 2 V dt ТГн/В этих уравнениях: $ .ё - мгновенные значения фазных .д.с. вентильного преобразователя в отноительных единицах, когда за базовую велиину напряжения принимается рл-т . - млкс1г 1;г противо-э.д.с. в относительных единицах; IHCV) -ток нагрузки в относи.тельных единицах; ), -s ток фазы вступающего в работу вентиля в относительных единицах; текущее время в относительных единицах; - электромагнитная постоянная времени цепи нагрузки в межкоммутационный период; ф р- электромагнитная пос«4тоянная времени контура коммутации. Входной операционный усилитель с диодно-потенциометрическим ограничителем 2, усилитель 8 и интегратор 7 образуют следящую систему, напряжение выхода которой U следит за напряжением U U ЯВЛЯЮЩИМСЯ аналогом управляющего напряжения. Благодаря положительной обратной связи через усилитель 9, блок односторонней проводимости 10 и потенциометр 12 а таюке благодаря включению блока односторонней проводимости 11 блок 1 является следящей системой релейного типа. Особенность этой релейной системы состоит в том, что положительная связь в усилителе включается только при положительном напряжении на его выходе, когда блок односторонней провопимости 11 не пропускает это напряжение на вход интегратора 7. В этот момент на входе интегратора действует только напряобеспечивая линейное снижение его выходного напряжения. На вход следящей системы в этот период поступает алгебраи- ческая сумма напряжений U к которой приближается напряжение U . В момент, когда сумма этих напряжений изменяет знак, выходное напряжение входного операционного усилителя с диодно-потенциометрическим ограничителем 2, включенного по схеме нуль-органа, становится отрицательным. В результате U. становится равным нулю, и на входе следящей системы остается только сумма U cw Поскольку она отличается от напряжения интегратора 7 на величину следящая система фиксирует это отклонение до наступления следующего равновесия, когда на выходе усилителя снова изменяется знак. Скорость обработки при этом выбирают на порядок - два вьщде, чем в предыдущем случае (максимальное отрицательное напряжение на выходе блока 2 намного больше ни ) В момент нового равновесия из-за всегда имеющего место небольшого перерегулироват-шя напряжение на выходе блока 2 становится положительным , появляется напряжение и., , и система отрабатывает новое рассогласование с 1у1алой скоростью. В результате на выходе интегратора 7 появляется пилообразное напряжение с постоянной величиной скачка, соответствующей величине С помощью функциональных преобразова- телей 13 и 57 напряжение U преобразуется в отрезки синусоиды. Величину С1л принимают равной половине Uj. , определяющего фазность преобразователя. Величина напряжения U определяет нащюн пилообразного напряжения и д и, следовательно, масштаб времени. На усилителях 28, ЗО и интеграторе с ограничителем 29 собран блок 27 ;уюдешрования нагрузки для наиболее общего случая - активно-индуктивной нагрузки с лротиво-э.д.с. К первому входу блока моделирования нагрузки 27 через управляемый ключ 50 подключен выход сумматора 49, ко второму входу - выход основного функционального преобразователя 13. К первому входу сумматора 49 подключен выход дополнительного функционального преобразователя 57, ко второму его входу через сумматор 67 - выходы усилителя 28 и интегратора 29. Ко входам нуль-органа 51 подключены выходы интегратора 29 и суммирующего апериодического звена с ограничением 41, собранного на усилителе 44. К первому входу которого через последовательно соединенные делитель напряжения 51 и дополнительный инвертор 52 подключен выход сумматора 67, ко второму входу - выход дополнительного функционального преобразователя 57, к третьему входу через блок односторонней проводимости 56 - первый выход триггера 54, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа 51, второй вход через блок односторонней проводимости 55 подключен к выходу входного операционного усилителя 2 с диодно-потенциометрическим ограничителем; второй выход триггера 54 соединен с управляющим входом управляемого ключа 50. В межкоммутационный период ключ разомкнут и на входы блока моделирования нагрузки27 подаются напряжения: ё н 2 с функционального преобразователя 13, i.. с усилителя 30, соответствующие правой части уравнения (1) в момент начала коммутации, когда напряжение на входах функциональных преобразователей 13 и 57 изменяется на величину напря хения --- (вольт). По сигналу с усилителя 2 через блок 55 триггер 54 замыкает ключ 50. При этом к усилителю 28 через сумматор 4 9 дополнительно подключаются напря;жения с функционального преобразователя 55 и - К) с сумматора 67. Полуразность j или в общем виде вьзделяется с помощью функционального преобразователя 57, на который, кроме сигнала итегратора 7, по- от дополнительнодается напряжение « о го источника напряжения смещения 58, эквивалентное углу -j- Вследствие этого выходное напря)хение |)ункционального преобразователя 57 всегда сдвинуто относительно выходного напряжения функционального преобразователя 13 на такой же угол. С переключением триггера 54, соответствующим началу процесса коммутации, пропадает запирающий положительный сигнал на входе суммирующего апериодического звена с ограничением 41, поступающий через блок односторонней проводимости 56, Остаются только сигналы, соответствующие /OXH H лф °i правой части уравнения (3) -г с 57, - li с бло1 41 и - ()с делителя напряжения 51 через дополнительный инвертор 52. Как только i становится равным i , нуль-орган 51 переключает триггер 54 в исходное положение, и ключ 50 размыкается. При этом положительный сиг-нал через блок односто