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

1

Изобретение относится к области вычислительной и преобразовательной техники, является средством анализа и проектирования вентильных преобразователей с помощью аналоговых вычислительных машин.

Известны устройства для моделировання вентильных преобразователей, содержащие группы каналов моделирования выходного напряжения преобразователей 1. Подобные устройства сложны и не учитывают характер сопротивлений в цепях переменного и ностоянного тока преобразователя.

Наиболее близкое по технической сущностн к предложенному известное устройство для моделирования вентильного преобразователя 2 включает в себя два канала моделирования токов вентилей, каждый из которых содержит сумматор, интегратор, блоки переключателей на входах сумматоров, ключи в обратной связи интеграторов и нуль-органы. В известное устройство введены ключи, блок задания входных э. д. с., выходы которого через первый блок переключателей подключены к первым трем входам первого сумматора и через второй блок переключателей - к первым трем входам второго сумматора, последовательно соединенные первый интегратор с ограничителем в обратной связи, первый инвертор и первый нуль-орган, выход которого подключен к первому входу блока распределения

импульсов, последовательно соединенные второй интегратор с ограничителем в обратной связи, второй инвертор и второй нуль-орган, выходом связанный с вторым входом блока распределения импульсов, третий вход которого подсоединен к блоку формировання импульсов управления, а выходы - к управляющим входам блоков переключателей. Выход первого инвертора подключен к четвертому

входу нервого сумматора, выход второго инвертора- к четвертому входу второго сумматора, пятые входы первого и второго сумматоров- к выходу блока моделирования выходного напряжения преобразователя, а выходы

первого и второго интеграторов с ограничителями в обратной связи - соответственно к первому и второму входам блока моделирования выходного иапряжения преобразователя. Известное устройство построено по сложной

схеме.

Цель нзобретения - упрощение устройства для моделирования.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве выход первого сумматора через

первый ключ подключен к щестому входу первого сумматора, выход второго сумматора через второй ключ - к шестому входу второго сумматора, управляющие входы первого и второго ключей соединены с выходами блока

распределения импульсов. Выход первого сумматора подключен к входу первого интегратора с ограничителем в обратной связи и к третьему входу блока моделирования выходного напряжения преобразователя, выход второго сумматора - к входу второго интегратора с ограничителем в обратной связи и к четвертому входу блока моделирования выходного напряжения преобразователя. На чертеже представлена структурная схема устройства для моделирования. Она содержит два канала моделирования токов вентилей, состоящих из сумматоров 1, 2, интеграторов 3, 4 с ограничителями в цепях обратных связей, инверторов 5, 6 и нуль-органов 7, 8. На входы сумматоров через блоки переключателей 9 и 10 поступают напряження от блока 11 задания входных э. д. с. Управление переключателями 9, 10 осуществляется блоком 12 распределения импульсов, иа вход которого подаются сигналы с выходов нульорганов 7, 8 и блока 13 формирования импульсов управления. Сигналы с блока 12 управляют также ключами 14 и 15 в цепях обратных связей сумматоров 1 и 2. Моделирование выходного напряження преобразователя обесиечивается блоком 16. В случае индуктивного емкостного Г-образиого фильтра и активноиндуктивной нагрузки блок 16 содержит сумматоры 17-22, инверторы 23, 24, 25 и иитеграторы 26 и 27. На входы блока 16 подаются напряжения с выходов блоков 3, 4, пропорциональные токам вентилей гь /2, и с выходов сумматоров 1, 2 - сигналы, пропорциональные их нроизводным. Электромагнитные нроцессы применительно к схеме трехфазного мостового управляемого выирямнтеля описываются следующими дифференциальными уравнениями. В режиме работы двух вентилей {относительно фаз а, с) справедливы следующие уравнения: г г т di I «ас - + Ч f/o (L, + LO) + (Г, + Го) i, + и. Для режима работы трех вентилей (на интервале угла коммутации можно записать ... , rf/i 1 .j ас 0 -+i I ... , Cf/2. ьс o -- 1 где вас, бей, ваь И Т. Д. - линейные э. д. с. блока задания входных э. д. с.; и о - выходное напряжение преобразователя;гь 12 - токи вентилей; го - выходной ток преобразователя, L/H - напряжение нагрузки; Li, Г - параметры цепи переменного тока преобразователя; LO, о - параметры фильтра на стороне постоянного тока. В силу симметрии схемы и периодичности работы вентилей электрические процессы на других интервалах периода описываются аналогичными уравнения ли, отличающимися лищь индексами линейных напряжений. Решение уравнений систе.мы (1) осуществляется поочередно одним из каналов моделирования токов вентилей, рещение уравнений системы (2) - прн одновременной работе двух каналов .моделирования токов вентилей. Сумматоры I, 2, интеграторы 3, 4, инверторы 5, 6 и сумматор 17 в блоке 16 вычисляют выходной ток (го) в режиме работы двух вентилей. В режиме работы трех вентилей (нернод коммутации) формирование выходного тока преобразователя происходнт нри одновременной работе двух каналов. Формирование ТОКОБ вентилей происходит при разомкнутом ключе 14 (15) в цепи обратной связи сумматора 1 (2). Сигнал на выходе сумматора пропорционален производной тока вентиля. Прн замкнуто м ключе 14 (15) сигнал на входе блока 3 (4) -равен нулю н соответственно или . Ограничители в цеии обратной связи интегратора каждого нз блоков 3 и 4 обеспечивают нулевое папряжеиие на выходе блока 3 (4) при положительном снгнале с сумматора 1 (2) в момент размыкання ключа 14 (15). Это соответствует заперто.му состояппю тиристора моделируемого преобразователя прн отрицательном анодном напряжении. При отрицательном входном сигнале на ,,„. / di блоке 3 или 4 -- , что соответствует но d( ложительному анодному напряжению, осуществляется интегрирование входного сигнала. Размыкание ключей 14, 15 происходит в момент появления импульса управления,который вырабатывается блоком 13 формирования импульсов управления, замыкание ключей - в момент -снижения до нуля тока вентиля соответствующего канала (tl, илн iz). Контроль за знаком токоВ вентилей обеспечнвается нульорганами 7, 8. Блок 12 распределения импульсов, построенный на логических элементах ;И, «ИЛИ и триггерах, управляет нереключателями 9, 10 во входных цепях сумматоров 1, 2. Коммутацня этих переключателей нроисходит поочередно осуществляя пеобходимый 3aiKOH изменення нанряжения на входах сумматоров 1, 2. Использованне иредлагаемого устройства для моделирования иовысит точность и надежность моделирования сложных нелинейных электрических цепей вентильных преобразователей. Формула изобретения Устройство для моделирования вентильного иреобразователя, содержащее ключи, блох задаиия входных э. д. с., выходы которого через первый блок переключателей подключены к