Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК G06G7/62 

мого выпрямителя содержит операционный усилитель, выход которого через цепочку из последовательно соединенных клвзчевого элемента и интегратора под слючен ко входу функционального преобразователя, выход интегратора через первый инвертор соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого соединен со вторым входом через второй инвертор, третий и четвертый входы операционного усилителя подключены к первому входу модели управляемого выпрямителя, управляющий вход ключевого элемента соединен со вторым входом модели управляемого выпрямителя, выходом которой является выход функционального преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2- схема модели управляемого выпрямителя.

Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока содержит источник максимального напряжения управления 1, инверторы 2, 3, фазосдвигающие блоки 4, 5, генератор импульсов 6, модели уиравляемого выпрямителя 7-10, блок синхронизации 11, сумматоры 12-14 и модель двигателя постоянного тока 15, переключатель 16.

Источник 1 соединен с делителем напряжения 17 и со входом инвертора 3. Под вижиый контакт делителя наиряжения 17 соединен со входом инвертора 2. Источник 1, подвижный контакт делителя напряжения 17, выходы инверторов 2, 3 соединены с контактами переключателя 16, иереключение которого управляет направлением вращения двигателя. Когда ключ находится в одном положении, входы фазосдвигающего блока 4 и моделей управляемого выпрямителя 9 и 10 соединены с выходом инвертора 2, а входы фазосдвигающего блока 5 и моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соедииены с подвижным контактом делителя 17. Когда переключатель 16 находится в другом положении, входы фазосдвигающего блока 4 и моделей управляемого выпрямителя 9, 10 соединены с подвижным контактом делителя 17 фазосдвигающего блока 5 и входы моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с выходом инвертора 2. Вторые входы фазосдвигающих блоков 4, 5 соединены с генератором импульсов 6, а третий вход фазосдвигающего блока 5 в зависимости от положения переключателя 16 - с источником 1 или с выходом инвертора 3. Выходы фазосдвигающих блоков 4, 5 связаны с переключателями режимов 18, 19 блока синхронизации 11, переключатели 20, 21 режимов которого.соединены последовательно с элементами задержки 22, 23, входы которых связаны с моделями управляемого выпрямителя 8, 9. Выходы элементов переключателей 18-21 соединены соответственно с моделями управляемого выпрямителя

7-10. Выходы моделей 7, 8 связаны со входом сумматора 12, выход которого сое-динен CQ входом «вперед модели двигателя постоянного тока 15. Другой вход.сумматора 12 соединен с выходом сумматора 13, входы которого связаны с моделями управляемого выпрямителя 8, 9. Вход «пазад модели двигателя постояиного тока 15 соединен с выходами моделей управляемого выпрямителя 9, 10 и сумматора 14, входы которого связаны с выходами моделей 7, 10. Модель управляемого выпрямителя содержит операционный усилитель 24, ключевой элемент 25, интегратор 26, функциональный преобразователь 27, инверторы 28, 29.

Работает устройство следующим образом.

Генератор импульсов 6 выдает имиульсы

2.УИ,

где М(

1масщтаб

с периодом

mf

времени устройства.

Фазосдвигающие блоки 4, 5 задерживают эти импульсы на время ti, tz, определяемое по формулам

- r-MtU,,

t.

vU

mfUy ;

2--МДаумакс--Су)

iz -

(2) nfUy макс

где Uy - напряжение, снимаемое с движка потенциометра делителя напряжения 17; макс - максимальное напряжение

управления, при котором имиульсы сдвигаются на весь период следования.

Выходные импульсы с фазосдвигающих блоков 4, 5 через переключатели режимов 18-21 управляют ключевыми элементами

25, входящими в состав моделей управляемого выпрямителя 8, 9. Иитегратор 26 отрабатывает напряжение L,,. Выходное напряжение интегратора 26 через инвертор 28 поступает на операционный усилитель

24, реализующий функцию signx. Выходное напряжение операционного усилителя 24 становится отрицательным и равным f/By - инт, в результате чего вступает в работу инвертор 29, реализующий функдню

i/sign л; 0

так как резистор 30 выбран на порядок меньщим, чем резистор 31 сопротивление, то при замкнутом ключевом элементе 25 интегратор 26 начинает отрабатывать отрицательное напряжение Операционный усилитель 24 не переключается до тех пор, пока напряжсние на выходе интегратора 26, ставгаее отрицательным, не превысит выходное напряжение инвертора 29, которое выбирается равным постоянной величине, соответствующей углу - . В

/и

тот момент, когда напряжение на выходе инвертора 28 превысит выходное напряжение инвертора 29, напряжение на выходе операционного усилителя 24 становится положительным, и процесс повторяется.

Таким образом, напряжение на выходе интегратора 26 при и UcM Q представляет собой пилу с положительным скачком и медленным снижением до О с пе2т.М,

Напряжение смещения

риодом

mf

см уменьшает среднее значение напряжения интегратора 26 до О при (Увх-0. При переключение операционного усилителя 24 происходит в тот момент, когда положительное напряжение интегратора 26 достигает напряжения t/вх- см- Ключевой элемент 25 переключается с периодом

2-r.Mf

-- и длительность его включенного

mf

состояния лишь незначительно превышает длительность отрицательного напряжения на выходе операционного усилителя 24.

Полярность источников напряжения и диодов моделей 9 и 10 противоположна изображенной на фиг. 2, а следовательно, интеграторы этих моделей выдают пилообразные сигналы с противоположным наклоном. С помош,ью функциональных преобразователей 27 напряжение иитеграторо/з моделей управляемого выпрямителя преобразуется в отрезки синусоид.

Выходные сигналы элементов задержки 22 и 23 поступают на переключатели режимов 20 и 21, управляющие ключевыми элементами моделей 7 и 10. При этом выходные напряжения моделей 7 и 10 оказываются смещеннымп иа половину периода относительно выходных напряжений моделей 8 и 9.

Уравнительные напряжения образуются на сумматорах 13 и 14, на входы которых поступают напряжения соответственно с моделей 7 - 10. Выходное напряжение сумматора 12, подаваемое на вход «вперед модели двигателя постоянного тока 15, получается при сложении с изменением знака выходных напряжений моделей 7 и 8 и половины выходного напряжения сумматора 13. На вход «назад модели 15 поступают выходные напряжения с моделей 9, 10 и половина выходного напряжения с сумматора 14.

Предлагаемое устройство благодаря введению новых элементов и связей обеспечивает возможность воспроизведения ЗДС и тока двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока, содержащее фазосдвигающий блок, первый сумматор, переключатель и инвертор, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет воспроизведения ЭДС и тока двигателя, в него введены дополнительные инвертор и фазосдвигающий блок, второй и третий cyiMMaTOpbi, модель двигателя постоянного тока, модели управляемого выпрямителя и блок синхронизации, одни входы которого соединены с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходам инверторов, выходы переключателя соответственно соединены с первыми входами моделей управляемого выпрямителя, вторые входы которых подключены к выходам блока синхронизации, другие вхоаы которого соединены с первыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы первого сумматора подключены соответственно к второму выходу первой модели управляемого выпрямителя и к выходам третьей модели управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей и четвертой моделей уиравляемого выпрямителя, выходы сумматоров соединены с входами модели двигателя постоянного тока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модель управляемого выпрямптеля содержит операционный усилитель, выход которого через цепочку из последовательно соединенных ключевого элемента и интегратора подключен к входу функционального преобразователя, выход ингегратора через первый инвертор соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторым входом через второй инвертор, третий и четвертый входы операционного усилителя подключены к первому входу модели управляемого выпрямителя, управляющий вход ключевого элемента соединен с вторым входом модели управляемого выпрямителя, выходо : которой является выход функционально о преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Н. В. Донской и др. «Динамика вентильного электропривода постоянного тока, М., 1975, стр. 200.

2.Авторское свидетельство СССР № 481048, кл. G 06 G 7/62, 1973.