Устройство для моделирования трансформаторно-тиристорного регулятора напряжения переменного тока Советский патент 1979 года по МПК G06G7/62 

-,-. -;

изобретение относится, к области , аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследования магнитно-тиристорных регулято- ров натфяжения переменного тока.

Известно устройство для моделирования автокомпенсаторов переменного тока методом мгновенных значений переменных, выполненное на элементах аналоговой вычислительной машины {t|.

Недостатком этого устройства является то, что оно не применимо для мо4;(е- лирования трансформаторно--гирист Щ ЕЛХ регуляторов напряжения с естестверябй коммутацией тиристоров.

Наиболее близким по техническрй сущ- нбсти к изобретению является устройство, содержащее послецовательно-соеди- ненные входной сумматор, интегратор и функциональный преобразователь, подключенный к первому входу выходного сумматора, и последовательно соединеннью первый инвертор, интегро-сумматор и второй инвертор, подключенный ко .

} -BTX3iKf выходного сумматора, причем Мервый вход входного cyMMaTqpa соедц- ней со входом nsfffioro инвертора и является входом устройства, блсж формирования управляющих импульсов, первый вход которого соединен с первым входоги входного сумматора, а к выходу сформирования управляющих импульсов под.ключена обмотка управляющего .

Недостатком известного устройства является необходимость применения для моделирования специальных управляемых интеграторов и обязательное решение основных дифференциальных уравнений относительно токов тиристоров.

Цель изобретения - повьшение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены операционный усилитель и блок вьщеле- ния модуля анодного тока, вход которого соединен с выходом выходного сумматора, а выход блока вьвделения модуля 37 анодного тока подключен ко второму вхо ду формирования управляющих импульсов, вход операционного усилителя соединён с выходом выходного сумматора, выход операционного усилителя подключен ко второму входу входного сумматора, в обратную связь операционного усилителя включен замыкающий контакт л управляющего реле. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена принципиальная схема регулятора переменного напряжения; на г, 2 представлёйа схема устройства для моделирования-упомя- щтогр регулятора. Устройство содержит входной сумматор 1, интегратор 2, функцисжальный преобразовате 1Ь 3, инвертор 4,интегросумматор 5, инвертор 6, формирователь управляющих импульсов 7, выходной сум матор в, управляющее реле 9 ё заййКа- ющкм контактом 10, операционный усилитель 11, блок выделения мЬдуАя анодного тока 12. Устройство работает следующим об- {ШЬйЙ.--.: :--г:-- ;- -- .:,:------.;:,.. Способ построения устройства основан на том, что с точки рения структуры модели, входящей в ее состав, блок линейного регулирующего элемента, вьтол- ненный на операцисшных усилителях, потенциометрах и резисторах, эквивалентен блоку тиристорйого регулирующего элемента, моделируемого с помощью опе рационных усилителей, диодных элёментов, ограничителей, реле. При взаимной замене этих блоков структур модели не нарушается. Схема устройства строится на основе уравнений: ,с..и, аФ . - -. -ovt - -.« Д U,-U,. гдеи. 0. - напряжение пит иощей сети; Т, - ток первичной сети трансформатора; Tj - О вторичной цепи трансформатора; - намагничив ающий ток трансформатора;. 6 1 2. активные сопротивления первичной и вторичной цепей; Ь - индуктивность вторичной цепи трансформатора;у. ; - коэффициент тран сформации; GYK напряжение на ти рйсторном ключе; Ц) - частота питающей .Черточки над обозначениями переменных величин свидетельствуют о том, что последние выражены в относитеЯьных единицах. Использование единичной машинной частоты г , при условии равенства единице относительного сопротивления, позволяет ввести единой масштаб для относительных значений напряжений, токов и Магнитного потока. Намагничивающий ток трансформатора определяется по формуле оср - безгкстерезисная состайляющая; 1 Г - гистерезисная состав ляющая; Л g - составляющая вихревых токов, причем У К- коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным или расчетным путем. Блок моделирования группы тиристоров представляет собой функциональный ; преобразователь, воспроизводящий сум- марную нелинейную вольтамперную характеристику тиристорного ключа в целом - Оуц тк. тк-Х т. е. преобразует сигнал, пропорциональный току тиристоров в сигнал, пропорциональный напряжению. Переход Тиристорного ключа из одного состояния в другое осуществляатся путем скачкообразного изменений коэ(| фициента усиления операционного усилителя, что производится посредством замыкания или размыкания замыкающего контакта 10 реде 9.

Если контакт 10 разомкнут, коэффициент усиления операционного усияйтёля велик, что соответствует закратота; ёвЬтоянию тиристорного ключа, и наоборот.

При подаче синусоидального напрйже- ния на вход блока формирования управляющих импульсов и на вход блока моделирования основной части электрической цепи трансформатора, в последнем шйи гнруются напряжения и токи элёмеШШ Кюделируемого трансформаторно-тиристорного регулятора напряжения пбремейного тока. При этом вырабатывается напряжение, пропорциональное току тиристоров. Операционный усилитель 11 преобразует &то напряжение в Сигнал, пропорциональный напряжению на тирис- торном ключе От,, , которое затем с обратным знаком подается на второй вход входного сумматора; Синусоидальное напряжение, - поступающее на блок формирования управляющих импульсов 7, преобразуется в последовательность синусс идальных полуволн отрицательной поляр. .ности, которые преобразуются в короткие отрицательные импульсы, синхронизирующие работу формирователя с сетью. Имитаций изменения состояния тиристорного ключа в зависимости от угла открывания тиристоров осуществляется путем воздействия блока формирования управляющих импульсов на операцибйный усилитель через замьшающий контакт управляющего реле. При моделировании активно-индуктйв ной нагрузки необходимо учитывать наличие тока в тнристорном ключе в интервале, когда напряжение сети пришло через ноль и приняло значение, протибо положное по знаку напраВле11иЮ 1 г)1аг. В работе устройства должен быть учтен тот факт, что проводящее состояние тиристора может наступать только в мотмент подачи управляющего сигнала Нри положительном анодном напряжении, непроводящее - в момент, когда ток тиристора снижается до нулевого значений. По этой причине переключениями реле 9 в описываемом устройстве должно осуществляться управление не только в функ ции угла открывания OL , но и в функции тока тИрис.торов 1-., . Для реализации этого положения на вход блока формирования управляющих сигналов подаётся сигнал, пропорциойаль-

ный модулю тока/Туц /тиристоров, который вырабатывается на выходе блока выделения модуля Т2/

Таким образом вьшолнение устройства для моделирования трансформаторнотирнсторног-о регулятора в соответствии с изобретением с высокой точностью воспроизводит процессы ;в регуляторе.

10

Формула изобретения

Устройство для моделирования трансфЬрматЬрно-тиристбрноГо регулятора напряжения переменного тока, содержащее последовательно соединенные входной сумматор, интегратор и функциональный преобразователь, подключенный к первому входу выходного сумматора, и последовательно соединенные первый инвертор, интегро-сумматор и второй инвертор, подключенный ко второму .входу выходного сумматора, причем первый вход входного сумматора соединен со входом первого инвертора и является входом устрЬйст1вЖ, 15лок формирования управляющих импульсов, первый вход которого соединен с первьпл входом входного сумматора, а к выходу блока формирования управляющих импульсов подключена обмотка управляющего реле, о т л и ч а ю щ 6 е с я тем, что, с целью повьппения точности моделирования, в него дополнительно введены операционный усилитель и блок выделения модуля анодного тока, вход которого соединён с выходом выходного сумматора, ,а выход блока выделения модуля анодного тока подключен ко второму входу блока формирования управляющих импульсов, вход операционного усилителя соединен с выходом выходного сумматора, выход операционного усилителя подключен ко второму входу вхбдного сумматора, в обратную связь операционного усилителя включен замыкающий контакт управляющего реле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство: № 398980, кл. G Об G 7/62, , 2. H.,SimyeaUo« einer vovi Tfi-sristorem greneg ebegren B ehstrovvi 5 иctlгonmasc1 ine,Neue Tectime, 1965.№ A5 (прототип).

1

Фие1

«/2