Устройство для моделирования незаземленной индуктивности Советский патент 1980 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к оЬласти моделиро: ваиия и может быть использовано в аналоговы и цифро-аналоговых системах в энергетике. Известно устройство 1, моделирзтощее не-, заземленные индуктивности, используемые, в электронных установках и приборах. Это устройство не позволяет варьирдвать величиной индуктивности в широких пределах при сохранении неизменной величины допустимого входного напряжения, что требуется, например, в модели линии электропередачи при автоматической установке ее параметров от ЦВМ. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство 2 для моделирования незаземленной индуктивности, содержащее первый интегратор, выход которого, подключен ко входам инвертирующего и неинвертирующего источников тока, выходы которых соединены с инвертирующим и неинвёртирующим входами первого интегратора. -При подключении этого устройства к источнику ЭДС, имеющему больщое выходное сопротивле ние, на его входных зажимах появляется постоянное напряжение вследствие того, что снижается глубина обратной связи в источниках тока и усиливаются напряжения, обусловленные асимметрией входных каскадов операционных усилителей, входящих в состав источников тока. Это постоянное напряжение создает погреишость при моделировании электрических систем переменного тотса. Целью настоящего изобретения является повышение точности ус тройства. Это достигается тем, что введены операционные усилители и интеграторы, выходы которых подключены к первым входам первого и второго операционных усилителей, выходы которых соединены со входами второго и третьего интеграторов соответственно, вторые входы первого и второго операционных усилителей подключены соответственно к вь1Хбдам инвертирующего и неинвертирующего источников тока. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит инвертирующий 1 и неинвертирующий 2 источники тока, первый интегратор 3, первый 4 и второй 5 операционные усилители, второй 6 и третий 7 интеграторы. ; . 3. Г Источники 1,2 тока и первый интегратор 3, имитируют незаземленную индуктийность, обозначим ее 1 , а первый операцирнрый усилитель 4, второй интегратор 6 и второй оп рай ионный усилитель 5 и третий интегратор 7 вспомогательные заземленные индуктивности b Интегратор 3 содержит резисторы 8 с сопротивлением Rg и конденсаторы 9 с емкостью Сп . в состав источников 1 и 2 тока входят 9f 10, И, 12, 13 и 14 с сопротивлерезисторыниями i В.срртветственРТ ;-- -И 5 включают но, операционные усилители 4 в себя резисторы 15, 16, 17, 18 с сопротивлениями R,, , и соответственно, ин теграторы 6 и 7 содержат резистор ТФ с сопротивленкем R и конденсатор 20 с емкостью CgQ. N Расчет элементов схемы предлагаемого устройства должен производиться с учетом соотношения необходимо для уменьшения шунтирующего действия по переменном току заземленных индуктадностей L постоянного тока сопротивление заземленных индуктивностей L,, мало. Благодаря этому, для ист,очников тока 1 и 2 имеется низкоомная нагрузка по постоянному току и погрешность от постоянного напряжения смещения, обусловленная асимметрией входных каскадов операщ{онных усилителей, входящих в состав источнтсов тока I и 2, устраняется. Особенно сильное влияние от постоянного напряжения смещения на точность работы устройства проявляется при работе от источника с большим выходным сопротивлением, при этом значительно уменьшается глубина обратной связи в источниках тока 1 и 2 и hocToitoraoe йапряжение смещения усиливается в значитель ноймере.. ., . ---. Устройство работает спецуюищм образом. Предаоложим, что к зажиму, подключенному к инвертирующему входу интегратора 3, приложено напряжение U,(p), а к зажиму, под, ключенному к неинвертирующему входу интегратора 3 - напряжение и„(р). Предположим, что Lt,: (р) 7 UjCp). ,г г Напряжение на выходе интегратора 3 будет равно г(Р - 2 Р -Ц р 1гПЕ-: 11 . i Ток, потребляемый инвертирующим источником тока 1, будет равен т (ov-№- EliM .. R. 14 14 8 q Ток, вьщаваемый неинвертирующим источни ком тока 2, будет равен J%(P) U XpVbaCp) - - 4 Если в выражениях (2) и (3) положить то они примут вид ,..PliiuMl m CpVUj Cp l I,- .ЦР . Из выражений (4) и (5) видно, что они отличаются только знаком, означающим, что ток 1 (р) - вте55ан)щий, а 1„(р) - вытекаюидий, а сопротивление цепи носит индуктивный Характер. Напряжение на выходе операционного усилителя 4 равно (,V Напряжение на выходе интегратора 6 -u,.|t Ток, протекающий через резистор R , будет ЦСР -ЬдСр) . ЦДр) UUpHRi5+Hife) Ток, протекающий через резистор R .,, равен 4 f v - iyiMBji , T, Если для выражений (8) и (9) положить 15 20 13 Тогда общий ток, потребляемый операционным силителем 4 и интегратором 6, имитирующии индуктивность Ig. будет равен. .UUP ПрН1,(рН1.,( Отсюда видно, что операционный усилитель 4 интегратор 6 воспроизводят заземленную ндуктивность. . Для усилителя 5 и интегратора 7 выражения (6) 7-(10) также справедливы, только вместо и(р) в них будет стоять ). Благодаря подключению блоков 4, 5, 6, 7, имитирующих: заземленные индуктивности, имеющие индуктивное сопротивление в 100,- 200 раз большее, чем у незаземленной индуктивШёШвоспр&изводимой блоками 1, 2, 3 и, малое сопротивление постоянному току, доСт аётся положительный эффект, заключающийся в устранении постоянного напряжения смещения на зажимах устройства для моделирования незаземленной индуктивности. Формула изобретения Устройство для моделирования незаземленной индуктивности, содержащее первый интегратор.

выход которого подключен ко входам йнВёртирующего и неинвертиругощего источников тока, выходы которых соединены с инверти-, рующим и неинвертирующим входами первЬго интегратора, отличающееся Test, что, с целью повышения точности, в устройство введены операционные усиПитёли и интётраторы, выходы которых подключены к нервйм входам первого и второго операционных уСй- лителей, выходы которых соединены со вхо- дами второго и третьего интеграторов cost-

ветственпо, втбрыёТвходь первого и второго операционных усилителей подключе сы соответственно к выходам инвертирующего и неинвертирующего источников тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ж. Марше Операционные усилители и их

применение, Энергия, 1974, с. 117.

2. Электрические станции, сети и системы,

Экспресс-информация, № 2U 1970, с. 1.