Устройство для моделирования пульсирующей нагрузки переменной частоты электрической машины Советский патент 1982 года по МПК G06G7/62 

С5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ НАГРУЗКИ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования пульсирующей нагрузки электрической машины на ана-. логовых вычислительных машинах.

ИзЕ1естно устройство для моделирования пульсирующей ступенчатой нагрузки электрической машины, содержащее генератор пилообразного напряжения, нуль-орган, инвертор и модель двигателя 1 .

Однако указанное устройство позволяет моделировать только ступенчатую форму пульсирующей нагрузки..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования пульсирующей нагрузки электрической машины, содержащее сумматор, генератор .пилообразного напряжения, пороговые блоки и ключи 2.

Однако известное устройство не позволяет моделировать зависящую от частоты вращения зала электрической МАШИНЫ

машины пульсирующую знакопеременную нагрузку произвольной формы.

Целью изобретения является повышение точности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования пульсирующей нагрузки электрической машинь, содержащее п каналов по числу пульсаций нагрузки за один полный оборот вала электрической машины и сум10матор, причем каждый канал содержит ; бесконтактный ключ и инвертор, выход которого соединен с первым управляющим входом бесконтактного ключа, а выход бесконтактного ключа является 5 выходом канала, при этом выходы бесконтактных ключей каналов подключены к соответствующим входам сумматора, введены генератор синусоидальных напряжений переменной частоты, модель

20 электрической машины, а в каждый канал введен компаратор, причем выход сумматора соединен с входом модели электрической машины, выход которой соединен с входом генератора синусоидальных напряжений переменной частоты, выходы которого подключены к входам компараторов каналов, первые выходы которых соединены с входами инверторов, а вторые - с вторыми управляющими входами бесконтактных ключей, информационные входы которых объединены с входами компараторов. На фиг. 1 приведена структурная ю схема устройства для моделирования пульсируюи ей нагрузки переменной частоты электрической машины; на фиг. 2 Пример реализации модели электрической машины; на фиг. 3 - диаграммы is напряжений, поясняющие работу устройства. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных напряжений переменной частоты, выходы которого соединены с входами компараторов 2, 3 и 1, имеющих зону нечувствительности, i информационными входами бесконтактных клю чей 5, 6 и 7. Управляющие входы бесконтактных ключей 5-7 соединенны с 5 выходами компараторов 2- и инверторов 8, 9 и 10, входы которых соединены с .выходами компараторов 2-4, а выходы бесконтактных ключей 5-7 соединены с входами сумматора 11, выход сумматора 11 соединен с входом модели электрической машины 12, выход которой соединен с входом генератора 1 синусоидальных напряжений переменной частоты . Каждый из компараторов 2-4 состоит 35 из потенциометров 13 - .14,диодов 15 и 1б, резисторов 17 операционного усилителя 18, диодов 19 и 20, потенциометра 21, резистора 22, потенциомет.ра 23. Каждый из инверторов 8-10 состоит из операционных усилителей 24, масштабных резисторов 25, резисторов 2б обратной связи. Модель 12 электрической машины со- 45 держит операционные усилители 27, 28, 29 и 30, резистор 31 обратной , масштабные резисторы 32, 33, 34, 35, 36, 37 обратной связи, масштабные 38,, 39 и 40, резистор обратной связи 41 изо конденсаторы 42 и 43 обратной связи. Количество каналов, содержащих компаратор, инвертор и бесконтактный ключ, определяется формой пульсирующей нагрузки. Поскольку все они одина-55 ковы, то рассмотрим работу устройства на примере формирования одной пульсации нагрузки (фиг. 3)5JP Устройствсз работает следующим образом. При подаче на информационный вход бесконтактного ключа 5 синусоидального напряжения U выходное напряжение Ua(,ix выходе сумматора представляет собой ojpeaoK этого синусоидального напряжения. Изменение зоны нечувстви-. тельности достигается подачей на потёнциометры 13 и Tt однополярных напряжений соответствующей величины U-ij (положительной полярности) и Ц. (отрицательной полярности). Напряжение U,подается одновременно на вход компаратора 2 с зоной нечувствительности и на информационный вход бесконтактного ключа 5. Если напряжение И,по величине мень напряжения U Диод 16 закрыт , д выходе компаратора 2 будет положительное напряжение Ш, а на выходе инвертора 8 - равное по величине и отрицательное по знаку напряжение Ug. Напряжения U. и Ug приложены к управляющим входам бесконтактного ключа 5. При такой полярности напряжений U2 и и 9 ключ 5 закрыт и выходное напряжение ивыхР но нулю. при превышении напряжения U над напряжением Ui4 (момент времени out-i, фиг. 3) диод 16 окрыт и напряжения Ug меняют свои знаки. Тогда бесконтакТный ключ 5 окрыт и пропускает-, ся часть напряжения U, которое и является выходным напряжением U щ,, одного канала, при уменьшении полуволны-синусоиДЫ напряжения Щ до величины меньшей напряжения диод 16 закрывается. Однако напряжения на выходах компаратора 2 с зоной нечувствительности и инвертора 8 сохраняют свои знаки и величины благодаря наличию положительной обратной связи между ними. При превышении отрицательной полуволны напряжения над напряжением U в момент времени ш диод 15 открывает я, напряжения на выходах компаратора 2 с зоной нечувствительности и инвертора 8 меняют свой знак, бескон актный ключ 5 закрывается и напряже- ние на выходе сумматора 11 становится равным нулю. Лереключения.в предлагаемом устройстве осуществляются скачком и открытое и закрытое состояния ключа 5 также изменяется скачкообразно. Поэтому до момента времени (фиг. 3) Usbix равно нулю, поскольку ключ 5 5Э закрыт, а в момент времениwt ключ открывается и пропускает напряжение и. В момент времениuiti мгновенное значение аЬ напряжения Ugbix соответс вует мгновенному знамению аЬнапряжения и (они могут быть равны в слу чае, если передаточный коэффициент сумматора 11 по этому входу равен .единице). В момент закрытияш12 ,мгновенноезначение напряжения Ugj,,j{ Cd соответствует мгновенному значению с d напряжения U-,. Изменение моментов включения и отключения осуществляется изменением /величины напряжений и Аналогично происходит работа других каналс в. Подразумевается, что выходом модели электрической машины 12 являетсй напряжение, моделизирующее ее частоту вращения. Таким образом, благодаря использованию генератора синусоидальных напряжений переменной частоты и компаратора с зоной нечувствительности возможно моделирование пульсирующей знакопеременной нагрузки произволь-, ной формы при переменной частоте вращения вала электрической машины. Формула изобретения Устройство для моделирования пуль сирующей нагрузки переменной частоты :ЭЛектричёской машины, содержащее п Зканалов по числу пульсации.за один полный оборот вала электрической машины и сумматор, причем каждый канал содержит бесконтактный ключ и инвертор, выход которого соединен с первым управляющим входом бесконтактного к.пюча, а выход бесконтактного ключа является выходом канала, при этом выходы бесконтактных ключей каналов подключены к соответствующим входам сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор синусоидальных напряжений перменной частоты, модель электрической машины, а в каждый канал введен компаратор, .причем выход сумматора соединен с входом модели электрической машины, выход которой соединен с входом генератора синусоидальных напряжений переменной частоты, выходы которого подключены . к входам компараторов каналов, первые выходы которых соединены с входа-, ми инверторов, а вторые - с вторыми управляющими входами бесконтактных ключей, информационные входы которых объединены с входами компараторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 559251, кл. G Об G 7/62, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по завке № 2900620/18-2 /0151 б9/, кл. G 06 G- 7/62, 1980 (прототип).

Фиг.1 fe ./

(f1

и