Имитатор активной нагрузки Советский патент 1982 года по МПК H02M7/48 

(54) ИМИТАТОР АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве нагрузки при испытаниях источников электропитания, преобразователей, электрических генераторов.

Известно нагрузочное устройство, выполненное на основе ведомого сетью инвертора .

Известен также имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтром на входе, задатчик тока нагрузки, связанный с инвертором 2 }.

Недостатком указанных нагрузочных устройств является их низкое быстродействие, обусловленное наличием индуктивное тей во входных цепях, что не позволяет реализовать динамический режим сброса-наброса нагрузки с крутым передним фронтом,

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик имитатора нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в имитаторе активной нагрузки, содержащем ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтром на, входе, задатчик тока нагрузки, связанный с инвертором, параллельно входным зажимам инвертора подключен блок формирования фронта тока нагрузки, а во входную цепь имитатора включен датчик тока, выходом подключенный к первому входу измерителя рассогласования, к второму входу которого подключен задатчик тока йагрузки, а выход

10 измерителя рассогласования подключен ,к входу блока формировашш фронта тока нагрузки.«

Блок формирования фронта тока нагрузки выполнен на двух транзисторах

15 противоположного типа проводимости, объединенные базы которых образуют вход блока формирования, объединенные эмиттеры соединень с одним входным зажи2(j MOM иньертора, другой зажим которого связан с коллектором первогб транзистора непосредственно, а с коллектором второго транзистора - через вспомогательный источник постоянного напряжения. 306 Кроме того, блок формирования фгонга гока нагрузки выполнен в виде гирисгорного мое га, в диагональ постоянного тока которого включен регулирующий транзистор, диагональ переменного тока соединен1а с входными зажимами инвертора, причем вспомогательный источкйк постоя ного напряжения включен в одно из плеч тиристорного моста, а управляющие электроды тиристоров соединены с блоком управления. На фиг. 1 приведена схема имитатора активной нагрузки; на фиг. 2 - вариант реализации блока формирования тока нагрузки; на фиг. 3 - блок формирования фронта, выполненный в виде тиристорного моста; на фиг. 4 - диаграммы, поясняющие работу имитатора. Схема содержит блок t формирования фронта тока нагрузки, вход которого соединен с выходом блока 2 управления. Во входной цепи имитатора включен датчик тока нагрузки 3, сигнал с которого поступает на вход измерителя 4 рассогласования, на другой вход которого пос-.тупаеь сигнал с задатчика 5 тока нагруз ки. Выход измерителя 4 подключен к вхо ду блока 2 управления. Блок I формирования подключен, параллельно нагрузочно. му устройству, содержащему входной индуктивный фильтр 6, ведомый сетью инвертор 7, блок 8 управления инвертором, который через измеритель рассогласования нагрузочного устройства Ю связан с задатчиком тока 5 и датчиком тока инвертора 9.. Вариант реализации блока I формирования тока нагрузки (фиг. 2) содержит два транзистора 11 и 12 противоположного типа проводимости. В коллекторную цепь транзистора 12 включен вспомогательный источник 13 постоянного напряжения. БЛОК I формирования фронта (фиг. 3) выполнен в виде тиристорного моста, образованного тиристорами 14-17, в диагональ постоянного тока которого вклю- чена транзисторная сборка 18, а в одно из плеч моста - вспомогательный источник 13 питания. Диаграммы (фиг.4) поясняют работу ш штатора, где 19 - сигнал задатчика тока нагрузки 5; 20 - ток инвертора 7; 21 - ток блока I формирования; 22 ток нагрузки. Имитатор активной нагрузки, работает следующим образом. Регулирование величины тока нагрузки испытуемого источника питания осу8ществляется путем изменения угла уп- равления инвертора 7. Электрическая энергия постоянного тока через входной фильтр 6 поступает на вход ведомого сетью инвертора 7, преобразуется им в энергию переменного тока и передается в сеть. В статическом режиме ток 22 нагрузки (фиг. 4) протекает через входной фильтр б и ведомый сетью инвертор 7, который, благодаря отрицательной обратной связи, осуществляемой с помощью измерителя рассогласования, стабилизирует ток на уровне, соответствующем величине заданной задатчиком 5 величины i-oKa нагрузки. Пусть в момент времени Ч;1 (фиг. 4) сигналом 19 задатчика 5 резко изменяется в направлении наброса нагрузки, что приводит к появлению сигналов рассогласования на выходах измерителей 4 и 9 рассогласования, которые воздействуют на схемы 2 и 8 управления блоком I формирования фронта и ведомым инвертором 7 (фиг. I) соответственно. Блок 1 формирования фронта начинает отработку сигнала, в результате чего ток 22 нагрузки (фиг. 4) увеличивается до заданной величины, причем через блок I формирования фронта протекает ток 21, равный по величине набросу нагрузки. Инвертор 7 также начинает отрабатывать свой сигнал управления, и его ток 20 плавно увеличивается до нового заданного значения, при этом ток 21, протекающий через блок I формирования фронта, уменьшается до нуля. По окончании переходного режима инвертора 7 весь ток нагрузки протекает через него. При сбросе нагрузки в момент времени-Ь процессы в имитаторе не отличаются от описанных выще с той лишь разницей, что изменяется направление тока, протекающего через бйок 1 формирования. При этом во время наброса нагрузки ток блока формирования регугафуется транзистором 11, а во время сброса - транзистором 12 через вспомогательный источник 13. При использовании блока формирования, вьшолненного с использованием тиристорного моста во время нагрузки работают тиристоры 15 и 16 и и регулирующий транзистор 18, а во время сброса нагрузки - тиристоры 14 и 17, регулирующий транзистор 18 и вспомогательный источник 13. Таким образом, предлагаемый имитатор активной нагрузки позволяет достичь полноты подобия процессов, протекающих при нагрузке испытуемого источника на реальную нагрузку, в том числе дает возможность воспроизводить резкие динамические режимы, например, сбросы-набросы нагруз1Ш с крутым передним фронтом, длительность которых в основном определяется инерционностью злеме15Тов формирователя фронта тока нагрузки, которая незначительна по срав нению с инерционностью входного индуктивного фильтра ведомого сетью инвертора, так как указанные элементы формирователя вьшолняются на полупроводни ковых приборах, обладающих достаточно высоким быстродействием. Формула изобретения 1. Имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтромна входе, задатчик тока нагрузки, связанный с инвертором, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик имитатора, параллельно входным зажимам инвертора подключен блок формирования фронта Тока нагрузки, а во входную цепь имитатора включен датчик тока, выходом подключенный к пфвому входу измерителя рассогласования, к вто рому входу которого подключен заДатчик тока нагрузки, а выход измерителя рассогласования подключен к входу блока формирования фронта тока нагрузки. 2.Имитатор по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что блок формирования фронта тока нагрузки выполнен на двух транзисторах противоположного типа проводимости, объединенные базы которых образуют вход блока формирования, объединенные эмитт ы соединены с одним входным зажимом инвертора, другой зажим которого связан с коллектором первого транзистора непосредственно, а с коллектором второго транзистора - через вспомогательный источник постоянного напряжения. 3.Имитато р по п. 2, о т л и ч а ю щ и и., с я тем, что блок формирования фронта тока нагрусйки выполнен в виде тиристЬрного моста, в диагональ постоянного тока котоп рого включен регулирующий транзистор, диагональ племенного тока соединена, с входными зажимами инвертора, причем вспомогательный источник постоянного напряжения включен в одно из плеч тиристорного моста, а управляющие электроды тиристоров соединены, с блоком управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 1.Авторское свидетельство СССР fc 686136, кл. И02 Р 9/42, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР fo 736339, кп. Н02Р 9/42, 1977.

iv.

ф1/г.