Устройство для моделирования тиристорного ключа Советский патент 1982 года по МПК G06G7/62 

(50 УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТИРИСТОРНОГО КЛЮЧА

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при. моделировании бесконтактных тиристорных ключей переменного тока на аналоговых вычислительных машинах,

Известен бесконтактный тиристорный ключ переменного тока, содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора

Однако этот тиристорный ключ не может быть использован для моделирования процессов переключений напряжения переменного тока, питающего тир исторный пр;еобразователь, на аналоговых js вычислительных машинах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования фазы с симметричным тиристором, содержао|ее;ин- 20 тегратор, реле и диоды 2.

Однако указанное устройство также неприменимо для моделирования процессов переключения напряжения переменного тока, питающего тиристорный преобразователь -.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет моделирования процесса переключения питающего напряжения переменного тока.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования тиристорного ключа, содержащее операционный усилитель, вход которого через первый масштабный резистор соединен с информационным входом устройства, а выход является выходом устройства, два двухобмоточных реле, первые выводы первых обмоток которых , через соответствуюи4ие коммутирующие диоды подключены соответственно к шинам опорного напряжения отрицательной и положительной полярности, а также второй и третий масштабные резисторы, введено однообмоточное реле, а первые выводы вторых обмоток двухобкюточных реле соединены с первыми 39 выводами их первых обмоток, причем обмотка однообмотомного реле включена между шиной нулевого потенциала и управляющим входом устройства, пер ключающий контакт однообмоточиого ре ле соединен с шиной задания отрицательной формы тока одной фазы, его замыкающий и размыкаюидий контакты соединены соответственно со вторыми выводами обмоток первого двухобмоточ ного реле, переключающий контакт которого соединен с шиной задания поло жительной формы тока одной фазы, а его размыкающий и замыкающий контакты соединены соответственно со вторы ми выводами обмоток второго двухобмоточного реле,-контакты которого включены между входом операционного усилителя и одним выводом второго масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя,в цепь отрицательной обратной связи которого включен третий масштабный резистор На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие ее работу. Устройство содержит одноЬбмоточно реле 1 с обмоткой 2 и контактами 3, t kT 5, два двухобмоточных реле 6 и 7 с обмотками соответстЕ енно 8 и в, 9 и 9/2 и контактами 10, 11, 12 и 13 Кроме того, в состав устройства входит операционный усилитель 1 с масштабными резисторами 15 16 и 17 а также коммутирующие диоды 18 и 19. На шины 20 и 21 поданы опорные напря жения соответственно отрицательной и положительной полярности. Позициями 22 и 23 обозначены соответственно .информационный и упраЕШяющий входы устройства,а позициями и 25 - шин задания отри((ательной и положительной УП формы тока одной фазы. Источником управляющего напряжения и у .может быть источник питания аналоговой вычислительной машины -f2it В или +10а В, или -100 В. На диоды 18 и 19 подаются опорные напряжения положительной и отрицательной полярности Иуд,неизменные по модулю и соответствущие току удержа ния тиристоров. Это напряжение рекомендуется принимать равным 2В. Устройство работает следующим об ра,зом 9 Если величины сопротивлений резисторов 15 и 17 усилителя k равны, то при подаче на информационный вход 22 напряжения U, показанного на фиг, 2о штриховой линией и моделирующего напряжения переменного тока, питающего тиристорный преобразователь, на выходе усилителя появится напряжение и , равное по величине напряжению (j , но противоположное по фазе, Пусть при отсутствии напряжения управления (Jy на входе 23 состояние устройства соответствует фиг, 1, тогда на выходе усилителя 1 появится напряжение U, равное по величине напряжению (J- и противоположное . по фазе. Предположим, что в момент времени обмотку 2 реле 1 подано напряженке управления (jy Тогда реле 1 переключает свои контакты. Однако реле 6 не может переключить свои контакты, поскольку напряжение по величине больше напряжения ( соответствующего току удержания тиристоров, прикладываемого к катоду диода 18. При снижении напряжения Up до величины, меньшей этого напряжения UyA, диод 18 открывается и реле 6 переключает свои контакты. Поскольку напряжение Up в этот момент времени равно нулю, то диод 19 открыт и реле 7 замыкает свой контакт, включенный последовательно с резистором 16 в цепи обратной связи усилителя 1. Коэффициент передачи усилителя It уменьшается скачкообразно в зависимости от величины сопротивления резистора 16, напряжение на выходе усилителя 14 также скачкообразно уменьшается (фиг. 2а). Величина тока тиристорного преобразователя и его форма изменяются зависимо от параметров его расчетной схемы и величины напряжения . Пусть в момент времени IDt, напряжение управления и становится равным нулю, при этом реле 1 переключает свои контакты в начальное положение. Ввиду отсутствия отрицательного напряжения tJ в данный момент времени диод 18 открыт и реле 6 также переключает свои контакты в начальное положение. Поскольку на переключающем контакте П имеется напряжение II , то диод 19 откроется, когда напряжение Ufj станет по величине меньшим напряжения sA- Тогда реле 7 размыкает сво контакт в цепи резистора 16 и напряжение IJjt на выходе усилителя 1 скам кообразно увеличивается. Аналогично работает устройство в другие моменты времени подачи и снятия напряжения управления 1). Таким образом, благодаря использованию усилителя со скачкообразным изменением коэффициента передачи воз можно расширить область применения устройства за счет моделирования тиристорного-ключа, используемого для переключения напряжения переменного .тока, питающего тиристорный преобразовательОормула изобретения Устройство для моделирования тиристорного .ключа, содержащее операци онный усилитель, вход которого через первнй масштабный резистор соединен с информационным входом устройства, ,а выход явлйется выходом устройства, два двухобмоточных реле, первые выводы первых обмоток которых через со ответствуюи ие коммутирующие диоды подключены соответственно к шинам опорного напряжения отрицательной и положительной полярности, а также второй и третий масштабные резисторы отличающееся тем, что, с целью расширения области применени за счет моделирования процесса переключения питаю1цего напряжения переменного тока, оно содержит однообмоточное реле, а первые выводы вторых обмоток двухобмоточных реле соединены с первыми выводами их первых обмоток, причем обмотка однообмоточного реле включена между шиной нулевого потенциала и управляющим входом устройства, переключающий контакт однообмоточного реле соединен с шиной задания отрицательной формы тока одной Лазы, его замыкающий и размыкающий контакты соединены соответственно со вторыми выводами обмоток первого двухобмоточного реле, переключающий контакт которого соединен с шиной задания положительной формы тока одной фазы, а его размыкающий и.замыкающий контакты соединены соответственно со вторыми выводами обмоток второго двухобмоточного реле, контакты которого включены между входом операционного усилителя и одним выводом второго масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которогб включен третий масщтабнуй резистор, 1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред, И.М. Чиженко. Киев, Техника, 1978, с. 197, рис. 4,23, а. 2о Стульников В.И,,Колчев Е.В. Моделирование полупроводниковых преобразователей, Киев, Техника, 1971, с, 98, рис. 6.