Устройство для моделирования электромагнитных переходных процессов в системах с распределенными параметрами

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ, содержащее модель короткозамкнутого витка и источник питания, выполненный в виде генератора переменного напряжения, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования путем учета переходных процессов в первичном контуре, в него введены два выпрямительных диода, накопительная катушка индуктивности, модель активного сопротивления обмотки возбуждения , выполненная в виде резистора;, и модель индуктивности обмотки возбуждения , выполненная в виде конденсатора , причем одни выводы резистора и конденсатора соединены с анодом первого выпрямительного диода, катод которого соединен с одним выводом накопительной катушки индуктивности , и с катодом второго выпрями-. Т€ льн6го диода, анод которого соедиS нен с одним выводом источника -питания , другой вывод которого соединён, с объединенными другими выводами накопительной катушки индуктивности , резистора и конденсатора, выводы которого соединены соответственно с выводами модели короткоз амкну- , того витка.. Од 00

СОЮЗ СаВЕТСНИХ

COUW РЕСПУБЛИН (5Н G 06 G 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОМНРЬПЛФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3287727/18-24 (22) 13.05.81 (46) 07.04.83. Вюл, 9 13 . (72) В.И. Бар (71) Тольяттинский политехнический институт (53) 681.333(088.8) (56) 1. Карпенко Л.Н. Быстродействующие электродинамические отключающие устройства."Энергия", 1973, с. 63.

2. Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих .средах. М., "Энергия", 1975, с. 57 (прототип). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМ3й НИТНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ

ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ, содержащее модель коротказамкнутого витка и источник питания, выполненный в виде генератора переменного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

„„SU„„ 1010618 A повышения точности моделирования путем учета переходных процессов в пер-. вичном контуре, в него введены два выпрямительных диода, йакопительная катушка индуктивности, модель активного сопротивления обмотки возбуждения, выполненная в виде резистора и модель индуктивности обмотки возбуждения, выполненная в виде конденсатора, причем одни выводы резистора и конденсатора соединены с анодом первого выпрямительного диода, катод которого соединен с одним выводом накопительной катушки индуктивности, и с катодом второго выпрямительного диода, анод которого соединен с одним выводом источника пита- Я ния, другой вывод которого соединен. с объединенными другими выводами накопительной катушки индуктивности, резистора и конденсатора, выводы которого соединены соответственно с выводами модели короткозамкну-, и того витка.

1010б18

Изобретение относится к электрическому моделированию физических процессов, в частности для моделирования электромагнитных переходных ,процессов в индукционно-динамическом преобразователе энергии.

Индукционно-динамический преобразователь представляет собой систему с двумя магнитно-связанными контурами: первичным (накопитель энергии — обмотка возбуждения) и вторичным (короткозамкнутый витой).. В качестве накопителя энергии обычно используетея конденсаторная бата- . рея. Для усиления магнитной связи и сосредоточения магнитного поля в 15 определенной области пространства

ИДП могут содержать ферромагнитные материалы. В таких ИДП обмотка возбуждения располагаетая в пазу ферромагнитного индуктора (1).

Наиболее близким к предлагаемому является моделирующее устройство, на основе твердой проводящей среды.

Электропронодная бумага с нанесенным на нее граничным электродом нак ладывается на конденсаторный слой, состоящий из диэлектрика и электро-да. Таким образом между слоем бумаги и электродом создается распределенная электрическая емкость.Под.ключением источника переменного на-. пряжения е(t) между электродами создается ток, распределенный по поверхности бумаги. С помощью источника переменного напряжения задается за.кон изменения напряжения на границе модели (2).

При этом процессы в модели витка не влияют на изменение этого напряжения, что снижает точность моделирования.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Для достижения поставленной цели 45 в устройство для моделирования электромагнитных переходных процессов в системах с распределенными параметрами, содержащее, модель короткозамкнутого витка и источник питания, выполненный в виде генератора переменного напряжения, дополнительно введены два выпрямйтельных диода, накопительная катушка индуктивности,модеЛь активного сопротивления обмотки возбуждения выполненная в виде резистора, и модель индуктивности обмотки возбуждения, выполненная в виде конденсатора; причем одни выводы резистора и конденсатора соединены с анодом первого .выпрямительного .60 диода, катод которого соединен с одним выводом накопительной. катушки индуктивности, и с катодом второго выпрямительного диода, анод которого соединен с одним выводом источника питания, другой вывод которого соединен с объединенными другими выводами накопительной катушки индуктивности, резистора и конденсатора, выводы которого соединены соответственно с выводами модели короткозамкнутого витка.

На чертеже изображено предлагае-, мое устройство.

Устройство содержит модель 1 короткозамкнутого витка, источник 2 питания, первый и второй выпрямительные диоды 3 и 4 (ключи), накопительную катушку 5 индуктивности, модель активного сопротивления: обмотки возбуждения выполненную в виде резистора б и модель индуктивности обмоток возбуждения; выполненную в ниде конденсатора 7.

Устройство работает следующим образом.

В положительный цолупериод напряжения открывается выпрямительный диод, включенный между источником

2 питания и катушкой 5 индуктивности, диод 3 заперт, ток через резистор б, конденсатор 7 и модель короткозамкнутого витка не протекает.

Ток н катушке индуктивности нарастает (происходит зарядка накопителя), затем, достигнув максимального значения, ток начинает уменьшаться. г

Напряжение на катушке меняет знак.

Диод 4 закрывается, а диод 3 открывается. Ток, протекающий через катушку индуктивности, в первый момент после открытия диода замыкается через конденсатор, который начинает заряжаться. В дальнейшем ток замыкается через конденсатор, резистор и мо» дель витка.

Источник 2 питания может быть выполнен в виде источника постоянного напряжения, а диод 4 — в виде управляемого ключа. После замыкания (управляемого) ключа 4 ток в катушке индуктивности нарастает. Диод

3 заперт. После достижения током максимального значения ключ 4 размыкается. Ток начинает уменьшаться.

Открывается диод 3. После открытия диода 3 начинается непосредственно процесс моделирования. В этой фазе источник питания на катушку 5 индуктивности никакого влияния не оказывает. Значение тока после открытия диода 3 является начальным для фазы моделирования и соответствует начальному напряжению на емкостном накопителе энергии оригинала. Накопительная катушка 5 индуктивности соответствует емкостному накопите- лю энергии, резистор б и конденсатор

7 - первичйой обмотке натуры (индукционно-динамического преобразователя) 1010618

Составитель И. Лебедев

Техред М. Тепер КорректорИ. Шулла.Редактор О. Сопко

Заказ 2488/37. Тираж 704 Подаисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Исследования на устройстве для моделирования.,заключаются в осциллографировании напряжений и токов в эле- ментах устройства.

-4

Предлагаемое устройство повышает точность моделирования, что позволяет решать задачи с точностью численных методов исследования.