Устройство для моделирования вентильных преобразователей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ содержащее триггер, источник тока, первый и второй тиристорные вьшрямители, информационные входы которых являются соответственно первым и вторым фазными входами трехфазного источника переменного напряжения устройства, блок моделирования напряжения вентиль ного преобразователя, источник постоянного напряжения, блок моделирования тока нагрузки, состоящий из суммирукнцего интегратора, масштабного резистора и ограничительного диода, блок моделирования тока коммутации, состоящий из суммирующего интегратора и масштабного резистора, выход источника постоянного напряжения соединен с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки, выход которого через масштабный , резистор своего блока соединен с Ьторым входом суммирующего интегратора своего блока, третий вход которого соединен с анодом ограничительного диода, катод которого подключен к вьгходу суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и к первому входу нуль-органа , второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен непосредственно с выходом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации и через масштабный резистор этого блока - с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, блок моделирования напряжения вентильного i преобразователя содержит суммирующий интегратор, масштабньш резистор и (Л сумматор, выход которого является выходом напряжения вентильного преобС разователя устройства и подключен к первому входу суммирующего интегратора своего блока, второй вход которого через масштабный резистор соединен со своим выходом и первым вхосо дом сумматора этого блока, второй вход которого соединен с выходом сум4 мирующего интегратора блока модели ;о рования тока нагрузки, выход источника постоянного напряжения подключен к третьему входу суммирующего интегратора блока моделирования напряжения вентильного преобразователя, выход нуль-органа соединен с первым установочным входом триггера и управляющим входом второго тиристорного выпрямителя , в ыход, которого соединен с выходом источника тока, выходом первого тиристорного выпрямителя, четвертым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и вторым входом суммирующего ин

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..80„„1137491

4(51) С 06 6 7 62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbtTHA (21) 3631883/24-24 (22) 12,08.83 (46) 30.01.85. Бюл. Ф 4 (72) А. И. Пономаренко и В. А. Аксенов (71) Ставропольский политехнический институт (53) 681,333(088 ° 8) (56) 1. Богрый В, С. и др. Математическое моделирование тиристорных преобразователей, М., "Энергия", 1972, с. 139-151.

2. 1оз1p Lakote. Simulation von

stromrichtergespeisteu G1eihstromMotorantieben, ETZ-А, Bd. 94, 1973.

Н. 1 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ содержащее триггер, исчочкик тока, первый и второй тиристорные выпрямители, информационные входы которых являются соответственно первым и вторым фазными входами трехфазного источника переменного напряжения устройства, блок моделирования напряжения вентиль ного преобразователя, источник постоянного напряжения, блок моделирования тока нагрузки, состоящий из суммирукнцего интегратора, масштабного резистора и ограничительного диода, блок моделирования тока коммутации, состоящий из суммирующего интегратора и масштабного резистора, выход источника постоянного напряжения соединен с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки, выход которого через масштабный, резистор своего блока соединен с вторым входом суммирующего интегратора своего блока, третий вход которого соединен с анодом ограничительного диода, катод которого подключен к выходу суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и к первому входу нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен непосредственно с выходом сум. мирующего интегратора блока моделирования тока коммутации и через масштабный резистор этого блока — с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, блок моделирования напряжения вентильного преобразователя содержит суммирующий PQ интегратор, масштабный резистор и сумматор, выход которого является выходом напряжения вентильного преоб. С разователя устройства и подключен к первому входу суммирующего интегратора своего блока, второй вход которого через масштабный резистор со- ® единен со своим выходом и первым вхо. дом сумматора этого блока, второй Ср3 вход которого соединен с выходом сум- Д мирующего интегратора блока модели- ф рования тока нагрузки, выход источ- Я ) ника постоянного напряжения подключен ф, к третьему входу суммирующего интегратора блока моделирования напряжения вентильного преобразователя, выход нуль-органа соединен с первым установочным входом триггера и управляю- фЬ щим входом второго тиристорного выпрямителя, выход, которого соединен с выходом источника тока, выходом первого тиристорного выпрямителя, четвертым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и- вторым входом суммирующего ин113749 l тегратора блока моделирования тока коммутации, третий вход которого подключен к выходу триггера, второй установочный вход которого соединен с управляющим входом первого тиристорного выпрямителя и является входом залуска устройства, выход суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки подключен к второму

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования вентильных преобразователей в системах автоматического регулирования, 5

Известно устройство для моделирования выпрямителя, содержащее ключи, имитирующие работу каждого вентиля, инвертирующие операционные усилители, суммирующие операционные усилители, блоки вычисления тока нагрузки тока коммутации, вентилей и выходного напряжения выпрямителя (1) .

Недостатки данного устройства— сложность моделирования процессов в реальном масштабе времени (из-за наличия инерционных реле), большое количество ключей, выполненных на основе контактов реле, необходимость специальной системы управления реле 20 (логический блок модели), снижение точности моделирования из-за представления вентилей идеальными ключами.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению является уст ройство для моделирования вентильных преобразователей, содержащее триггер, источник тока, первый и второй тиристорные выпрямители, информационные входы, которых являются соответственно 30 первым и вторым фазными входами трехфазного источника переменного напряжения устройства, блок моделирования напряжения вентильного преобразователя, источник постоянного напряжения, З5 блок моделирования тока нагрузки, состоящий иэ суммирующего интегратора, масштабного резистора и ограничительного диода, блок моделирования тока коммутапии, состоящий из суммирующе- 40

ro интегратора и масштабного резистора, выход источника постоянного навходу сумматора блока моделирования напряжения вентильного преобразователя и является выходом тока нагрузки вентильного преобразователя устройства, выход тока коммутации вентильного преобразователя которого подключен к выходу суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации. пряжения соединен с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки, выход которого через масштабный резистор своего блока соединен с вторым входом суммирующего интегратора этого блока, третий вход которого соединен с анодом ограничительного диода, катод которого подключен к выходу,.суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и к первому входу нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен непосредственно с выходом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации и через масштабный резистор этого блока — с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации. Кроме того, устройство содержит компараторы, ключи и логические элементы (2) .

Недостатки известного устройствасложность схемы, связанная с применением ключей и наличием системы управления этими ключами при моделировании процессов в режиме прерывистых токов, применение трех источников постоянного. напряжения, необходи. мость фазового сдвига импульсов управления, недостаточная точность моделирования из-за большого числа аналоговых преобразований.

Целью изобретения является повышение точности моделирования вентиль., ного преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что s устройстве, содержащем . триггер, источник тока, первый и второй тиристорные выпрямители, ин.формационные входы которых являются соответственно первым и вторым фаз-

1137491 ными входами трехфазного источника переменного напряжения устройства, блок моделирования напряжения вентильного преобразователя, источник постоянного напряжения, блок моделирования тока нагрузки, состоящий иэ суммирующего интегратора, масштабного резистора и ограничительного . диода, блок моделирования тока коммутации, состоящий из суммирующего интегратора и масштабного резистора, выход источника постоянного напряжения соединен с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки, выход которого через масштабный резистор своего блока соедин н с вторым входом суммирующего интегратора своего блока, третий вход которого соединен с анодом ограничительного диода, катод которого подключен к выходу суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и к первому входу нуль-орга на, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен непосредственно с выходом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации и через масштабный резистор этого блока — с первым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации, блок моделирования напряжения вентильного преобразователя содержит суммирующий интегратор, масштабный резистор и сумматор, выход которого является выходом напряжения вентиль-. ного преобразователя устройства и подключен к первому входу суммирующего интегратора своего блока, второй вход которого через масштабный резистор соединен со своим выходом и первым входом сумматора этого блока, второй вход которого соединен с выходом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки, выход источника постоянного напряжения подключен к третьему входу суммирующего интегратора блока моделирования напряжения вентипьного преобразователя, выход нуль-органа соединен с первым установочным входом триггера и управляющим входом второго тиристорного выпрямителя, выход которого соединен с выходом источника тока, выходом первого тиристорного выпрямителя, четверТым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки и вторым входом суммирующего интегратора блока моделирования тока колжутации, третий вход которого подключен к выходу триггера, второй установочный вход которого соединен с управляющим входом первого тирис- торного выпрямителя и является входом запуска устройства, выход суммирующего интегратора блока моделирования тока нагрузки подключен к второ-!

О му входу сумматора блока моделирования напряжения вентильного.преобразователя устройства, и является выходом тока нагрузки вентильного преобразователя устройства, выход тока комму 5 тации вентильного преобразователя которого подключен к выходу суммирующего интегратора блока моделирования тока коммутации.

На фиг. 1 представлена блок-схема

20 устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы процессов, поясняющие работу устройства с активно-индуктивной нагрузкой, 25

Устройство содержит тиристорные выпрямители 1 и 2, блок. 3 моделирования тока нагрузки, блок 4 моделирования напряжения вентьльного преобразователя, источник 5 постоянного напряжения, нуль-орган 6,, инвертор 7, 30 блок 8 моделирования тока коммутации, триггер 9, источник постоянного тока 10.

Блок 3 моделирования тока нагруз ки содержит масштабный резистор 11, 35 суммирующий интегратор 12 и ограничительный диод 13.

Блок 4 моделирования напряжения вентильного преобразователя содержит масштабный резистор 14,.суммирующий

40 интегратор 15 и сумматор 16.

Блок 8 моделирования тока комму" тации содержит масштабный резистор

17, суммирующий интегратор 18.

Устройство работает следующим об45 разом.

На вход запуска подаются импульсы управления. С приходом импульса открывается соответствующий тиристорный выпрямитель 1 (фиг. 2), Нуль-ор50 ган 6 находится в исходном состоянии

Нулевой сигнал с выхода нуль-Органа

6 подается одновременно на управляющий вход тиристорного выпрямителя 2 и на вход R"òðèããåðà 9. Выходным сиг.

55 налом "1" логической единицы Q - =! триггер 9 включает блок 8 моделирования тока коммутации. Таким образом, с началом работы первого тиристорно"

1137491

3 го выпрямителя 1 блок 3 моделирования тока нагрузки формирует сигнал

1, отображающий ток преобразователя, а блок 8 — сигнал iq отображающий ток коммутации (фиг. 2) . Сигналы ig u i сравниваются на суммик рующем входе нуль-органа 6. В момент превышения сигнала i< над сигналом нуль-орган 6 изменяет состояние (на выходе формируется сигнал " 1" }, 10

Сигнал "1" нуль-органа 6 включает соответствующий тиристор тиристорного выпрямителя 2 и меняет состояние триггера 9 (R = 1, S = О, О 0).

Нулевым сигналом триггер блокирует 15 работу блока 8 моделирования тока коммутации. Разность сигналов i, è меняет знак, и нуль-орган 6 переходит в исходное состояние "О" на выходе 20

С приходом нового управляющего импульса работа устройства повторяется, моделирование выходного напряжения вентипьного преобразователями U с учетом нагрузки (например, двига- 25 теля постоянного тока) осуществляется блоком 4 моделирования напряжения вентильного преобразователя, состоящим из суммирующего масштабного резистора 14, интегратора 15 и сумматора 16. Они образуют следящую систему автоматического регулирования.

При равенстве передаточных функций блоков 3 и 4 в интервале проводимости вентилей на выходе сумматора 16 формируется сигнал, пропорциональный выходному напряжению преобразователя и, Таким образом, устройство моделирует работу вентильного преобразователя как в непрерывном так и в прерывистом режиме тока.

Предложенное устройство выгодно отличается от известного тем, что оно содержит меньшее число аналоговых преобразований .и элементов схемы.

Это позволяет повысить точность моделирования, а также снизить материальные затраты. Моделирование процессов в реальном масштабе времени позволяет широко использовать предложенное моделирующее устройство в составе реальных автоматических систем, например электропривода.

1137491! l 3749!

Ups

Тираж 7!О . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I)3035, Москва, Ж«35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ !0526/37

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

Составитель В. Рыбин

Редактор М. Циткина Техред Т.Фанта Корректор Е. Сирохман