Устройство для моделирования электрическихцепей

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

32l832

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 07. I V.1970 (М 1422908/18-24) МПК G 06g 7/62 с присоединением заявки М

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 19.Х1,1971. Бюллетень Мо 35

Дата опубликования описания 31.1.1972

УДК 681.333(088.8) Авторы изобретения

И. Ф. Калинин, Б. П. Соустин и В. И.

Заявитель Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском политехническом институте им. С. М. Кирова

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известные устройства для моделирования электрических цепей не позволяют исследовать электромагнитные процессы в замкнутых электрических цепях.

Целью предлагаемого изобретения является моделирование электромагнитных процессов в замкнутых электрических цепях, форма токов (напряжений) в которых отслеживает форму входного сигнала с заданной ошибкой.

Эта цель достигается тем, что обмотка реле блока сравнения подключена к блоку обратной связи и через н.з. контакт коммутационного реле — к генератору входного сигнала, который подключен к модели нагрузки через генератор прямоугольных импульсов; первый н.з. контакт реле блока сравнения и блок обратной связи — к обмотке реле блока сравнения через операционный усилитель и н.р. контакт коммутационного реле, обмотка которого через второй н.з. контакт реле блока сравнения закорочена, а через второй н.р. контакт этого же реле подключена к источнику коммутационного напряжения; модель нагрузки через первый н.р. контакт реле блока сравнения закорочена. Все устройство может быть выполнено на элементах аналоговых вычислительных машин.

Настоящее устройство предназначено для моделирования электромагнитных процессов в замкнутых электрических цепях с комплексным характером сопротивления, форма тока

5 (напряжения) в которых должна отслеживать форму входного сигнала.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже.

Генератор 1 прямоугольных импульсов под10 ключсн через первый н.з. контакт реле блока сравнения 2 и устройство обратной связи 3 к модели нагрузки 4. Через первый н.р. контакт реле блока сравнения 2 и блок обратной связи 8 модель нагрузки 4 соединена с нуле15 вой шиной. Выход блока обратной связи подключен к обмотке реле блока сравнения.

К обмотке реле блока сравнения через н.з. контакт коммутационного реле 5 подключен и выход генератора б входного сигнала. Об20 мотка реле 5 через второй н.з. контакт блока

2 соединена с нулевой шиной, а через второй н.р. контакт подключена к источнику коммутационного напряжения. Кроме того, к обмотке реле блока сравнения 2 подключен вы25 ход генератора б входного сигнала через операционный усилитель 7 и н.р. контакт коммутационного реле 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении на аналоговой вычисли30 тельной машине команды «Пуск» генератор

321832

Составитель Е. Тимохина

Техред 3. Тараненко

Корректор Т. Китаева

Редактор Б. Нанкина

Заказ 36/11 Изд. Ко 1712 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 входного сигнала (ГВС) б выдает заданную форму напряжения. Одновременно включается генератор прямоугольных импульсов (ГПИ) 1 и выдает напряжение постоянной амплитуды, полярность которого определяется полярностью ГВС. При зменении полярности ГВС полярность ГПИ также меняется, однако амплитуда остается постоянной. Следовательно, после включения устройства модель нагрузки (МН) 4 подключена через первый н.з. контакт реле блока сравнения (РБС)

2 на напряжение ГПИ постоянной амплитуды, а обмотка РБС подключена через н.з. контакт коммутационного реле (КР) 5 на напряжение ГВС, которое изменяется по заданному закону. Если МН имеет характер активно-индуктивный, то устройство обратной связи (УОС) 8 выдает на обмотку РБС сигнал в форме напряжения, пропорциональный току нагрузки. Если МН имеет активно-емкостный характер, то УОС выдает на обмотку

РБС сигнал, пропорциональный напряжению на емкости МН. Амплитуда напряжения

ГПИ выбирается заведомо большой, чтобы ток (напряжение), соответственно напряжение УОС, нарастал достаточно быстро. Пока напряжение ГВС больше напряжения УОС н.з. контакты РБС остаются замкнутыми.

При превышении напряжением УОС напряжения ГВС, РБС срабатывает и замыкает н.р. контакты. MH закорачивается, и УОС выдает напряжение, спадающее во времени со скоростью, определяемой постоянной времени

МН. Обмотка КР 5 подключается к источнику коммутационного напряжения и его н.р. контакт подключает обмотку РБС на ГВС через операционный усилитель, имеющий коэффициент усиления меньше единицы, т. е. на обмотку РБС подается уменьшенное напряжение ГВС. Когда напряжение УОС станет равным уменьшенному напряжению ГВС, контакты РБС возвращаются в первоначальное состояние, МН вновь подключается к

ГПИ, а к обмотке РБС вновь подается полное напряжение ГВС через н.з. контакты КР, которое также вернулось в первоначальное состояние. Далее картина повторяется.

Изменяя величину коэффициента операционного усилителя, можно задавать ошибку слежения формы тока (напряжения) МН напряжением ГВС. Ошибка принципиально необходима в системе.

Генератор входного сигнала в зависимости от возможности аналоговой вычислительной машины может сам генерировать заданную форму напряжения или управляться выходным сигналом.

Работа устройства возможна лишь при условии, что исследуемая электрическая цепь обладает постоянной времени и выполняется условие Тпер (< Тц« Тпп где: Тц — постоянная времени исследуемой цепи; Т„„— длительность полупериода входного сигнала; Т„,„— время перелета якоря РБС и КР.

В случае невыполнения этого условия необходимо изменять масштабы времени генератора входного сигнала ГВС и модели нагрузки МН и амплитуду генератора прямоуголь10 ных импульсов ГПИ.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования электрических цепей, содержащее блок сравнения, блок

15 обратной связи, генератор входного сигнала, модель нагрузки, операционный усилитель, генератор прямоугольных импульсов и реле, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем обмотка реле

20 блока сравнения подключена к блоку.обратной связи и через н.з. контакт коммутационного реле — к генератору входного сигнала, первый выход которого соединен с генератором прямоугольных импульсов, выход которо25 го через первый н.з. контакт реле блока сравнения и блок обратной связи подключен к модели нагрузки, второй выход генератора входного сигнала через операционный усилитель и н.р. контакт коммутационного реле

30 соединен с обмоткой реле блока сравнения, обмотка коммутационного реле через второй н.з. контакт реле блока сравнения соединена с нулевой шиной, причем модель нагрузки через первый н.р. контакт блока сравнения

35 также соединена с нулевой шиной.