Устройство для моделирования изменения мощности нагрузки электроприемников

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет подбора токоведущих элементов систем электроснабжения с учетом степени их возможности нагрева. Устройство содержит N каналов моделирования, каждый из которых состоит из генератора прямоугольных импульсов, распределителя уровней сумматоров, управляющего триггера, многовходового элемента И. В устройство дополнительно введены блок индикации, группа дифференцирующих цепочек, группа коммутаторов, ограничительный резистор, усилитель постоянного тока, квадратор, компаратор, многопозиционный переключатель, источник опорного напряжения, счетчик, элемент ИЛИ, таймер, дешифратор, датчик среднего значения тока нагрузки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19 (11) G 06 G 7/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 903911 (21) 4412255/24-24 (22) 11.01,88 (46) 15.05.90. Бюл. Р 18 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Ф.Ермаков (53) 681. 333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 903911, кл. G 06 G 7/62, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники. Целью изобретения является расширение области применения

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может использоваться для подбора токоведущих элементов систем электроснабжения, например кабелей, с учетом степени их возможного нагрева.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет подбора токоведущих элементов систем электроснабжения с учетом степени их возможного нагрева.

На фиг. 1 и 2 представлены схема устройства и диаграмма его работы.

Устройство содержит и каналов моделирования, каждый из которых содержит генератор 1п прямоугольных им2 устройства за счет подбора токоведущих элементов систем электроснабжения с учетом степени их возможного нагрева. Устройство содержит и каналов моделирования, каждый из которых состоит из генератора прямоугольных импульсов, распределителя у-ровней, сумматоров, управляющего триггера, мно.-с чходового элемента И. В устройство дополнительно введены блок индикации, группа дифференцирующих цепс:-ек, группа коммутаторов, ограничительный резистор, усилитель постоянного тока, квадратор, компаратор, многопозиционный переключатель, источник опорного напряжения, счетчик, элемент ИЛИ, таймер, дешифратор, датчик среднего значения тока нагрузки.

2 ил. пульсов, распределитель 2п уровней и сумматор Зп, а также сумматор 4, управляющий триггер 5, многовходовой элемент И 6, сигнальную лампу 7, Кроме того, в состав устройства входит группа из k параллельных дифференци рующих цепочек, образованных конденсатором 8k и постоянными резисторами

9k, ком»утаторы 10» -10, ограничительный резистор 11, усилитель 12 постоянного тока, квадратор 13, компаратор 14, многопозиционный переключатель 15, источник 16 опорного напряжения, счетчик 17, элемент

ИЛИ 18, вход 19 запуска, таймер 20, де г шифратор 21, датчик 22 значения тока нагрузки, блок 23 индикации и резисторы 24.

1564655

ЗО л л»Ши Вк

М

+U =-- — U

М»» dt. »2- . R»» или адекватным ему л < Ж +11 AU 16» ц1

М»(Д » 35

Доп

1де ». — постоянная времени в k-й л л

k дифференцирующей цепи, образованной элементами 8 х-9»», U«,U - напряжения на выходах со- 40 ответственно усилителя )2 и сумматора 4 устройства;

Кх — величина сопротивления резистора в k-й дифференциру..ющей цепочке 45

U»»; — напряжение, задаваемое источником 16 опорного напряжения, IpoÄ вЂ” значение тока нагрузки, формируемоro датчиком 22 с учетом масштабного коэффициента m> устанавливающего соответствие между значением задаваемого тока и формируе-, мым кодом, 55

Устройство работает следующим образом.

Каналы моделирования в составе генераторов 1 -1 прямоугольных им-

»»» пульсов, распределителей 2„-2 уров-, ней H сумматоров 3» -Зп совместно с сумматором 4, управляющим триггером

5 и многовходовым элементом И 6 предназначены для моделирования процесса

iè3ìåHåHèÿ тока нагрузки в электросе1

; ти. При помощи дифференцирующих це- 10

; Почек (RC-цепей) задаются характерисики процесса изменения тока в токоедущих элементах, из которых выбиратся наиболее оптимальный. Коммута горы 10»-10к обеспечивают подключение 15 соответствующих дифференцирующих цепочек к входу усилителя 12 постоянного тока. Компаратор 14 сравнивает порное напряжение источника 16 с напряжением, формируемым на выходе 20 усилителя 12 ° Счетчик 17 формирует од для выбора одного из k токоведу» их элементов, таймер 20 задает продолжительность цикла моделирования.

Датчик 22 задает код номера кабеля 25

Со средним током моделируемой наГрузки.

Работа устройства описывается уравнением

Перед запуском системы. на выходе датчика 22 устанавливается код номера кабеля, ток I<« covopore примерно равен среднему з н ачению то к а н а груз". ки. В том случае, если трудно оценить

: реднее значение тока, на выходе датчика 22 устанавливается нулевой код, Время работы таймера 20 выбирается с учетом масштаба по времени

m, равным

Т= — К и. аах у где К вЂ” коэффициент, выбираемый в зависимости от требуемой точности расчета в интервале 3-5 л

». и, х- постоянная времени нагрева кабеля, длительно допустнмый ток которого равен или является ближайшим большим к максимальному значению тока нагрузки моделируемого процесса, если максимальное значение тока нагрузки заранее неизвестно и его трудно оценить, ro в качестве л

» „„,„задается максимальное л значение », ряда рассматриваемого типа кабеля.

Время Т также должно быть больше длительности цикла й,1 графика нагрузки.

Вход опорного напряжения компаратора 14 с помощью переключателя 15 подключается к выходу источника 16 который задает напряжение, ропорцио нальное максимально допустимой темо пературе t а„ расчетного кабеля

»мах

11»6 ш о где m, — масштаб по температуре нагрева кабеля.

Значения резисторов 9 -9к соотно» сятся, как а 9 одоп К дпп > -допа где TA и - длительно допустиж»й ток

i-ro кабеля;

К вЂ” номер кабеля по шкале стандар1 ных сечений.

Отношение резисторов 9»-9к к резистору 11 может быть рассчитано по формуле

1564655 6

Коммутатор 10 закрывается, конденсатор 8 разряжается через резистор

9 . Поскольку в момент открывания

1 коммутатора 10 конденсатор 8 бып разряжен, то в момент времени t< напряжение сумматора 4 спадает до нуля.

В момент времени t на выходе сумматора 4 вновь появляется первая ступень напряжения U . На выходе усилителя 12 вновь. начинает нарастать напряжение, однако теперь оно уже изменяется по экспоненте с постоянной ной нагрева кабеля с большим сечением. В момент времени t< напряжение

U достигает напряжения срабатывания компаратора 14 (это означает, что и второй кабель не проходит по нагреву), на выходе компаратора 14 формируется единичный сигнал. Содержимое счетчика 17 увеличивается на единицу и т.д.

Наконец, в момент времени и начинает имитироваться процесс нагрева очередного кабеля током нагрузки, s течение которого не наблюдается прео вышение допустимой температуры

В этом случае после окончания времени работы таймера 20 на его выходе появляется управляющий сигнал, который подается на вход многовходового элемента И 6. В момент окончания очередного цикла моделирования на выходе элемента И 6 появляется импульс, переводящий триггер 5 в единичное состояние. При этом прекращается процесс моделирования тока нагрузки и загорается сигнальная лампа 7, сигнализируя а6 окончании работы устройства, На блоке 23 отображается номер выбранного кабеля (по шкале стандартных сечений).

Формула изобретения

Устройство для моделирования asменения мощности нагрузки электроприемников по авт, св. Р 903911, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет подбора токоведущих элементов систем электроснабжения с учетом степени их возможности нагрева, в него дополнительно введены датчик среднего значения. тока нагрузки, счетчик, дешифратор, блок инди0 2

t pyleç

--Х- — - R ?Мп. mt, где m — масштаб по току нагрузки.

Параметры RC-цепей задают значение и постоянной нагрева „=R„С, где kномера конденсаторов 8 и резисторов

9 элементов.

При запуске устройства содержимое датчика 22 переписывается в счетчик 1?. В зависимости от переписанного кода на одном из выходов дешифратора 21 появляется управляющий сигнал, открывающий один из коммута 15 времени, соответствующей постоянторов 10; Например, когда на выходе датчйка 22 нулевой код, управляющий сигнал появляется на первом выходе дешифратора 21, открывая первый ком" мутатор 10„. В результате совокуп- 20 ность элементов, состоящая из резистора ll усилителя 12, резистора 9, конденсатора 8<, коммутатора 10 будет подготовлена к моделированию в качестве инерционного звена с посто- 25 и ниной времени

Сигнал запуска моделирования, подаваемый на вход 19, устанавливает в нулевое состояние таймер 20 и распределители уровней 2,-2 „. Сдновре- 30 менно триггер 5 устанавливается в единичное состояние и соответствующий сигнал запускает генераторы

1„-1,„ прямоугольных импульсов (фиг.2) и на выходе сумматора 4 формируется модель процесса изменения тока нагрузки. Напряжение U< соответствующее току Т, появляется в момент времени t и возводится квадратором

13 в квадрат, Это напряжение подает- 40 ся на вход подключенного к усилителю 12 RC-цепи (конденсатор 8„, резистор 9к), в результате чего выходное напряжение усилителя 12 изменяется пропорционально температуре нагрева

k=1 токоведущего элемента (кабеля).

В момент времени t < (фиг. 2) напряжение U достигает опорного напряжения, подаваемого от источника

16, что соответствует. повышению допустимой температуры нагрева й„„„ токоведущего элемента, компаратор срабатывает. При этом „таймер 20 и каналы моделирования устанавливаются в нуле-. вое состояние, а код счетчика 17 увеличивается на единицу.

В результате единичное напряжение появляется на втором выходе дешифратора 21 и открывает коммутатор 102.

1564655 к@ции, таймер, элемент ИЛИ, источник о орного напряжения,. компаратор, усилитель постоянного тока, квадратур, ограничительный резистор, группа дифференцирующих цепочек, образфванных параллельно включенными резйстором и конденсатором, многопоз ионный переключатель, группа комтаторов, причем вход запуска устр йства подключен к первому входу э емента ИЛИ и входу управления запис ю счетчика, выходы которого подключ ны ко входам блока индикации и вход дешифратора, выходы которого п дключены к соответствующим управляим входам коммутаторов группы, формационные входы которых подключены к первым выводам соответствуюдифференцирующих цепочек группы, информационные выходы коммутаторов г уппы объединены с выходом усилителя постоянного тока и подключены к первому входу коммутатора, второй вход которого через многопозиционный переключатель подключен к выходу

5 источника опорного напряжения, причем выход компаратора подключен к тактовому входу счетчика и второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска таймера и входу установки в "О" управляющего триггера, выход таймера подключен к дополнительному входу многовходового элемента И, причем выход сумматора подключен к входу квадратора, выход которого подключен к первому выводу ограничительного резистора, второй вывод которого подключен к вторым выводам дифференцирующих цепочек группы и входу аналогового усилителя постоянного тока, причем выходы датчика среднего значения тока нагрузки подключены к информационному входу, счетчика.

1564655

Ь 2

Составитель С.Колесник

Редактор О. Спесивых Техред М. Ходанич Корректор С. Шекмар

Тираж 555

Заказ 1162

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101