Генератор помех в сети переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель - расширение функциональных возможностей путем обеспечения имитации длительных провалов и выбросов питающего напряжения. Устройство содержит инвертор 1 напряжения, состоящий из второго и третьего ключей 3 и 4, выходного трансформатора 5, имеющего первичную 6, вторичную 7 и дополнительную 8 обмотки, пятого ключа 10, первого и второго диодов 11 и 12, четвертого и пятого диодов 14 и 15. Устройство содержит также источник 16 постоянного тока, первый 2 и четвертый 9 ключи, согласующий трансформатор 17, третий диод 13, резистор 18, переключатель, первый и второй триггеры 20 и 21, делитель 22 частоты, первый, второй и третий инверторы 23, 24 и 25, первый и второй элементы И 26 и 27. Сущность: формирование импульсов помех основано на суммировании выходного напряжения инвертора с напряжением сети переменного тока и подаче результата на нагрузку. При суммировании осуществляется имитация выбросов, при вычитании провалов. При нахождении переключателя 19 в одном из положений попеременно открываются блоки 26 и 27, вызывая срабатывание ключей 3 и 4, вследствие чего ток в первичной обмотке 6 течет то в одну, то в другую сторону. При противофазности этого тока с током сети возникает имитация провалов, а при синфазности - имитация выбросов. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как имитатор помех в промышленной сети переменного тока для исследования влияния амплитуды, длительности и частоты формируемых импульсных помех на работу различных потребителей, например, ЭВМ или аппаратуры для передачи информации. Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем имитации провалов и выбросов в напряжении сети переменного тока длительностью более периода выходного напряжения. На фиг.1 представлена схема генератора помех; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Генератор помех (фиг.1) содержит инвертор 1 напряжения с выходным трансформатором 2, имеющим первичную 3, вторичную 4 и дополнительную 5 обмотки. Первый вывод первичной обмотки 3 трансформатора 2 соединен с катодом диода 6 и первым силовым выводом ключа 7, второй силовой вывод которого соединен с анодом диода 6, анодом диода 8 и первым силовым выводом ключа 9. Второй силовой вывод ключа 9 соединен со вторым выводом первичной обмотки 3 трансформатора 2 и катодом диода 8. Выводы дополнительной обмотки 5 трансформатора 2 соединены друг с другом через последовательно и встречно включенные диоды 10 и 11, а средняя точка этой обмотки соединена с общей шиной и первым силовым выходом ключа 12, второй силовой выход которого соединен с точкой соединения диодов 10 и 11. Вторичная обмотка 4 трансформатора 2 включена последовательно в цепь источника питающего напряжения. Вывод средней точки первичной обмотки 3 трансформатора 2 является первым входом инвертора 1. Объединенные выводы ключей 7,9, 12, диодов 6,8 и средней точки дополнительной обмотки 5 образуют второй вход инвертора 1. Управляющие входы ключей 7,9 и 12 образуют управляющие входы инвертора 1. Генератор помех (фиг.1) содержит также источник 13 постоянного тока, выходами соединенный со входами инвертора 1, последовательно соединенные первый инвертор 14, второй инвертор 15, третий инвертор 16 и первый элемент И 17, а также второй элемент И 18. Входы элементов И 17 и 18 объединены и подключены к прямому выходу триггера 19. Первичная обмотка дополнительного трансформатора 20 через ключ 21 соединена с источником питающего напряжения, а его вторичная обмотка первым выводом соединена с общей шиной и через резистор 22 со своим вторым выводом, который через диод 23 соединен со входом триггера 24 и подвижным контактом переключателя 25. Неподвижные контакты переключателя 25 соединены со входом и выходом первого инвертора 14. Выход второго инвертора 15 подключен к первому входу элемента И 18. Управляющие входы ключей 7 и 9 соединены с выходами элементов И 18 и 17 соответственно. Выход триггера 24 через делитель 26 подключен к прямому входу триггера 19, инверсный вход которого через ключ 27 соединен с общей шиной, а инверсный выход с управляющим входом ключа 12. На фиг.2 приведены диаграммы напряжений: 28 сети переменного тока; 29 на выходе диода 23; 30, 31 на выходах второго 15 и третьего 16 инверторов; 32 на выходе триггера 24; 33, 34 на выходах триггера 19; 35 на выходных обмотках трансформатора инвертора напряжения; 36, 37 нагрузки при формировании выбросов и провалов. Генератор помех работает следующим образом. При включении ключа 21 и разомкнутом положении ключа 27 на выходе дополнительного трансформатора 20 формируется напряжение, показанное на диаграмме 28 (фиг.2), на выходе диода 23 формируется напряжение 29, которое поступает на переключатель 25 и вход триггера 24, на выходе которого формируется напряжение 32. Допустим, что переключатель 25 находится в нижнем положении, тогда на выходах второго 15 и третьего 16 инверторов формируются напряжения 30 и 31, поступающие на первые входы элементов И 18, 17 соответственно, на вторые входы этих элементов подается напряжение 33 с прямого выхода триггера 19. Инвертор 1 напряжения преобразует постоянное напряжение источника 13 питания в переменное прямоугольное 35. В этом режиме ключ 12 разомкнут, а напряжение источника 13 питания в зависимости от состояния ключей 7 и 9 прикладывается то к одной, то к другой полуобмоткам обмотки 3 и на вторичной обмотке 4 трансформатора 2 формируется прямоугольное напряжение 35, что соответствует генерации помехи типа "выброс" 36. При переключении переключателя 25 в верхнее положение генерируется помеха типа "провал" 37. Когда напряжение 33 принимает нулевое значение, ключи 7 и 9 закрываются. По вторичной обмотке 4 трансформатора 2 протекает ток от источника переменного тока в нагрузку. Трансформатор 2 работает на холостом ходу и представляет большое сопротивление протеканию тока. Чтобы устранить влияние инвертора 1 напряжения открывается ключ 12 напряжением 34, при этом трансформатор 2 работает в режиме трансформатора тока. Ток в обмотке 5 протекает в зависимости от полупериода работы через диоды 10 или 11, ключ 12 и среднюю точку обмотки 5. Величина тока определяется коэффициентом трансформации трансформатора 2 обмоток 4 и 5. Напряжение на обмотке 5 равно напряжению на открытом ключе 12 и на диоде 10 или 11. При этом напряжение на обмотке 4 также определяется соотношением витков обмоток 5 и 4 и по сравнению с напряжением сети переменного тока незначительно. Таким образом устраняется влияние генератора импульсов помех на нагрузку в моменты времени, когда импульсы помех не формируются. Ключ 27 позволяет включать от сети генератора помех в процессе испытаний работоспособности нагрузки. Таким образом, устройство позволяет генерировать помехи в сети переменного тока длительностью более периода выходного напряжения, имитировать как выбросы, так и провалы в форме напряжения, подаваемого в нагрузку.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР ПОМЕХ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий инвертор напряжения, первый вход которого соединен с первым выходом источника постоянного тока, а также содержащее первый триггер, делитель и первый ключ, причем инвертор напряжения содержит трансформатор с первичной и вторичной обмотками, первый вывод первичной обмотки транформатора соединен с с катодом первого диода и первым силовым выводом второго ключа, второй силовой ввод которого соединен с анодом первого диода, анодом второго диода и первым силовым выводом третьего ключа, второй силовой вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, а первый вход инвертора напряжения соединен со средней точкой первичной обмотки трансформатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения имитации, длительных провалов и всплесков питающего напряжения, в него введены последовательно соединенные первый инвертор, второй инвертор, третий инвертор и первый элемент И, а также второй элемент И, второй триггер, переключатель, резистор, третий диод, дополнительный трансформатор и четвертый ключ, причем с источником питающего напряжения через четвертый ключ соединена первичная обмотка дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена первым выводом с общей шиной и через резистор со своим вторым выводом, который через третий диод соединен с входом первого триггера и подвижным контактом переключателя, первый и второй, неподвижный контакт которого соединены соответственно с входом и выходом первого инвертора, выход второго инвертора соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и прямым выходом второго триггера, причем выход первого триггера через делитель соединен с прямым входом второго триггера, инверсный вход которого через первый ключ соединен с общей шиной, а второй выход источника постоянного тока соединен с анодами первого и второго диодов, управляющие входы второго и третьего ключа соединены с выходом соответственно второго и первого элемента И, а также введена дополнительная обмотка трансформатора инвертора напряжения, выводы которой соединены друг с другом через последовательно и встречно включенные четвертый и пятый диоды, а средняя точка этой обмотки соединена с общей шиной, вторым выходом источника постоянного тока и первым силовым выходом пятого ключа, второй силовой выход и управляющий вход которого соединены соответственно с точкой соединений четвертого и пятого диодов и с инверсным выходом второго триггера, причем вторичная обмотка трансформатора инвертора напряжения включена последовательно в цепь источника питающего напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2