Устройство для моделирования электрической цепи с симистром

 

00 519728

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссюа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.10.74 (21) 2070446/24 с присоединением заявки № ,(23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.11.76 (51) М. Кл. G OGG 7/48

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681,335(088.8) (72) Автор изобретения

В. П. Климов (71) Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ С СИМИСТОРОМ

Устройство относится к области вычислительной и преобразовательной электротехники, используется при исследовании электрических процессов в вентильных преобразователях.

Известно устройство для моделирования электрической цепи, содержащей встречно-параллельно включенные тиристоры или симистор (симметричный тиристор). 1 акое устройство включает в себя блок формирования управляющих импульсов, блок управления и сумматор с первым управляющим ключом в цепи обратной связи, входы которого соединены соответственно с источником входного напряжения, выходом блока формирования напряжения нагрузки и выходом инвертора, входом подсоединенного к выходу сумматора через интегратор, в цепи обратной связи которого соответственно через второй и третий управляемые ключи включены встречно-параллельно диоды, контролирующие знак входного напряжения. Выход инвертора подключен к входу компаратора и первому входу блока формирования напряжения нагрузки, второй вход которого соединен с выходом сумматора, Недостатками устройства являются сравнительно низкая точность воспроизведения характеристики симистора и отсутствие в модели сигнала, пропорционального производной моделируемого тока, что оказывается необходимым для формирования напряжения нагрузки, В предложенном устройстве, с целью повышения точности, блок управления содержит элементы «И», «ИЛИ», «НЕ» и триггеры, пер5 вые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов «И», первые входы элементов «И» — к выходам компаратора, а вторые входы триггеров — к этим же выходам через элементы «НЕ». Выходы блока формп10 рования управляющих импульсов соединены с вторыми входами элементов «И», управляющими входами второго и третьего управляемых ключей и первыми входами первого и вто.рого элементов «ИЛИ», вторые входы которых

15 подключены к выходам триггеров, а их выходы через третий элемент «ИЛИ» — к управляющему входу первого управляющего ключа.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

20 Устройство содержит сумматор 1, интегратор 2, инвертор 3, управляемые ключи 4, 5, 6, диоды 7 и 8, компаратор 9, блок 10 формирования напряжения нагрузки, элементы «И» 11, 12, элементы «НЕ» 13 и 14, триггеры 15 и 16, 25 элементы «ИЛИ» 17, 18, 19 и блок 20 формирования управляющих импульсов. Элементы

11 — 19,входят в состав блока 21 управления.

Устройство работает следующим образом.

В обратной связи интегратора 2 установлс30 ны два управляемых ключа 5, 6, последова519728

60 тельно с которыми включены диоды 7 и 8 в разных направлениях. Указанные цепи обеспечивают контроль за анодным напряжением симистора. Ключ 5 (6) замыкается в соответствующий полупериод входного напряжения при поступлении импульса с блока 20 формирования импульсов управления. Если к этому моменту на входе интегратора 2 имеется соответствующая полярность (положительная для ключа 6, отрицательная для ключа 5), то начинается процесс интегрирования и в выбранном масштабе моделируется ток через симистор. Устройство остается в рабочем состоянии до тех пор, пока моделируемый ток не снизится до нуля. При этом исчезает сигнал с одного из выходов компаратора 9 и ключ 4 замыкается, прекращая работу устройства. Если к моменту поступления импульса управления с блока 20 на входе интегратора 2 оказывается несоответствующая полярность, то интегратор шунтируется диодом 7 (или 8), и сохраняется режим закрытого симистора. Напряжение нагрузки моделируется блоком 10 формирования напряжения нагрузки, структура которого определяется видом нагрузки.

Знак моделируемого тока контролируется компаратором 9 с двумя выходами (трехпозиционный триггер). Наличие сигнала на одном из выходов компаратора указывает на определенную полярность моделируемого тока. Сигналы с выходов компаратора поступают на одни входы элементов «И» 11 и 12, а на другие входы этих элементов подаются сигналы импульсов управления, вырабатываемые блоком 20 формирования управляющих импульсов в определенный момент времени. Одновременно сигнал с выхода компаратора 9 поступает на элемент «НЕ» 13 или 14. Выходы элементов «И» 11 или 12 и «НЕ» 13 или 14 подключены па вход триггеров 15 пли 16. Сигналы с выходов триггеров 15, 16 проходят на элементы «ИЛИ» 17 и 18, на вторые входы которых поступают вновь сигналы импульсов управления. Спгпал с выхода элемента «ИЛИ» 19 управляет ключом 4 в цепи обратной связи сумматора 1.

Указанное соединение логических элементов обеспечивае надежное управление ключом 4, а следовательно, и работу всего устройства при сколь угодно малой зоне нечувствительности компарьтора 9, так как сигналы с его выхода не могут осуществлять размыкание ключа 4, когда нет сигнала управления.

Блок 21 управления устройства работает следующим образом.

С появлением импульса управления он проходит через элементы «ИЛИ» 17, 19 и размыкает ключ 4. В этот момент ток равен нулю и сигнал на выходе компаратора 9 отсутствует.

При соответствующей полярности на входе интегратора 2 формируется ток вентиля,:компаратор 9 выдает на выходе сигнал, который поступает на один вход элемента «И» 11. На второй вход этого элемента в это же время подается еще незакончившийся импульс управления. Сигнал с выхода элемента «И» 11 вызывает срабатывание триггера 15, и сигнал с

его выхода через элементы «ИЛИ» 17 и 19 поддер>кивает ключ 4 в разомкнутом состоян1!и Г!Осле Г!1>екрdщсп!!!! !lы!!ульса уllpа!влpн11».

В случа:. снижения тока элемента «И» 11 до нуля Iid выходе компаратора 9 сигнал исчезает, н на второй вход триггера 15 через элемент «НЕ» !3 !!оступает пх!пу !ьс, которыГ! переводит триггер 15 в противоположное состояние и снимает сигнал с его выхода. Ключ 4 замыкается, прекращая процесс интегрирования.

Если прп снижении тока элемента «ii» 11 он измены свой знак, то это вызовет появление сигнала на втором выходе компаратора 9. Однако это не приведет к ложному срабатыванию кл!оча 4 за счет работы элементов 12, 16, 18, 19 блока управления, так как в этот момент отсутствует импульс управления и триггер 16 не срабатывает.

Применение предлагаемой структуры устроиства моделирования работы симпстора позволяет создать более эффективные модели реверсивных вентильных преобразователей, IIQвысить их надежность и точность моделирования.

Формула изобретения

Устройство для моделирования электрической цепи с симистором, содержащее блок формирования управляющих импульсов, блок управления и сумматор с первым управляющим ключом в цепи обратной связи, входы которого соединены соответственно с источником входного напряжения, выходом блока формирования напряжения нагрузки и выходом инвертора, вход которого соединен с выходом сумматора через интегратор, в цепи обратной связи которого соответственно через второй и третий управляемые ключи включены встречно-параллельно диоды, контролирующие знак входного напря>кения; выход инвертора соединен с входом компаратора и первым входом блока формирования напряжения нагрузки, второй вход которого соединен с выходом сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в нем блок управления содержит элементы «И», «ИЛИ», «НЕ» и триггеры, первые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов «И», первые входы которых соединены с выходами компаратора, вторые входы триггеров подключены к этим же выходам через элементы «НЕ», выходы блока формирования управляющих импульсов соединены с вторыми входами элементов «И», управляющими входами второго и третье!о управлsie !ых ключей п первыми входами первого н второго элементов «ИЛИ», вторые входы которых подключены к выходам триггеров, а их выходы через третий элемент

«ИЛИ» соединены с управляющим входом первого управляемого ключа.

Составитель О. Сахаров

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Котова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2495/2 Изд. № 1755 Тирахк 864 Подписное

1iÍÈÈÏÈ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

118035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5