Имитатор активной нагрузки

 

О П И С А Н И В ii>964918

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскнн

Соцнапнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06,03,83 (21) 3256706у24 07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07 10 82 Бюллетень № 37 (51)М. Кл.

902 М 7/48

9кударетвсииый конитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК,621.

° 33.4.57 (088.8) дата опубликования описания 07 10 82

В. Н. Мишин, А. С, Викулов, Г, А. Ракиавщс и B. A. Худяков

,) Научно-исследовательский институт ав фики:,,. „,; :К " и электРомеханики при Томском инстит автйму щ)ианнь систем управления и радиоэлектро (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМИТАТОР АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве нагрузки при испытаниях источников электропитания, преобразователей, электрических генераторов.

Известно нагрузочное устройство, выполненное на основе ведомого сетью инвертора jl).

Известен также имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтром на входе, задатчик тока нагрузки, связанный с инвертором (2).

Недостатком указанных нагрузочных устройств является их низкое быстродействие, обусловленное наличием индуктивностей во входных цепях, что не позволяет реализовать динамический режим сброса-наброса нагрузки с крутым передним фронтом.

Gemü изобретения — улучшение динамических характеристик имитатора нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в имитаторе активной нагрузки, содержащем ведомый сетью инвертор с ин» дуктивным фильтром на, входе, задатчик тока нагрузки, связанный с инвертором, параллельно входным зажимам инвертора подключен блок формирования фронта то5 ка нагрузки, а во входную цепь имитатора включен датчик тока, выходом. подключен- ный к первому входу измерителя рассогласования, к второму входу которого под: ключен задатчик тока нагрузки, а выход

10 измерителя рассогласования подключен,к входу блока формирования фронта тока нагрузки.

Ф

Блок формирования фронта тока на15 . грузки выполнен на двух транзисторах противоположного типа проводимости, объединенные базы которых образуют вход блока формирования, объединенные эмиттеры соединены с одним входным зажимом инвертора, другой зажим которого связан с коллектором первог6 транзистора непосредственно, а с коллектором второго транзистора - через вспомогательный источник постоянного напряжения. вертора 9.

Вариант реализации блока 1 формирования тока нагрузки (фиг. 2) содержит два транзистора 11 и 12 противоположного типа проводимости. В коллекторную цепь транзистора 1 2 вколочен вспомогательный источник 13 постоянного напряжения.

Блок 1 формирования фронта (фиг. 3) выполнен в виде тиристорного моста, образованного тиристорами 14«17, в диагональ постоянного тока которого вклю чена транзисторная сборка 18; а в одно иэ плеч моста - вспомогательный источник 13 питания.

Диаграммы (фиг.4) поясняют работу имитатора, где 19 — сигнал задатчика тока нагрузки 5; 20 - ток инвертора 7;

21 — ток блоха 1 формирования; 22— ток нагрузки.

Имитатор активной нагрузки. работает следующим образом.

Регулирование величины тока нагрузки испытуемого источника питания осу35

S0

3 0649

Кроме того, блок формирования фтонта тока нагрузки выполнен в виде тиристор» ного моста,. в диагональ постоянного тока которого включен регулирующий транзистор, диагональ переменного тока соединена с входными зажимами инвертора, причем вспомогательный источМ к постоянного напряжения включен в одно из плеч тиристорного моста, а управляющие электроды тиристоров соединены с блоком 10 управления.

На фиг. 1 приведена схема имитатора активной нагрузки; на фиг. 2 — вариант реализации блока формирования тока нагрузки; на фиг. 3 - блок формирования 15 фронта, выполненный в виде тиристорного моста; на фиг. 4 — диаграммы, поясняющие работу имитатора.

Схема содержит блок 1 формирования фронта тока нагрузки, вход которого со- 20 единен с выходом блока 2 управления, Но входной цепи имитатора включен датчик тока нагрузки 3, сигнал с которого поступает на вход измерителя 4 рассогласования, на другой вход которого пос- тупаеь сигнал с задатчика 5 тока нагрузки. Выход измерителя 4 подключен к входу блока 2 управления. Блок 1 формирования подключен. параллельно нагрузочно. му устройству, содержащему входной инI

30 дуктивный фильтр 6, ведомый сетью инвертор 7, блок 8 управления инвертором, который через измеритель рассогласования нагрузочного устройства 10 связан с задатчиком тока 5 и датчиком тока ин18 4 ществляется путем изменения угла управления инвертора 7. Электрическая энергия постоянного тока через входной фильтр 6 поступает на вход ведомого сетью инвертора 7, преобразуется им в

sHeprHIo переменного тока и передается в сеть. В статическом режиме ток 22 нагрузки (фиг. 4) протекает через входной фильтр 6 и ведомый сетью инвертор

7, который, благодаря отрипательной обратной связи, осуществляемой с помощью измерителя рассогласования, стабилизирует ток на уровне, соответствующем величине заданной задатчиком 5 величины тока нагрузки. Пусть в момент времени 1 (фиг. 4) сигналом 19 задатчика 5 резко изменяется в направлении наброса нагрузки, что приводит к появлению сигналов рассогласования на выходах измерителей 4 и 9 рассогласования, которые воздействуют на схемы 2 и 8 управления блоком 1 формирования фронта и ведомым инвертором 7 (фиг. 1) соответственно.

Блок 1 формирования фронта начинает отработку сигнала, в результате чего ток 22 нагрузки (фиг. 4) увеличивается до заданной величины, причем через блок

1 формирования фронта протекает ток 21, равный по величине набросу нагрузки.

Инвертор 7 также начинает отрабатывать свой сигнал управления, и его ток 20 плавно увеличивается до нового заданного значения, при этом ток 21, протекающий через блок 1 формирования фронта, уменьшается до нуля. По окончании переходного режима инвертора 7 весь ток нагрузки протекает через него. При сбросе нагрузки в момент времени-Е процессы в имитаторе не отличаются от описанных выше с той лишь разницей, что изменяется направление тока, rtpoTeKaIoIItего через блок 1 формирования. При этом во время наброса нагрузки ток блока формирования регулируется транзистором 1 l., а во время сброса — транзистором 1 2 через о вспомогательный источник 13.

При использовании блока формирования, выполненного с использованием тиристорного моста во время нафроса нагрузки работают тиристоры 15 и 16 и и регулирующий транзистор 18, а во время сброса нагрузки — тиристоры 14 и 17, регулирующий транзистор 18 и вспомогательный источник 13.

Таким образом, предлагаемый имитатор активной нагрузки позволяет достичь полноты подобия процессов, протекающих при нагрузке испытуемого источника на реальную нагрузку, в том

l8 6

2. Имитатор по п. 4, о т л и ч а юшийся тем, что блок формирования фронта тока нагрузки выполнен на двух транзисторах протнвоположного типа проводимости, объединенные базы которых образуют вход блока формирования, объединенные эмиттеры соединены с одним входным зажимом инвертора, другой зажим которого связан с коллектором первого транзистора .непосредственно, а с коллектором второго транзистора - через вспомогательный источник постоянного напряжения.

3. Имитатор йо п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок формирования фронта тока нагрузки выполнен в виде тиристорнога моста, в диагональ постоянного тока кото рого включен регулирующий транзистор, диагональ переменного тока соединена. с входными зажимами инвер тора, причем вспомогательный источник постоянного напряжения включен в одно из плеч тирис« торного моста, а управляющие электроды тиристоров соединены, с блоком управления е

5 9649 числе дает возможность воспроизводить резкие динамические режимы, например, сбросы-набросы нагрузки с крутым передним фронтом, длительность которых в основном определяется инерционностью элементов формирователя фронта тока нагрузки, которая незначительна по сравнению с инерционностью входного индуктивного фильтра ведомого сетью инвертора, так как указанные элементы фор- 1 мирователя выполняются на полупроводниковых приборах, обладаюших достаточно высоким быстродействием.

Формула изобретения

I 15 .

1. Имитатор активной нагрузки, содержащий ведомый сетью инвертор с индуктивным фильтром на входе, задатчик тока нагрузки, с.вязанный с инвертором, О т л и ч а ю шийся ГОму что с ф целью улучшения динамических характеристик имитатора, параллельно входным зажимам инвертора подключен блок формирования фронта тока нагрузки, а во входную цепь имитатора включен датчик г5 тока, выходом подключенный к первому входу измерителя .рассогласования, к второму входу которого подключен задатчик тока нагрузки, а выход измерителя рассогласования подключен к входу блока формирования фронта тока нагрузки. зе

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР.

Pfo 686136, кл. НО2 Р 9/42, l976, 2. Авторское свидетельство СССР

Ro 736339, цу, Н 02 Р 9/42, 1977.

9649 3. 8

Составитель Л. Селезнев

Редактор Е, Лазуренко Техред З.Палий Корректор М, Йемчик

Заказ 7684/4-2 Тираж 72l . Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул, Проектная, 4