SU1672484A1 - Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor - Google Patents

Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor Download PDF

Info

Publication number
SU1672484A1
SU1672484A1 SU884602588A SU4602588A SU1672484A1 SU 1672484 A1 SU1672484 A1 SU 1672484A1 SU 884602588 A SU884602588 A SU 884602588A SU 4602588 A SU4602588 A SU 4602588A SU 1672484 A1 SU1672484 A1 SU 1672484A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
models
inputs
current
output
Prior art date
Application number
SU884602588A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иосифович Заполовский
Александр Федорович Даниленко
Василий Самуилович Капинус
Александр Леонидович Елизев
Original Assignee
Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина filed Critical Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority to SU884602588A priority Critical patent/SU1672484A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1672484A1 publication Critical patent/SU1672484A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к моделированию электрических систем и может быть использовано при исследовании на аналоговых вычислительных машинах электропередачи переменного тока, содержащей в контуре системы автоматического регулировани  автономные инверторы напр жени  и асинхронные двигатели. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  моделировани  электропередачи в режимах т ги и торможени . Устройство содержит источник питани , четыре формировател  фазных токов, три согласующих блока, модель нагрузки и три модели фаз, кажда  из которых включает по два управл емых ключа и два элемента с односторонней проводимостью. 5 ил.The invention relates to the simulation of electrical systems and can be used in the study on analog computers of alternating current transmission, which contain autonomous voltage inverters and asynchronous motors in the loop of the automatic control system. The purpose of the invention is to enhance the functionality by providing power transmission modeling in driving and braking modes. The device contains a power source, four phase current drivers, three matching blocks, a load model, and three phase models, each of which includes two controlled keys and two elements with one-sided conductivity. 5 il.

Description

Изображение относитс  к области моделировани  электрических систем и может быть использовано при исследовании на аналоговых вычислительных машинах электропередачи переменного гока, содержащей в контуре системы автоматического регулировани  (САР) автономные инверторы напр жени  (АЙН) и асинхронные двигатели (АД).The image relates to the field of modeling electrical systems and can be used in the study on analog computers of alternating-go power transmission, containing autonomous voltage inverters (AIN) and asynchronous motors (BP) in the loop of the automatic control system (ACS).

Цель изобретени  расширение функциональных возможностей за счет моделировани  электропередачи в режимах т ги и торможени .The purpose of the invention is the extension of functionality by simulating power transmission in driving and braking modes.

На фиг 1 изображена схема устройства дл  моделировани  трехфазного автономного инвертора напр жени ; на фиг. 2 - схема управл емого ключа, на фиг. 3 - схема формировател  фазных токов, на фиг. 4 схема согласующего блока на фиг. 5 - схема замещени  устройстваFig. 1 is a diagram of a device for simulating a three-phase self-contained voltage inverter; in fig. 2 is a control key diagram; FIG. 3 is a diagram of a phase current driver; FIG. 4 is a diagram of a matching unit in FIG. 5 is a device replacement circuit.

Устройство дл  моделировани  трехфазного автономного инвертора напр жени  состоит из первой 1. второй 2 и третьей 3 моделей фаз, кажда  из которых включает первый 4 и второй 5 управл емые ключа, а также первый 6 и второй 7 элементы с односторонней проводимостью, первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 11 формирователей фазных , первого 12, второго 13 и третьего 14 го лэсующих блоков , модели нагрузки 15 и иг ючник 16 питани , тактового генератора 17A device for simulating a three-phase autonomous voltage inverter consists of the first 1. second 2 and third 3 phase models, each of which includes the first 4 and second 5 controlled keys, as well as the first 6 and second 7 elements with one-way conductivity, the first 8, second 9, third 10 and fourth 11 phase formers, first 12, second 13 and third 14 th units, load model 15 and power supply 16, clock generator 17

Ключи 4 и 5 выпопнены одинаково по схеме, котора  состоит и транзисторов 18 и 19, работающих в ключрпом режиме оптThe keys 4 and 5 are identical in the scheme, which consists of transistors 18 and 19, operating in the key mode opt

ioio

xl N .N 00xl N .N 00

NN

ронных пар 20 и 2 1 и диода 22, резисторов 23-25.Ron pairs 20 and 2 1 and diode 22, resistors 23-25.

Первый 8, второй 9. третий 10 и четвертый 11 формирователи фазных токов выполнены по схеме источник тока на операционных усилител х 26 и 27. сумматоре 28(фиг. 3). Они служат дл  формировани  и измерени  токов фаз модели АЙН.The first 8, the second 9. the third 10 and the fourth 11 phase current drivers are made according to the scheme of the current source on the operational amplifiers 26 and 27. The adder 28 (Fig. 3). They serve to form and measure the currents of the phases of the AIN model.

Во входной цепи усилител  26 включен резистор 29, а в обратной цепи - резисторы 30 и 31. Каждый согласующий блок (фиг. 4) содержит усилители 32 и 33, резистор 34, сумматор 35.Resistor 29 is turned on in the input circuit of amplifier 26, and resistors 30 and 31 are connected in the return circuit. Each matching unit (Fig. 4) contains amplifiers 32 and 33, resistor 34, and adder 35.

На фиг. 5 представлена схема замещени  устройства, включающа  элементы 36-41 с односторонней проводимостью, управл емые ключи 42-47, статорные обмотки 48-50 фаз А, В, С асинхронного двигател .FIG. 5 shows a device replacement circuit including elements 36-41 with one-sided conductivity, controlled keys 42-47, stator windings 48-50 phases A, B, C of an induction motor.

Оптронные пары первого 4 и второго 5 управл емых ключей обеспечивают гальваническую разв зку силовой цепи и цепи управлени , повыша , тем самым, надежность устройства, а применение электронных управл емых ключей - быстродействие, обеспечива , тем самым, работы в реальном масштабе времени,The optocoupler pairs of the first 4 and second 5 controlled keys provide galvanic isolation of the power circuit and the control circuit, thereby increasing the reliability of the device, and the use of electronic control keys - speed, ensuring, in real time,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Управл емые ключи 4 и 5 каждой модели фазы моделируют работу тиристорного трехфазного моста при следующих допущени х:Controlled keys 4 and 5 of each phase model simulate the operation of a three-phase thyristor bridge with the following assumptions:

тиристорный ключ представл етс  без- инерционным элементом;the thyristor key is represented by an inertia-free element;

потери в тиристорном ключе учитываютс  с помощью выбора типа транзистора и соответствующих масштабов по перемен- ным (напр жению, току).losses in the thyristor switch are taken into account by choosing the type of transistor and the corresponding scales of the variables (voltage, current).

Одновременно в провод щем состо нии могут находитьс  три управл емых ключа (по одному в каждой модели фаз). При подаче с генератора 17 управл ющего потенциала на базу транзистора 18. врем  действи  которого определ етс  необходимой длительностью нахождени  определенного блока управл емых ключей в провод щем состо нии ( 6 180°, в 120°, 0 150°), ток, протекающий через оптрон- ную пару 20. навод т в ней ЭДС, котора  обеспечивает отпирание ключевого элемента , собранного на транзисторе 19, обеспечива , тем самым, протекание тока от положительной шины блока 16 источника питани  через формирователи фазных токов , управл емые ключи и диодные элементы , наход щиес  в провод щем состо нии, согласующие блоки и модель нагрузки к отрицательной шине блока источника питани .At the same time, three controllable keys (one in each phase model) can be in a conducting state. When a control potential is applied from the generator 17 to the base of the transistor 18. The action time of which is determined by the required duration of a certain block of controlled keys being in the conducting state (6,180 °, 120 °, 0,150 °), the current flowing through the optocoupler - a pair of 20. leads to an emf in it, which provides unlocking of the key element assembled on the transistor 19, thereby ensuring the flow of current from the positive bus of the power supply unit 16 through the phase current drivers, controlled keys and diode cells located in a conductive state, matching units and the load model to the negative bus of the power supply unit.

При запирании, например, второго управл емого ключа 5 через второй элемент 7 с односторонней проводимостью будет протекать реактивный ток. В результате этого кWhen locking, for example, the second controlled key 5, a reactive current will flow through the second element 7 with one-sided conductivity. As a result of this to

переходу коллектор база транзистора 19 будет приложено напр жение пр мого смещени , которое вызовет в этой цепи протекание ложного тока. Дл  устранени  этого  влени  в катодной цепи транзистора 19the junction of the collector base of the transistor 19 will be applied to the forward bias voltage, which will cause the flow of spurious current in this circuit. To eliminate this phenomenon in the cathode circuit of the transistor 19

установлен диод 22.diode 22 is installed.

Таким образом, управл емые ключи в т говом режиме пропускают активную составл ющую тока нагрузки, в тормозном режиме - намагничивающую составл ющуюThus, the controllable keys pass the active component of the load current in the traction mode, and in the braking mode the magnetizing component

фазного тока асинхронной машины, работающей генератором.phase current of an asynchronous machine operating a generator.

Активна  составл юща  фазного тока ia, используема  в САР электропередачи, согласно мгновенных схем замещени  работыThe active component of the phase current ia used in the CAP transmission, according to the instantaneous replacement schemes work

АЙН определ етс  как сумма токовAIN is defined as the sum of the currents.

ia ia ik4.ia ia ik4.

где iaT -- ток. протекающий в шине, подключенной к первому входу модели фазы:where iaT is current. flowing in the bus connected to the first input of the phase model:

ikq - ток, протекающий в шине питани . подключенной к четвертому входу модели фазы.ikq is the current flowing in the power rail. connected to the fourth input of the phase model.

Полный ток фазы in определ етс , какThe total in-phase current is defined as

in iaT iaq.in iaT iaq.

где iaq - ток, протекающий в шине, подклю- ченной к второму входу модели фазы.where iaq is the current flowing in the bus connected to the second input of the phase model.

Реактивный ток ip определ етс  следующим образомReactive current ip is defined as follows.

ip - iaq.ip - iaq.

С выходов операционных усилителей 27From the outputs of operational amplifiers 27

соответствующих формирователей токов снимаютс  напр жени  Uq laT. пропорциональные токам ikq и а , суммиру  которые с помощью операционного усилител  28, получаем напр жение, пропорциональное активной составл ющей тока нагрузки а, которое в дальнейшем может быть использовано в регул торе САР электропередачи. Согласование фазных токов д, IB, ic моделей фаз АЙН с фазными токами моделиthe corresponding current conditioners are relieved of the voltage Uq laT. proportional to the currents ikq and a, summing up with the help of the operational amplifier 28, we obtain a voltage proportional to the active component of the load current a, which can later be used in the automatic control system of the power transmission system. Coordination of phase currents d, IB, ic models of phases AIN with phase currents of the model

нагрузки 15 осуществл етс  с помощью согласующих блоков 12 14. обеспечивающих св зь физической и математической частей модели, которые выполнены как преобразователи типа источник тока представл ющие собой след щие системп которые при неизменном напр жении на влоде и измен ющемс  напр жении на нч( рузке поддерживают посто нным падение напр жени  на резисторе 34, включенном последовательно в нагрузочную цепь, причем дл  согласовани  токов каждой фазы используетс  отдельный преобразовательloads 15 are carried out using matching blocks 12 14. which provide communication between the physical and mathematical parts of the model, which are designed as current source converters that are tracking systems that, with a constant voltage on the voltage and a varying voltage on the low frequency ( constant voltage drop across a resistor 34 connected in series to the load circuit, a separate converter being used to match the currents of each phase

При протекании тока через согласующие блоки на выходах оперлционных усилителеи 33 образуютс  напр жени , из которых с помощью сумматора 35 формируетс  фазное напр жение, используемое при моделировании АД в качестве функции возмущени .When current flows through matching blocks, voltages are generated at the outputs of the operating amplifiers 33, of which with the help of adder 35 phase voltage is used, which is used in the simulation of arterial pressure as a function of disturbance.

При по влении в фазах АД противо- ЭДС (генераторный режим работы АД) ток протекает через элементы с односторонней проводимостью, обеспечива , тем самым, работу электропередачи в тормозном режи- ме.When a back-EMF (generating mode of the BP operation) appears in the phases of the AD, the current flows through the elements with one-sided conductivity, thus ensuring the operation of the transmission in the braking mode.

Поскольку конфигураци  модели АЙН и реальный АЙН идентичны, а обмен энергией между источником питани , инвертором и АД происходит аналогично (что обеспечиваетс  моделированием АЙН на основе физических аналогов), то без дополнительных усовершенствований возможно проводить исследовани  электропередачи как в режиме т ги, так и в режиме торможени .Since the configuration of the AIN model and the real AIN are identical, and the energy is exchanged between the power source, the inverter and the AD as similarly (which is provided by simulating the AHN based on physical analogs), it is possible to carry out power transmission studies braking.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  моделировани  трехфазного автономного инвертора напр же- ни , содержащее источник питани , первую модель фазы, включающую в себ  первый и второй управл емые ключи, первый и второй элементы с односторонней проводимостью и модель нагрузки, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  моделировани  электропередачи в режимахA device for simulating a three-phase self-contained inverter voltage, containing a power source, a first phase model, including first and second controlled keys, first and second elements with one-sided conductivity, and a load model, which functionality by providing power modeling in т ги и торможени , в него введены втора  и треть  модели фазы, три согласующих блока , первый и второй формирователи фазных токон, информационные входы которых соединены и подключены к положительной шине источника питани , третий и четвертый формирователи фазных токов, информационные входы которых соединены и подключены к отрицательной шине источника питани , выход первого формировател  фазных токов соединены с информационными входами первых управл емых пючей всех моделей фазы соответственно, выход второго формировател  фазных токов подключен к токовым входам первых элементов с односторонней проводимостью всех моде лей фазы соответственно, выход третьего формировател  фазнык токов соединен с информационными входами вторых управл емых ключей всех моделей фазы соответственно управл ющие входы управл емых ключей всех моделей фазы подключены к соответствующим выходам тактового генератора, выход четвертого формировател  фазных токов подключен к токовым входам вторых элементов с односторонней проводимостью всех моделей фазы соответственно, вы/оды первого и второго управл емых ключей и первого и второго элементов с односторонней проводимостью в каждой модели фазы соединены между гобой и через соответствующие согласующие блоки подключены с информационным входам модели нагрузкиthe second and third phase models, three matching blocks, the first and second phase tokens, the information inputs of which are connected and connected to the positive power supply bus, the third and fourth phase currents tokens, the information inputs of which are connected and connected to the negative power supply bus, the output of the first phase current driver is connected to the information inputs of the first controlled by all the phase models, respectively, the output of the second phase current driver They are connected to the current inputs of the first elements with one-sided conductance of all phase models, respectively, the output of the third phase current generator is connected to the information inputs of the second controlled switches of all phase models, respectively, the control inputs of controlled switches of all phase models are connected to the corresponding outputs of the clock generator, the output the fourth phase current driver is connected to the current inputs of the second elements with one-sided conductivity of all phase models, respectively, you first and orogo actuated keys and of first and second single-sided conductive pattern in each phase are connected between the oboe and through corresponding matching blocks are connected to data inputs of the load model -and 2424 7777 1one Ф«й4F «y4 ГЙП 2Г 4H4-IН4HYP 2G 4H4-IN4 ЯI ы ыs s 25 -О25 -O .. гg 5555 ww тt вat 5050 YY Фиг. 5FIG. five
SU884602588A 1988-11-04 1988-11-04 Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor SU1672484A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884602588A SU1672484A1 (en) 1988-11-04 1988-11-04 Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884602588A SU1672484A1 (en) 1988-11-04 1988-11-04 Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1672484A1 true SU1672484A1 (en) 1991-08-23

Family

ID=21408133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884602588A SU1672484A1 (en) 1988-11-04 1988-11-04 Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1672484A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Сипайлов Г.А и др. Математическое моделирование электрических машин. М.. Высша школа, 1980, с. 156 157. Женин Ф В. и др. Методика моделировани автономных инверторов на АВМ с применением аналогов вентилей. Извести ВУЗов. Минск: Энергетика, 1971. № 4, с. 40, рис. 1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Loh et al. Implementation and control of distributed PWM cascaded multilevel inverters with minimal harmonic distortion and common-mode voltage
Sayed et al. PWM control techniques for single-phase multilevel inverter based controlled DC cells
Ponnusamy et al. A hybrid switched capacitor multi-level inverter with high voltage gain and self-voltage balancing ability
Mazumdar et al. Hardware emulation of energization of a long transmission line by high-frequency power electronic converter
SU1672484A1 (en) Device for modelling autonomous 3-phase voltage invertor
Futo et al. Real-time HIL simulation of the discontinuous conduction mode in voltage source PWM power converters
Lipo Analog computer simulation of a three-phase full-wave controlled rectifier bridge
Sütő et al. Power hil emulation of ac machines with parallel connected anpc bridge arms
RU2379819C2 (en) Method to control three-phase bridge converter
JPH08308255A (en) Charger of battery for electric vehicle
Xiang et al. A fully digital control strategy for synchronous reluctance motor servo drives
Massoud et al. Conduction loss calculation for multilevel inverter: a generalized approach for carrier-based PWM technique
Koizumi Delta-sigma modulated Class D series resonant converter
Attaianese et al. A space vector modulation algorithm for torque control of inverter fed induction motor drive
Scott et al. SUPES: Sydney University power electronic simulator
SU1539955A1 (en) Generator source of electric energy
Ioffe et al. Description of processes in an active front-end with a fourth branch
Rameshkumar et al. FPGA implementation and analysis of model predictive current control for three-phase voltage source inverter
SU705476A1 (en) Device for simulating transformer-thyristor a-c voltage controller
Rangarajan et al. A switching scheme for multilevel converters with non-equal DC sources
SU959105A1 (en) Device for simulating m-phase controllable rectifier
RU2694014C1 (en) Device for simulating dc transmission in power system
SU678606A1 (en) Ac power regulator
SU1585880A1 (en) Rectifier drive with direct power supply from ac mains
Van et al. A single carrier multi-modulation method in multilevel inverters