SU769567A1 - Устройство дл моделировани систем энергоснабжени - Google Patents

Description

ства, дополнительно введен второй регул тор тока, сигнальный вход которого соединен с общим выводом устройства, а управл ющий вход и выход второго регул тора тока соответственно соединены с унравл ющим входом и выходом первого регул тора тока. Функциональный преобразователь содержит задающий блок, рещающий блок, усилитель мощности, первый и второй сумматоры . Выход задающего блока соединен с первым входом первого сумматора, выход которого св зан со входом рещающего блока , выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен со входом усилител  мощности, выход которого  вл етс  выходом функционального преобразовател . Вторые входы первого и второго сумматоров  вл ютс  соответственно вторым и первым входами функционального преобразовател .

На чертеже дана функциональна  схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регул торы тока, функциональный преобразователь 3, входные выводы 4 и 5, выходные выводы 6 и 7, датчик тока 8.

Функциональный преобразователь 3 содержит задающий блок 9, рещающий блок 10, усилитель мощности И, первый 12 и второй 13 сумматоры.

Регул торы тока 1 и 2 выполнены на транзисторах разной проводимости, в частности, регулирующий орган регул тора 1 выполнен на  -р-п-транзнсторах, а регулирующий орган регул тора 2 - на р-л-р-транзисторах , вследствии чего к выводу 5 нодключаетс  плюсовой вывод источника электроэнергии , а к выводу 7 - плюсова  щина бортовой сети АЭС.

Устройство работает следующим образом.

При моделировании элементов с противоЭДС ко входу устройства подключаетс  источник электроэнергии необходимой мощности и определенной величины напр жени  (7н, а к выходу устройства - бортова  сеть исследуемой системы с величиной напр жени  1/0(О- Блок 9 формирует по заданному закону величину ЭДС E(t) моделируемого элемента. Схема замещени  моделируемого элемента, кроме ЭДС E(t) включает и динамические параметры, которые могут быть заданы, например, в виде проводимости У(Р, где Р - оператор дифференцировани , реализуемой рещающим блоком 10. В этом случае сумматор 12 вы вл ет разность АУ (t) между напр жением t/c (О и ЭДС E(t)

W(t)E(t)-U,(t),(1)

котора  преобразуетс  блоком Ш и усиливаетс  блоком 11 в величину /н(0 пропорциональную току моделируемого элемента /н(0 согласно выражению

и(1} У(Р)-К-Ш(1),(2)

где /С - коэффициент усиленн  блока И.

Выходной сигнал УН (О функционального преобразовател  3 одновременно подаетс  на управл ющие входы регул торов тока 1 и 2. В зависимости от соотнощени  ЭДС

E(t) и напр жени  Uc(t) знак разности Д6(/) будет измен тьс , вследствии чего будет измен тьс  и знак выходного сигнала Llu.(t) преобразовател . Поэтому один из регул торов тока закрыт, а другой - находитс  в рабочем состо нии и преобразует напр жение питани  в ток /м(/) моделируемого элемента в соответствии с величиной сигнала Un(t). При этом из бортовой сети будет потребл тьс  или отдаватьс  в нее

ток моделируемого элемента, определ емый выражением

I(i) E(t)-U,(t)Y(P).(3)

Если Uc((t}, то согласно выражени м

(1) и (2) , . В этом случае регул тор 1 закрыт, а регул тор 2 функционирует и воспроизводит режим и динамические свойства моделируемого элемента при потреблении им электроэнергии от бортовой

сети. Это объ сн етс  тем, что сигнал управлени  регул торами формируетс  относительно общей точки, например, св занной с эмиттерами транзисторов 1 и 2 разной проводимости.

Если UC,E, то согласно выражени м (1) и (2) , . В этом случае регул тор 2 закрыт, а регул тор 1 функционирует и воспроизводит режим и динамические свойства моделируемого элемента при отдаче им электроэнергии в бортовую сеть. Дл  высококачественной работы регул тора 1 необходимо, чтобы напр жение между эмиттером и коллектором его регулирующего транзистора было не менее нескольких

вольт. Поэтому напр жеие f/n источника электроэнергии должно быть на несколько вольт больше максимального значени  формируемой ЭДС E(t). (функциональный преобразователь представл ет собой аналого-цифровое вычислительное устройство, осуществл ющее моделирование в реальном времени статических и динамических свойств исследуемых элементов с противо-ЭДС, а также моделирование различного рода возмущений, эквивалентных возмущени м в реальных системах.

В рассмотренном варианте второй вход функционального нреобразовател  соединен

с выходом 6 устройства. Этот вход может быть соединен с выходом 7, например, в том случае, когда напр л ение t/c целесообразно измер ть относительно шины 7, что на практике часто бывает необходимым. Работа устройства в этом случае аналогична работе в рассмотренном примере.

В указанных случа х схема замещени  элементов с противо-ЭДС представл лась через проводимость У(Р). Однако возможно представление этих элементов через со1

. В этом случае

противление Z(P)

Y{P)

устройство снабжено датчиком тока 8, выходной сигнал которого, пропорциональный току /м, снимаетс  с выхода 7 и подаетс  на решающий блок 10, реализующий динамические свойства Z(P) моделируемых элементов . Работа устройства нри моделировании элементов в форме Z{P) аналогична работе при моделировании элементов в форме У(Р).

Таким образом, устройство относительно своего выхода обладает свойствами, эквивалентными свойствами моделируемых элементов с противо-ЭДС в исследуемой системе и представленных в форме Y{P) или Z{P).

При моделировании источников электроэнергии к выводам 4 и 5 подключаетс  источник электроэнергии с напр жением /п, а к выводам 6 и 7 - приемники электроэнергии или другие элементы. Если свойства системы заданы в форме проводимости Yn(P), то блок 9 формирует ЭДС Е, равную ЭДС моделируемой системы.

Разность At) будет всегда положительна, поэтому регул тор 2 всегда закрыт, а регул тор 1 находитс  в рабочем состо нии. Работа схемы аналогична рассмотренной работе устройства при моделировании элементов с нротиво-ЭДС в режиме моделировани  отдачи электроэнергии. Если свойства системы заданы в форме сопротивлени  Za(P), то необходимо использовать датчик тока 8. Работа устройства в этом случае также аналогична работе устройства в режиме моделировани  отдачи электроэнергии .

При моделировании приемников электроэнергии можно отключить источник электроэнергии от выводов 4 и 5, а к выводам 6 и 7 необходимо подключить источник. Величина ЭДС Е блока 9 должна быть равна нулю. В этом случае функционирует только регул тор 2, а регул тор 1 всегда закрыт отрицательным сигналом Регул тор 2 преобразует напр жение питани  U,- в ток в соответствии с величиной сигнала UM, который отобра кает свойства приемника, заданные в форме Yjt(P).

Дл  повышени  точности воспроизведени  свойства моделируемых элементов, представленных, нанример, в форме ироводимости У{Р), устройство может иметь датчик 8 и первый сумматор 12 преобразовател  3. В этом случае на выходе сумматора 12 определ етс  разность U сформированного сигнала У„ блоком 10 и сигнала, пропорционального выходному току устройства /„,

Ш и , - ,(5)

Нетрудно показать, что при выполнении условий

Л-/С.1,(6)

где Кг -коэффициент усилени 

гул тора 1 или 2 по току, справедливо сл.едующее соотнощение

Г(Р)(0

А, (О

(7) .,

Если регул торы 1 и 2 выполнены на транзисторах одной проводимости, то необходимо разъединить управл ющие входы регул торов и управл ть ими раздельно. Получение двух не св занных выходов преобразовател  осуществл етс  известными методами.

Таким образом, предложенное устройство позвол ет повысить качество исследовани  и проектировани  как элементов, так и систем в целом и упростить эксплуатацию моделирующего стенда.

Claims (2)

1.Устройство дл  моделировани  систем энергоснабжени , содержащее первый регул тор тока, выход которого соединен с

первым выводом датчика тока, второй вывод которого  вл етс  выходом устройства и соединен с первым входом функционального преобразовател , второй вход которого соедннен с общим выводом устройства,

выход функционального преобразовател  соединен с управл ющнм входом первого регул тора тока, сигнальный вход которого  вл етс  входом устройства, о т л и ч а ю1ц ,еес  тем, что, с целью расширени 

функциоиальных возможностей за счет воспроизведени  свойств элементов с нротивоЭДС , в него дополнительно введен второй регул тор тока, сигнальный вход которого соединен с общим выводом устройства, а

управл ющий вход и выход второго регул тора тока соответственно соединены с управл ющими входом и выходом первого регул тора тока.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что функциональный преобразователь

содержит задающий блок, решающий блок, усилитель мощности, первый п второй сумматоры , причем выход задающего блока соедпнеп с первым входом первого сумматора , выход которого св зан со входом решающего блока, выход которого соединен с нервым входом второго сумматора, выход которого соедннен со входом уснлител  мощности, выход которого  вл етс  выходом функционального преобразовател , а вторые входы первого п второго сумматоров  вл ютс  соответственно вторым н первым входами функционального преобразовател . Источникп ниформации,

прпн тые во внимание при экспертизе 1. Кузнецов В. Ф. и др. Комбинированное моделирование при проектнрованпи сложных автономных электро-энергетическнх enстем . Сб. «Вопросы управлени  в автономных электроэнергетических системах, вып. 1, труды ЧПИ № 157, Чел бинск, 1975, с. 169-171.

2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2379151/18-24, кл. G ОбО 7/48, 1977 (прототип).