188460. lajstromszámú szabadalom • Többcélú kapcsolási elrendezés áramköri paraméterek meghatározására
1 188 460 2 Az áramkör R—L helyettesítő képének meghatározása az alábbiak szerint történik: R = Zj . cos (29) 5 ‘8 coL = Zi . siny>2i (30) t y A kompenzáláshoz szükséges további műveletek végrehajtása a (11)—(15) összefüggések, a gyújtásvezérlés digitális megvalósítása pedig — szintén a már ismertetett módon — a 0 = f(I j^) függvény táblázatok megadásával és az abból való visszakereséssel eszközölhető. Ha a (19) szerinti feltételezések nem teljesülnek, akkor a mintavételezési ciklus Tper ideig tart és a (21) és (22) integrálok ennek megfelelően módosulnak: t + T Ai = per per f(t) . coscot dt (31) t+ P f Bi = T . f(t) . sincot dt per (32) rünk nem tudta még érzékelni a tfi időponthoz tartozó áramköri változást, ezért a kompenzálás a t6 előtti, már kompenzált áramnak megfelelően történik; kompenzálási időpont. A kapacitív eredő áram kompenzálása; kompenzálási időpont. A tg időpontban már kompenzált áram további kompenzálása. A kompenzálási időpontok közötti idő - amely a peri- 10 ódusideig tartó mintavételezéshez, a beavatkozójel kiszámításához és a kompenzáláshoz szükséges — jelenleg kb. 30 ms. (Az 5. ábrán a beavatkozási időpontok közötti idő 26 ms.) Az 5 programvezérlésű adatfeldolgozó és vezérlő egység programja a mintavételezések befejezése 15 után hajtja végre a (29) és (30), ezt követően a (23)(30), majd a (11)—(15) összefüggések szerinti műveleteket. Ezután következik a ß = f(Ij_) függvény táblázatból történő megadása, amit a tirisztoros beavatkozás követ. A beavatkozási időpontok közötti idő jelentősen lerö- 20 vidíthető, ha a (31) és (32) határozott integrálok numerikus meghatározásának a legutoljára mintavételezett adatpárt feldolgozó részműveletei rendre a mintavételezési időpontok között elvégezhetők. A (31) és (32) határozott integrált számítsuk ki tra- 25 pézszabállyal. A (31) összefüggés például így alakul: t Ez utóbb említett módszernek a 2. ábra kapcsolási elrendezése szerint végzett számítógépes szimulációja alapján kaptuk az 5. ábrát. Feltételezzük, hogy a 2. ábra szerinti kapcsolási elrendezés kapocsfeszültsége és — a nemlineáris fogyasztók miatt — az eredő áram is jelentős mértékben tartalmaz felharmonikusokat, illetve azok szűrése tökéletlen. A 2. ábrán látható Rj — Lj és R2 — lefogyasztok és az Lsz~Csz szűrők alapnarmonikus frekvenciára vonatkozó paraméterei változatlanok. Az 5. ábra léptékei az ábráról leolvashatók. Az 5. ábrán látható, hogy a legutóbbi módszerrel az eredő áram alapharmonikus frekvenciára nézve tökéletesen kompenzálható. Az áramkörben történő változásoknak és az impedanciaviszonyoknak az összefüggése a 4. ábrához kapcsolódó példa szerinti, ezért nem részletezzük. A lényeges áramköri változások időpontjainak jelölése és a hozzájuk fűződő magyarázat a 4. ábráéhoz hasonló. Az egyes jellemző időpontok és a hozzájuk tartozó események a következők: tQ: a 2. ábra szerinti Kj kapcsoló bekapcsol, a tirisztorok még nem vezetnek, az eredő áram az áramköri paraméterek értékének megfelelően kapacitív; tj : kapacitív áram kompenzálása; t2: kompenzálási időpont. Mivel az előző kompenzálás óta nem volt áramköri változás, ezért az eredő áram nem változik; t3: a K, kapcsoló bekapcsolásával azR2—L2 fogyasztó bekapcsolódik, az eredő áram induktív lesz; t4: kompenzálási időpont. A bekapcsolási tranziens miatt a kompenzálás nem tökéletes; t5 kompenzálási időpont. Az előző kompenzálás kis hibájának kompenzálása; tg: a K2 kikapcsolásával egy induktív fogyasztó kikapcsolását szimuláltuk. Az eredő áram kapacitív lett. ty : kompenzálási időpont. Mivel érzékelési módsze-A,- 2 (33) ^per i = 1 2 30 ahol T a periódusidő, M a mintavételezési idő, f(tj) pedig a tj időpontban mintavételezett feszültség- vagy áramérték. Célszerű a *t mintavételezési időt olyan nagy- 35 ra választani, hogy a trapézszabályos közelítő módszer még elegendő pontos legyen, de elég idő az i-edik mintavételezési időpont után arra, hogy az f(tj) . cos u; tj, illetve a f(tj) . sin oj tj szorzatokat feszültség- és áramadatra is meghatározzuk és az eredményt az előző mintavéte- 40 lezési időpontok megfelelő szorzatait összegező regiszter tartalmához hozzáadjuk. Az elérhető félvezetőeszközök jelenlegi sebessége mellett az 1. ábra szerinti 5 programvezérlésű adatfeldolgozó és vezérlő egységben gyors aritmetikai processzort alkalmazva vizsgálataink szerint 45 400—500 aïs-os mintavételezési idő felel meg az említett kompromisszumnak. Kb. ennyi idő elegendő az említett mintavételezési időpontok közötti számításokat realizáló négy szorzáshoz és négy összeadáshoz, valamint az 5 programvezérlésű adatfeldolgozó és vezérlő egység prog- 50 ramjának a mintavételezési időpontok között végrehajtandó egyéb utasításokhoz. A. most ismertetett algoritmus, valamint kellően gyors működésű nagyintegráltságú áramkörök alkalmazásával a találmány szerinti kapcsolási elrendezés a vizsgálandó áramkör felharmonikus jel- 55 lemzőinek meghatározására is alkalmas. A találmány ismertetett kiviteli alakjának további alkalmazhatóságára példaként tekintsünk egy kimeneti szűrőkörrel ellátott (6. ábra szerinti), periodikus kimenőfeszültséget szolgáltató feszültségforrást (pl. invertert). 60 A szűrőkör a feszültségforrás alapharmonikus frekvenciájára van hangolva. Kimeneti kapcsaira reaktiv Zt változó terhelés kapcsolódik, amely a Zs és Z elemekből álló szűrőkört elhangolja. A szűrőkor visszaltangolása végett annak párhuzamos Zp elemét automatikusan úgy 65 hangoljuk, hogy a szűrőkörből a terhelésből álló négy 12
