Устройство для моделирования синхронногогенератора

Устройство для моделирования синхронногогенератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

238901

Союз Советски»

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое or авт, свидетельства ¹

Заявлено 11.1.1968 (№ 1212195/18-24) 1;л. 42m», 7/48 с присоединением заявки №

Приоритет,ЧП11 G 06д

УДК 681.333(088.8) Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Опуоликовано 10.111.1969. Бюллетень № 10

Дата опубликования Описания !8Х11.!969

АвтОр изобретения

Д. И. Азарьев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИНХРОННОГО

ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к области моделирования энергетических устройств.

1 1звсстш.. устройства, содержащие генератор с управляемым колебательным контуром, pcII;IIIIcaI >мощности с подключенным на его выходе индуктивным сопротивлением, трансформ аторы, фильтр, модулятор и апериодические звенья.

Недостатком известных устройств являстся наличие существенных погрешностей при ? ioдс IIIpoBBIIIIII 1?азличных режимОв и процессов.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем входы двух усилителеи подключены и генератору с управляемым колебательным контуром и через трансформатор — к независимому источнику питания, а выходные обмотки трансформаторов двух усилителей последовательно соединены со вторичными обмотками трансформаторов, подключенных к независимому источнику питания, и через промежуточный усилитель и фильтр соединены с каскадом регулирования э. д. с. синхронного генератора, причем потенциометр последнего подключен к модулятору, соединеному на выходах с блоком произведения через апериоди IQCKoe 3BPFIO и C Одной il3 BTopII IHI>IX обмоток грансформатора на выходе фильтра, а другая вторичная обмотка трансформатора подключена к управляемой сетке лампы усилитсля каскада регулирования э. д. с., причем вторая управляемая сетка подключена к двум апериодическим звеньям, одно из которых соедшгено со вторым блоком произведения, а второе — с регулятором возбуждения.

Предложенное устройство позволяет исследовать электромеханические переходные npolit ccы синхронного генератора.

Схема устройства приведена на чертеже.

10 3. д. с. модел синхронной машины создается двумя сдвинутыми на 90- синусоидальными напряжениями L, и L,, получаемыми от независимого источника 1 переменного тока, мгновенные з качения одного из которых до15 полнигсльно изменяются по величине по закону косинуса, а другого — по закону с»нуса.

В эти: целя. напряжение L от независимого источника I тTоolк а, . о0б61щ1iеeгrо o д .л Iя I Iвlсcеeх па20 раллельно работающих моделей генераторов, подается через трансформатор 2 на одну из сеток лампы ?, на другую управляющую сетку которой подается напряжение 1. з от генератора 4 с управляемым колебательным кон25 т уром. ! 1а сетки,lампы >? (такж< управляющие сетки) подаются напряжения

LJ > II Ug, причем эти напряжения сдвинуть! на 90 по отношению к напряжениям L, и Ьз

30 соответственно.

238901

50 или

Если Ilpll таком включении иа сетку лампы

8 подавать напряжение U.. (при котором

«о"-ффициент усиления лампы равен Hyл!О), а

l: i стку лампы 5 — минимальное иапряже.;.«с с, фаза результирующего напряжения — будет совпадать с напряже1«ием L >.

1.-с.ill же на сетку лампы 8 подЯют минималь;1ое иoliðÿæåíèå Ll>, а на лампу 5 — максиii! 3. i IIol и 1311113 5 33KphIT3, результир1 IQLIlee напряжение:+U совпадает по фазе с напряжением Ь „т. е. перемешается на 911 .

Для того чтобы изменять фазу вектора результирующего напряжения на "oO", последоВательно со вторичными обмотками трансформаторов 6 и 7 Включены вторичные обмотки трансформаторов 2 и 8. Причем амплитуда

«аждого напряжения U-, и U, трансформатороз 2 и 8 В дья раза меньше Ямпл !туды напряжений U; и UI;. При этом суммы напряжений L - Ь и напряжений U„-»U, меняются не только по величине, но и по знаку, а фаза вектора суммы У.-+ (/„+L +Ь-, может меняться иа 360 .

Вели шны напряжений U< и L зависят от частоты генератора 4, и для того чтобы напряжения U,;-J- L „Hå зависели от частоты, последовятелыlо со Втори 1нь«,!и Обмотками трансформаторов 9 и 10 включены конденсаторы 11 и 12, на которые подаются через выпрямители 18 и 14 и резисторы напряжения вторичных обмоток трансформаторов 9 и 7 и 10 и 6 соответственно.

При этом если напряжение U4 в результате увеличения частоты уменьшится и будет преобладать напряжение, снимаемое с конденсатора 12, то коэффициент усиления лампы 18 увеличится и напряжение U,- останется не прежнем уровне.

Аналогичная авторегулировка применена и на лампах генератора и промежуточного усилителя 15.

dt

В описанной схеме —, т. е. скорость nepedt мещения вектора суммы напряжений U;+ —,06+С-,+Ь> относительно, например, вектора напряжения Ь, общего источника переменного тока пропорциональна частоте f генератора с управляемым колебательным контуром, т. е.

Для ссуществления относительного движения вектора результирующего напряжения в соответствии с известным уравнением движения ротора синхронной машины

Т +Р =ЛР=Р,— Р, Л - dt где T — постоянная инерции ротора синхронной машины; б — относительный угол вектора э.д.с. синхронной машины;

Р,, и Р,--моменты, развиваемые турбиной и генеряторО в дянный момен Вре" менп:, 1- — время.

СуММа ИаиряжЕНИй U;, Ьо+ Ь-,+UI! Ïoä3стся через усилитель 15, фильтр 16, трансформатор 17, каскад регулирования э.д. с. 18 и оконечный усилитель мощности 19 на индуктивное сопротивление 20, воспроизводящее продольную переходную реактивность Х

10 д моделируемой синхронной машины.

С сопротивления 21 через трансформатор

22 напряжение, llpoLiop11110H3лы1ое ток Bhlходной цепи модели генератора, подается на

15 блок произведения 28, а другое напряжение с1„подается с выходных клемм 24 модели синхронного генератора.

Напряжение 1А,, пропорциональное активной мои!ности, выдаваемой моделью синхронной машины, складывается последовательно

20 с напряжением U», пропорциональным моменту, создаваемому турбиной, и снимаемым с потенциометра 25. К этой сумме прибавляется напряжение U», снимаемое с потеициометра 26, которое пропорционально току

Выходной цепи интегратора 27. В этом случае напряжение Ь,. на ьыходе интегратора 27 определяется уравнением (Ug — (. и — Uyy) dL

ЗО Разность напряжений Ьо — U 0 =. 1 „— Р, =

=ЛР, а напряжение UI в том случае когда частота f колебательного контура пропорциональна току в подмагничивающей обмотке, включенной непосредственно на выходное на35 пряжен:1е II»;c!.paropa 27, пропорциональна

Ж вЂ” . В этом же случае напряжение L/„также и

do пропорционально, и, следовательно, можtt

40:o написать, что о 1 о — 1 1I (о U о ) г1г—

45 dt/

Дифференцируя это выражение, получим

d t d Q

+5 1 6 Р +7 аР dt что аналогично ранее написанному уравнению движения ротора синхронной машины.

Но частота колебательного контура

f=

2-,. 1 1С

60 т. е. обратно пропорциональна корню квадратному из произведения емкости на коэффициент самоиндукции, а последний зависит от магнитной проницаемости, которая может лишь в частном случае изменяться обратно

65 пропорционально намагничиваемому току, 218901

Поэтому подмагничивание,дросселя 28 в общем случае может быть осущес!Влено от интегратора 2Т не непосрсдстзс!шо, а через блок нелинеги)ости 29. В K2, l c1 Вс блока Hc:IF!i;.-.)Iности может быть использован любой известный блок, 1131;): icp основанный иа изменении анод«ого тока л",ìïû при из !енси)ш напряжения «я ее сеткс.

Учет регуляторов скорости турбины в предлагаемом устройстве может быпгь введен, ня1О пример, с помощью цепочки 80, питающейся от напряжения U,. Б этом сл,;ас дополнительное подма)ничива)ше дросселя 28 осуще<твляется через уcliëíòåëü 81, включенный также через блок нелинейност" 82.

Дл51 ТОГО !тобы Воспроизвести В)Г) тренни)1 угол мяц!«иы и переходную э. д. с., добавляются IIQTCH«èoìåòð 88, блок произведения 84 и модулятор 85.

На вход блока произведения 84 подаются два напряжения, одно из которых совпадает по фазе с E „è подается от трачсформято„a

17, а другое, пропорциона!b!ioc току мале. и генератора, подается !epee трансформатор 22.

Ток с выхода модулятора 85 сдвииут иа

90 по Отношению к H 3 « p5i )i . c! ill!0, с!1и: яе)10му с трансформатора, 36 и пропорционален поперечной составляющей тока модели i c«сратора. Поэтому если на потенциометрс 88 установ!пь сопротивление пропорциональное

Х,— Х„., с него будет сниматься напряжение, прапоры!ональное 1„(Х,) — Х Г)) и ня вхОд усилителя 8r будет йодаваться напряжение

Е =- Е, + )1„(Х, — Х „), где Š— напряжение снимаемое с трансформатора 8á.

Для воспроизведения постоянной времен:.1

I) по поперечной оси машины служит цепочка из резистора 88 и конденсатора 89. 40

Для воспроизведения действия реакции цепей ротора и регулятора возбуждения слу)к)гг лампа 87, Fiа одн из сето» которои подясгс51

i! аг)Р5))КС!1»С, 1 ) j) Of!Oj)ÖIIOÍ 2,11 Ho! L C!1«)! 30-! .;:0c с i раис ро: ) HTop3 17, d иа другую через цсflo« » .)О, 1;!ОДастся сумма дв х Н3«р51жС«i!!l. .0 ИО i;3 И »IР51жСИilй C«11)iаСТС51 С ВЫХОДЯ O.! )К)! И)?О!!ЗБСД(. .HIIH 4 И ГP2HC()OPAIÇTOj?3 1/, d Д;?уl i?i, и!)О!Iорц1!О;)3,11«!Ос току ВозО жДС!И «)oi!! ? 2 !OP3, liO 130 С?1 OT:iioÄC?1)f j)c г л5!тора зозбу:. @OH«ÿ 48 i12 конденсатор 4 чсрсз резистор -15.

П j) c .1:il с т и 3 О О ? с т с и и 51

Ъ сTpоиcтБО»!я )10дслiij)ОБЯ!»15! i. !НхpОннд1 О Генеj)ятоj?я, содсржящсс Гсиеj)яTОр с ) il равлясмым колсбате; ьиым конТуром, усилиТЕЛЬ ilo«!!iOCT! I С ИОД».IЮ ICНИЫ ii «2 C) 0 БЫХОдс индуктивным сопротизлси.!с)1, Tpi)«cfðoj)маторы, Ч?, льтр, модуля гор li !1«ериодичсск!!с

ЗЗЕИ Ь51, От.iii IO)OLi(HCС)! TC?i! Ч 1 д, C. ЦЕЛЬ)0 ИСследования элс» ромехагншсских переходных

ИроцЕССОБ С!Ш: рОИИЫХ ГСНЕраТОрОЗ, В НСМ

)хо.ibi дзh 3 cii.il! Fcлеи НOд,к.»0 icHbl к I снеj?3)0p) с управляемы., колебательным ко туром

1! !ЕрСЗ ТраНСформdTОp — К l!СЗаl)ilеl!ХIО?!? ! Toч!шку питания, а выходные оомогки т;) а«сгр ) р?!Яторов двух i c! I.T! I Teлей посг!СдоВа 1ЕЛЬНО СОЕДИНЕНЫ СО БТО!?И )НЫ|IИ ООМО)К,IМИ тРаНСфОРМатОРОЗ, ИОД!аЛЮЧСНИЫХ и ИСЗЯБиси?!0)1 ifcioilif)ilo) 1.«т;)ния, и через промс.к То ииз!и 5 с.!,).! 10.1b li фи IbTj) соединены

»2»Я i0)! iiC: 1«РОЗЯН»51 Э. Д. С. ClIHXj?OH«010 ! i f1ñ ? 2! 0 j?!!! 1 ))i lе 11 иотсн циоз)етр последне го иод ;»0«c»» модулятору, соедине)шому на выходах с блоком «роизведен)гя через аиериодическос- звено и с о.,ной из втори и;ых 00моток трансформатора иа выходе фильтра, 3

i j), Г35! ВТОРИЧНЯЯ 00)!ОТКЯ Гj)211Cfj)Oj?:i13TOPH

ПОД) Л)0 )С! i d 1 5 ИРЯВЛЯЕ 1011 СС Гl С .12.))ПЬ(VCH . 1«ТСЛЯ КЯСКЯДЯ Poi C;l»POH3Hi)5! Э, Д. С., ilPH×ÑII

H10?35 у»раз,iÿc)!35! сетка подключс«а и дьу:! аисриоди:!сским звеньям, î.li!G из lioTopl. ! !)СД;!1!ОНО СО BTOPbl )I ОЛОКО)! П1)?ОИЗЗСДС)!«51, Я

)Г! OPOC С,?СГ);!5! TOPÎМ b030! Hi HACH«5»

238901

Составитель Е. В. Тимохин»

Редактор Л. А, У1ехина Техред Л. Я. Левина Корректор О. Ь. Тюрина

Заказ 1669,8 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2