Устройство для моделирования синхронной машины

Устройство для моделирования синхронной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О fl - Е

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (") 52773.7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 369585 (22) Заявлено 03. 01.75 (21) 2091216/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.09.76 Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 27.04.77 (51) М. Кл

606 G7/62

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 681.333 (088. 8) Q. И. Азарьев (?2) Автор изобретения

Ордена Октябрьской Ревопюции Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исспедоватепьский институт энергетических систем и электрических сетей

"Энерг осетьпроект" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и можст быть использовано дпя модепирования синхронных машин.

Известно устройство дпя моделирования синхронной машины, содержащее потенциометры, индукционные блоки, фазовращатепи, усипитепи, фазосдвигаюшую цепочку, источники питания, эпектромеханические интеграторы, хаждый из которых выполнен в виде двух !О индукционных блоков, причем ротор первого эпектромеханического интегратора механически связан с ползунком первого потенциометра, обмотки первого эпектромеханического интегратора соединены с выходом 15 устройства и с источником питания, а первый потенциометр через первый усилитель подключен к обмотке второго эпехтромеханического интегратора, ротор которого механически связан с ротором фазоврашатепя, 20 соединенного через второй усилитель и второй и третий потенциометры с усилителем мощности, выход которого соединен с хатушхой индуктивности, параллельно второму потенциометру включена фазосдвигаюшая ць- 25 почка из конденсатора и резистора, к обшей точке соединения которых подключен четвертый потенциометр, попзунох хоторого механически связан с индухционным блоком, одна из обмоток которого соединена с выходом второго усилителя,а другая - с выходом третьего усилителя (1) .

В тахом устройстве регуляторы возбуждения учитываются лишь упрощенно, а эпехтромагнитные процессы в обмотхе возбуждения синхронной машины не учитываются. Это снижает точность моделирования.

Цепь изобретения — повышение точности и расширение функционапьных возможностей устройства.

Это достигается тем, что устройство содержит стабилизатор, управляемый электромеханический сумматор, нелинейный бапансный мост, ограничительный блох, блок задания параметров обмотки возбуждения, блок задания максимальных значений возбуждения и развозбуждения, дополнительные усилители, потенциометры и эпектромеханические интеграторы, причем в нем выход устройства через госпедоватепьно соединенные первый tto527717 попнитепьный потенциометр, первый допопнительный усилитель, стабипизатор и второй дополнительный усилитель подключен к первой обмотке первого дополнительного эпектромеханического интегратора и и первому входу управляемого эпектромеханического сумматора, выход которого через третий допопнитепьный усилитель подключен ко второй обмотке первого дополнительного эпектромеханического интегратора, а второй вход сое- g динен через ограничительный блох с выходом нелинейного бапансного моста, вход которого подключен к выходу первого дополнитепьного усилителя, первая обмотка второго допопнитепьного эпектромеханического интегратора через последовательно соединенные выпрямитепьный мост, четвертый дополнительный усилитель и второй допопнитепьный потенциометр подключена ко входу фазосдвигаюшей цепочки, вторая обмотка второго 2о дополнительного эпектромеханического интегратора соединена с выходом усилителя тока, третья обмотка второго допопнитепьного эпектромеханического интегратора подкпючена к первому выходу блоха задания 25 параметров обмотки возбуждения, второй выход которого подключен ко входу выпрямительного моста, а первый и второй входы соединены соответственно с первым и вторн.м выходом источника питания, третий вы- 30 ход которого через последовательно соединенные блох задания максимальных значений возбуждения и развозбуждения, третий дополнительный потенциометр и пятый допопнительный усилитель подкпючены к чет» вертой обмотке второго дополнительного эпектромеханического интегратора, ротор которого механически связан с ползунком второго потенциометра, ротор первого эпектромеханического интегратора механически 4о связан с ползунком управляемого электромеханического сумматора, ротор первого дополнительного эпектромеханического интегратора связан с попзунком третьего допопнитепьного потенциометра.

На чертеже дана принципиальная схема устройства дпя моделирования синхронной машины.

К. совокупности бпоков 1 устройства по авт. св. %369585 предлагаемое устройство содержит первый и второй допопнитепьные эпектромеханические интеграторы 2 и

3 (например, двигатель-генераторы) Выход устройства через последовательно соединенные первый дополнительный потенциометр 4., первый допопнитепьный усилитель 5, стабипизатор 6 и второй дополнительный усипитель 7 подкпючен к первой обмотке первого допопнитепьного электромеханического интег-60 ратора 2 и к первому входу управляемого эпектромеханического сумматора 8. Один из выходов последнего через третий допопнитепьный усилитель 9 подкпючен ко второй обмотке интегратора 2, а второй его вход через ограничительный блох 10 соединен с выходом нелинейного бапансного моста 11, вход которого подключен к выходу усилителя 5.

Первая обмотка второго дополнительного эпектромеханического интегратора 3 через выпрямитепьный мост 12, четвертый допопнитепьный усилитель 13 и второй допопнитепьный потенциометр 14 подкпючена к выходу фазосдвигаюшей цепочки 15, Вторая обмотка интегратора 3 соединена с выходом усилителя тока 16, а третья его обмотка подкпючена к первому выходу бпока 17 задания параметров обмотки возбуж дения, второй выход которого подключен ко входу выпрямитепьного моста 12, Входы блока 17 соединены с выходами источника питания 18.

Четвертая обмотка интегратора 3 связана с источником питанич 18 через поспедоватепьно соединенные пятый дополнитепьный усипитепь 19, третий допопнитепьный потенциометр 2 0 и бпок 21 задания максимапьных значений возбуждения и развозбуждения, Ротор интегратора 3 механически связан с попзунком второго потенциометра 22, Ротор первого эпектромеханического интегратора

23 механически связан с цоцзунком сумматора 8, а ротор первого допопните-,ьного эпектромеханического интегратора 2 связан с попзунком потенциометра 20.

Интегратор 2 совместно с эпемечтами

4 — 11 спужпт дпя воспроизведения действия регулятора возбуждения.

Интегратор 3 сов лестно с элементами

12-14, 17-21 спужит дпя воспроизведения электромагнитных процессов в обмотке возбуждения синхронной машины, На вход усилителя тоха 16 подается напряжение, пропорциональное току в выходной цепи устройства, модепируюшего синхронную машину.

Фаза токов в первой и второй обмотке интегратора 3 с помошью настройки фазы выходного напряжения усилителя 13 устанавпивается так, чтобы при I> =-О, где Ig — ток статора по продольной оси ротора d., врашаюшлй момент от действия токов этих обмоток равен нулю.

При напичии тока I врашаюший момент

Ф определяется уравнением л

М=U,V„з. u„u;„ где U, Цд - напряжение на выходе усипитепей 16 и 13 соответственно.

527717

Если на потенциометре 22 установить ! сопротивление, пропорциональное Х,» - Х, ! тоМ = К, iZ (Xd -X4), » де Jd K

Я К - коэффициенты пропорциональности.

В устапэвившемся состоянии вращающий момент М уравновешивается противоположно направленным вращающим моментом, создаваемым другой парой обмотох интегратора

3, »р

При увеличении тока », вызванного, например, кОрОтким замыканйем, появляется избыточный момент М = (I -1,)(Xd-Х ), где I и Id — значения тока1 при хоротдKg хом замыкании и предшествующем установившемуся режиму соответственно.

Поскольху Be»»mHHa(jd 1 )(Х - )характеризует изменение синхроййой э.д.с. ь маши-2с ны, то и M = =КЬЕ

Под действием избытоЧного момента ротор интегратора 3 приходит во вращение, увлекая за собой механически связанный с ним ползунок потенциометра 22, что вызывает уменьшение переходной э,д.с. Е синххронной машины и тока » до тех йор, пока не восстановится баланс врашаюших моментов, воздействующих на ротор интегратора 3. зс

Изменение величины E, за любой проме % жуток времени Л „в течение которого величины Е иЕ можно считать неизменяюЯй С( шимися. можно представить уравнением лЕ И

Ьа =E E ==(C -E )— т т

do do где à — постоянная времени обмотки возdo буждения синхронной машины; — э.lI.ñ. холостого хода синхронной чя машины, соответствующая в каждый данныи момент напряжению возбудителя;

C =C +$ (g -у 1- синхронная э,д.с. машины, Я, d< d d/ причем

»

=Я + 7

% do ada

Постоянную времени7 можно воспроизво аo дить, устанавливая с помощью блока 17 за» 5р дания параметров обмотки возбуждения соответствующую величину постоянного тока в обмотхах интегратора 3, Taz как при коротком замыкании напряжение на выходе устройства, моделирующего генератор, уменьша-55 ется, то на выходе нелинейного балансного моста 11 и на выходе усилителя 9 напряжение появляется. Напряжение же на выходе усилителя 7, благодаря действию стабилизатора 6, не меняется. Поэтому ротор интег- 6С ратОра 2 начинает вращаться, у влекая за собой ползунок потенциометра 20, хоторый увеличивает напряжение на входе усилителя

19, что соответствует увеличению тока возбуждения моделируемой синхронной машины.

В результате вращающий момент от действия тока в обмотке, включенной на усилитель 19, начинает увеличиваться, и скорость врашения ротора интегратора 3, первоначально вызванная увеличением тока при моделировании короткогозамыкания. начинает замедляться до тех пор, пока не установится баланс вращающих моментов.

При моделировании короткого замыкания в статоре ротор интегратора 23 в блохе 21 вращается, увлекая за собой механически связанный с ним ползу-нок управляемого электромеханического сумматора

8 при этом вращающий момент и скорость

У ротора интегратора 2 увеличивается.

Изменение напряжения Ц, снимаемого

Ь с электромеханического сумматора 8 определяется уравнением

dб, аВ

U=-К сЬ =К 2 4 где К,К4 — постоянные коэффициенты.

Тахим образом, в систему возбуждения введен сигнал по первой производной угла.

Сигнал по второй его производной можно также ввести на вход усилителя 9, продифференцировав сигнал ПО первой производи.ib

Процесс при небольших отклонениях :, — ..-: ряжения на выходе устройства аналогиче;. вышеописанному и отличается лишь тем, что в этом случае скорость ротора интегратора 2 и рост напряжения, снимаемого с потенциометра 20, воспроизводящего действия тока возбуждения синхронной;»au »»HBI, будут пропорциональнь. отклонению напряжения на выходе устройства.

Уровень напряжения на выходе генератора устанавливается с помощью лотенциометра 4, а наклон характеристики регулирования с помощью ограничительного блока 10.

Коэффициенты усиления по Отклонению напряжения и первой производной угла устанавливаются с помощью эг ектромеханпческого сумматора 8.

С помощью блока 21 устанавливаются величины максимальных значений возбуждения и развозбуждения генератора, а с помощью блока 17 — постоянная времени обмотхи возбуждения.

Такое выполнение устройства позволчет повысить точность устройства в целом и расширить его функциональные возможности за счет более полного у-чета действич регулятора возбуждения и электромагнитных прс . е °, .с

527717

7 цессов в о бмотке возбуждения с инх раиной машиньi.

Формула изобретения

Устройство для моделирования синхронной машины по авт.св. М. 369585, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит стабилизатор, управляемый элехтромеханический сумматор, нелинейный балансный мост, ограничительный блох, блок задания параметров обмотки возбуждения, блок задания максимальных значений возбуждения и развозбуж- Ig дения и дополнительные усилители, потенциометры и электромеханичесхие интеграторы, причем в нем выход устройства через последовательно соединенные первый дополнительный потенциометр, первый дополнительный 2О усилитель, стабилизатор и второй дополнительный усилитель подключен к первой обмотке первого дополнительного электромеханического интегратора и х первому входу управляемого электромеханнческого сумма- 25 тора, выход которого через третий дополнительный усилитель подключен ко второй обмотке первого дополнительного электромеханического интегратора, а второй вход соединен через ограничительный блок с выходом 30 нелинейного балансного моста, вход которого подключен к выходу первого дополнительЦНИИПИ Заказ 644/29 Тираж 864 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4I

1

I

1

I !

I

1

1

1

I

1

I

L ного усилителя, первая обмотка второго дополнительного электромеханического интег ратора через последовательно соединенные выпрямительный мост, четвертый дополнительный усилитель и второй дополнительный потенциометр подключена хо входу фазосдвигаюшей цепочки, вторая обмотка второго дополнительного элехтромеханического интег. ратора соединена с выходом усилителя тока, третья обмотка второго дополнительного электромеханического интегратора подключена к первому выходу блока задания параметров обмотки возбуждения второй выход хоторого подключен хо входу выпрямительного моста, а первый и второй входьr соединены соответственно с первым и вторым выходом источника питания, третий выход которого через последовательно соединенные блох задания максимальных значений возбуждения и развозбуждения, третий дополнительный потенциометр и пятый дополнительный усилитель подключены х четвертой обмотке второго дополнительного электромеханичесхого интегратора, ротор которого механически связан с ползунком второго потенциометра, ротор первого электромеханического интегратора механически связан с ползунком управляемого электромеханического сумматора, ротор первого дополнительного электромеханического интегратора связан с ползунком третьего дополнительного потенциометра.