Устройство для моделирования системы энергоснабжения

Устройство для моделирования системы энергоснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

771659

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз СоеетскйХ

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 641466 (22) Заявлено 25.01.78 (21) 2574769/18-24 с присоединением заявки ¹ (51) М Кл з

G 06G 7/48 (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41

Государственный комитет (53) УДК 681.333 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07,11.80 (72) Авторы изобретения А. В. Велин, А. Н. Кулик, О. А. Разнополов, В. К. Харитонов, Б. С. Яковлев и В. В. Злакоманов (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского Комсомола (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ т1зобретение относится к области аналого-физического моделирования элементов автономных электрических систем (АЭС) постоянного тока.

По основному авт. св. № 641466 известно устройство для моделирования систем энергоснабжения, содержащее регулятор тока, информационный вход которого связан с одним входом устройства, а управляющий вход соединен с выходом функционального преобразователя, и датчик тока, вход и выход которого соответственно соединены с другим входом и одним выходом устройства в него введены нагрузочный элемент и два переключателя, причем подвижный контакт первого переключателя соединен с выходом регулятора тока, замыкающий контакт первого переключателя связан с одним выводом нагрузочного элемента, другой вывод которого соединен с выходом датчика тока, а размыкающий контакт первого переключателя связан с другим выходом устройства, подвижный контакт второго переключателя соединен со входом функционального преобразователя, замыкающий контакт второго переключателя подключен к одному входу устройства, а размыкающий контакт второго переключателя связан с выходом датчика тока (11.

Известное устройство предназначено только для моделирования СЭС и приемников электроэнергии. Однако в общем случае, при исследовании и проектировании сложных АЭС необходимо моделировать и кроме систем электроснабжения и приемников электроэнергии такие специфические элементы, как бортовые сети, преобразователи электроэнергии, средства вторичного электропитания и т. д., которые можно объ)О единить общим названием — четырехполюсники.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения свойств четырехпо15 люсных элементов АЭС.

Для этого в устройство дополнительно введены второй регулятор тока, источник тока, второй датчик тока, третий переключатель и ключ, причем вход датчика тока через второй датчик тока соединен с одним выводом источника тока, другой вывод которого соединен с информационным входом второго регулятора тока, выход которого через ключ соединен с размыкающим контактом первого переключателя, кроме того, выход регулятора тока соединен с замыкающим контактом третьего переключателя, размыкающий контакт которого соединен с одним выводом источника тока, а подвиж3О ный контакт третьего переключателя соеди777659 .

U„= Y„„(P) U„„;

1с — К п (P) 35

65 нен со вторым входом функционального преобразователя, второй выход которого соединен с управляющиМ вхбдбм второго регулятора.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит регулятор тока 1, функциональный преобразователь 2, датчик тока 3, нагрузочный элемент 4, переключатели 5 и 6, входные зажимы 7 и 8 и выходные зажимы 9 и 10, второй регулятор тока 11, источник тока 12 с выключателем

13, второй датчик тока 14, ключ 15 и третий переключатель 16.

Устройство работает следующим образом.

При моделировании СЭС (источников электроэнергии) подвижные контакты переключателей 5 и 6 замыкаются на размыкающие контакты. Ключ 15 находится в разомкнутом состоянии, т. е. выход регулятора 11 отключен от выхода 9 устройства, Ко входу устройства подключается внешний источник питания необходимой мощности, а к выходу устройства подключается реальный приемник. Выходное напряжение

UÄ внешнего источника подается на регулятор тока 1, который преобразует его в соответствии с выходным сигналом UM функционального преобразователя. При этом через приемник электроэнергии протекает ток системы I„определяемый выражением где Z(P) — сопротивление приемника в операторной форме;

U †преобразованн напряжение на выходе регулятора тока.

Выходной сигнал U датчика тока 3 (шунта), пропорциональный току системы

I„подается на вход функционального преобразователя 2, который представляет собой аналого-цифровое вычислительное устройство, осуществляющее моделирование в натуральном масштабе времени статических и динамических свойств исследуемых СЭС, а также моделирование различного рода возмущений, эквивалентных возмущениям в реальных системах.

Устройство относительно своего выхода обладает свойствами, эквивалентными свойствам моделируемой СЭС в исследуемой системе.

При моделировании приемников электроэнергии подвижные контакты переключателей 5 и 6 замкнуты на замыкающие кон,такты, а ключ 15 находится в разомкнутом состоянии. В этом случае ко входу устройства подключается исследуемая СЭС, а выходной сигнал регулятора тока 1 подается на нагрузочный элемент 4. Выходной сигнал U преобразователя 2 формируется согласно выражению где 1 (P) =1/Z „,(Ð) — проводимость модулируемого приемника, реализуемая в функциональном преобразователе.

Ток 1, протекающий через балластный резистор 4, определяется выражением

l„= U, 6 где Л вЂ” сопротивление балластного резистора 4, и протекает через исследуемую

СЭС. В этом случае относительно своего входа устройство обладает свойствами, эквивалентными свойствам моделируемого приемника в исследуемой системе.

При моделировании четырехполюсных элементов подвижные контакты переключателей 5 и 6 замыкаются на замыкающие контакты, а ключ 15 замыкается и тем самым подключает выход регулятора тока 11 к выходу 9 устройства. Выключатель 13 источника 12 находится в замкнутом (включенном) положении. Ко входу устройства подключается исследуемая СЭС, а к выходу устройства подключается реальный исследуемый приемник электроэнергии. Выходное напряжение U„„ исследуемой СЭС и выходное напряжение UD источника тока

12 подаются соответственно на регулятор тока 1 и регулятор тока 11, которые преобразуют указанные напряжения в соответствии с выходным сигналом U„, и выходным сигналом Ь"„, функционального преобразователя. При этом сигнал U подается на управляющий вход регулятора 1, а сигнал

U „, — на управляющий вход регулятора 11.

Любой четырехполюсный элемент в рассматриваемых АЭС возможно и целесообразно представлять относительно потребляемого тока I< со стороны входных зажимов и относительного выходного напряжения U> со стороны входных зажимов. В этом случае входными координатами четырехполюсника являются напряжение U< = U„, на его входных зажимах и выходной ток I == I„протекающий через приемник электроэнергии. Аналитическая запись подобного линейного четырехполюсника имеет следующий вид

1, =U,Y,„(Ð)+I,Ê,(Р);

У =UP (Р)+1,2,„,(Р), где Y„(P) — входная проводимость;

К (Р) — коэффициент обратной связи по току;

K2(P) — коэффициент усиления по напряжению;

Z»» (P) — выходное сопротивление.

Для реализации зависимости подвижный контакт переключателя 16 замыкается на размыкаюший контакт, который связан с выходом датчика 14. В результате выходной сигнал U датчика 14, пропорциональный току 1г четырехполюсника, подается на

777В59

Составитель И, Лебедев

Техред В. Серикова

Редактор О. Филиппова

Корректор Е. Ииколаева

Заказ 2539/15

Изд. № 582

Тираж 772

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 дополнительный вход функционального преобразователя 2. Выходные сигналы UM u

U „ôóíêöèîíàëüíîãî преобразователя 2 формируется согласно выражениям - м — 1 вх () + а а () 14

1 а (P) + аZÂûõ (P) +14) где R« — сопротивление датчика 14.

Для исключения влияния сопротивления

Р«шунта в блоках набора К,(Р) и Z„, (P) функционального преобразователя необходимо увеличить коэффициент усиления в

1 R«paa. При этом через элемент 4 протекает ток I,=I„îïðåäåëÿåìûé выражением

I,= U, 6 а через приемник электроэнергии протекает ток 1а, определяемый выражением а а ь п (Р)

В этом случае устройство относительно своих входных и выходных зажимов обладает свойствами, эквивалентными свойствам моделируемого четырехполюсного элемента в исследуемой АЭС.

Известны и другие формы представления четырехполюсников, которые также могут быть использованы для моделирования четырехполюсников в исследуемых АЭС.

Таким образом, предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности за счет воспроизведения свойств моделируемых четырехполюс ников, являющихся сложными и существенными элементами

АЭС; сокращает время и уменьшает трудоемкость процессов моделирования при исследованиях, настройке, производственном контроле и проектировании АЭС; автоматизирует и ускоряет процесс проектирования

5 и исследования сложных АЭС, упрощает эксплуатацию устройства.

Формула изобретения

10 Устройство для моделирования системы энергоснабжения по авт. св. № 641466, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения свойств четырехпо15 люсников, в него дополнительно введены второй регулятор тока, источник тока, второй датчик тока, третий переключатель и ключ, причем вход датчика тока через второй датчик тока соединен с одним выводом

20 источника тока, другой вывод которого соединен с информационным входом второго .регулятора тока, выход которого через ключ соединен с размыкающим контактом первого переключателя, выход реглуятора тока

25 соединен с замыкающим контактом третьего переключателя, размыкающий контакт которого соединен с одним выводом источника тока, а подвижный контакт третьего переключателя соединен с дополнительным

30 входом функционального преобразователя, дополнительный выход которого соединен с управляющим входом второго регулятора тока.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экг-ертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 641468, кл. G 06G 7/48, 1976 (прототип).