Устройство для моделирования синхронных машин

 

Изобретение относится к технике моделирования процессов, систем и устройств и может быть использовано в аналоговьк моделях систем, содержащих синхронные машины. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирова- .ния синхронных машин, статорные обмотки которых включены по -схеме треугольник. В устройство для моделирования синхронных машин дополнительно введены четыре сумматора, четыре инвертора и шесть переключателей . Это позволяет моделировать синхронные машины, обмотки которых включены по схеме 1 звезда или по схеме треугольник , а также переключение с одной схемы на другую. 1 ил. с : сл 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (19) (И) (5д 4 С 06 С 7/62 (21) 3932398/24 — 24 (22) 19.0? .85 (46) 30.03.87. Бюл. № 12 (71) Николаевский кораблестроительный институт им.адм. С.О ° Макарова, (72) А.П. Мещанинов, В.В. Ромакин, Ю.М. Кронгауз и Н.В. Яценко (53) 681.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 877578, кл. С 06 G 7/62, 1979.

Краснов В.В. и др. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Математические модели функционирования судовых электроэнергети— ческих систем". Николаев, НКИ, 1983, с. 45. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИНХРОННЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к технике моделирования процессов, систем и устройств и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины. Цель из обр е тения — р а сшир ение функционал ь ных возможностей за счет моделирования синхронных машин, статорные обмотки которых включены по -схеме

"треугольник". В устройство для моделирования синхронных машин допол-. нительно введены четыре сумматора, четыре инвертора и шесть переключателей. Это позволяет моделировать синхронные машины, обмотки которых включены по схеме "звезда" или по схеме "треугольник", а также переключение с одной схемы на другую.

1 ил.

Изобретение относится к моделированию процессов, систем и устройств с помощью АВМ и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования синхронных машин, ста.— торные обмотки которых включены по схеме "треугольник".

На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, блок 2 моделирования продольной составляющей тока нагрузки, блок 3 моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, блок 4 глоделирования напряжения возбуждения синхронной машины, первый сумматор 5, 20 первый масштабный блок 6, первый интегратор 7, первый инвертор 8,первый суммирующий операционный усилитель 9, второй инвертор 10, второй сумматор 11, третий инвертор 12, третий, четвертый, пятый сумматоры 13

15 второй интегратор 16, четвертый инвертор 17, второй суммирующий операционный усилитель 18, пятый инвертор 19, шестой и седьмой сумматоры

3Q

20 и 21, второй масштабньпл блок 22, третий интегратор 23, шестой инвертор 24, третий суммирующий операционный усилитель 25, седьмбй инвертор

26, третий масштабный блок 27, чет†35 вертый интегратор 28, первый и второй переключатели 29 и 30, восьмой и девятый сумматоры 31 и 32, девятый инвертор 33, третий переключатель 34, восьмой инвертор 35, четвертый и пятый переключатели Зб и 37, одиннадцатый и десятый сумматоры 38 и 39, десятый инвертор 40, шестой переключатель 41, одиннадцатый инвертор 42.

Блоки 1-4 выполнены в виде источника напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от схемы включения обмоток синхронной машины ("треуголь- 50 ник" или "звезда" ) переключатели 29, 30, р4, 36, 37 и 41 устанавливаются в положение " 1" или "2" соответственно.

Исходя из исследуемого режима работы электромеханической системы, содержащей синхронную машину, в бло. ке 4 моделирования напряжения воз13 2 буждения синхронной машины устанавливается необходимое значение напря жения на выходе, а в блоках 1-3 моделирования нулевой, продольной и поперечной составляющих тока нагрузки на выходах — значения соответствующих составляющих тока нагрузки.

Выставляются заданные значения коэффициентов модели>на соответствующих входах операционных усилителей. За(x +х)

5 И, 1 1 (х + х ) - — 1 +х аа а m; д аа m, 1 р6 41А 1

- — -g- — — х — =-r --i-B

e d-, в,, d а

Il 6 1

1 шт dià 1

-- — ц- — — X - -t- — 1. +С и,, а а

1 1 — -U--««-r j -В, m„1< m; I

С

m а 5 6 О а |

° А ха

Ф вЂ” — ° В, 1 (1)

Xad

1 1 — — С F "- — ° F х„1 1 хеба с о

С

Р й

1 ие 51 з

Ые В

m c, ° А ( — г) - - - - - - С е 3 Р m

dii ие m

-А

dC е л е тем проводится исследование интере— сующего режима. На выходах второго

10, пятого 19 и седьмого 26 инверторов получают значения соответствующих составляющих напряжения статора синхронной машины, а на выходах интеграторов 7,16,?3,28 — соответствующие составляющие тока статора и значения тока возбуждения соответственно. При переходе к исследованию режима работы анализируемой системы при других параметрах синхронной машины выставляют измененное значение коэффициентов модели на соответствующих входах. Проводят исследование интересующего режима. Для исследо— вания системы при ином включении об1 моток синхронной машины производят переключение переключателей и аналогично повторяют все операции, Кро ме того, при переключении переключателей возможно исследование переходных процессов при переключении обмоток синхронной машины с одной схемы включения на другую.

Математическая модель приведенно го устройства описывается системой уравнений:

Вид остальных уравнений зависит от положения синхронизированных двух. полюсных переключателей ("1" ил и ею2ее .

Положение "2":

Положение "1":

i „ 0.Г3 .

+ — i -i =0

Ь 2

1+ 21Ч 1 Н 0

1ОН 0

1 о

3

4з

Ьн

U = 0 о

3 ГЗ

Ь 2 Ь 2 % (2) О Чо

= (Ь

2 Ь 2

4З 3 (т -<р

ОИ о

ПЬн Ь

Сон = -Чо

0 и

I где у

U Ä Ä= -q<„ базисная угловая частота вращения ротора синхронной машины; о с,,в<, С,,,, Зз Зь промежуточные переменные, введенные для упрощения записи уравнений синхронной машины; индуктивное сопротивление рассеяния обмоток статора; индуктивные сопротивления реакции якоря синхронной машины по осям d u q соответственно; индуктивное сопротивление собственного .рассеяния обмотки возбуждения; х

ad х

r — активное сопротивление рас3 сеяния обмоток статора; х — индуктивное сопротивление о нулевой последовательности;

U — ток и напряжение.

Предложенное устройство может быть использовано для исследования различных режимов работы синхронной машины, таких, как холостой ход, короткое замыкание, сброс и наброс нагрузки и др. Эти режимы работы обеспечиваются соответствующим подключением к данному устройству требуемых моделей нагрузок.

00513 4

<Ьормулаизобрете

Устройство для моделирования синхронных машин, содержащее блок моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, блок моделиро— вания продольной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источ—

f0 ника напряжения, блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, блок моделирования напряжения возбуждения синхронной машиf5 ны, выполненный в виде источника напряжения, семь сумматоров, три масштабных блока, семь инверторов, четыре интегратора, три суммирующих операционных усилителя, причем вы20 ход первого сумматора подключен к входу первого масштабного блока, выход которого соединен непосредственно с входом первого интегратора и через первый инвертор с первым входом первого суммирующего операционного усилителя, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, выход первого суммирующего

30 операционного усилителя соединен с входом второго инвертора, выход первого интегратора соединен с первым входом первого сумматора, выход второго сумматора через третий инвер35 тор соединен с первым входом третьеI

ro сумматора, выход которого соединен с первыми входами четвертого и пятого сумматоров, выход четвертого сумматора соединен непчсредственно

40 с входом второго интегратора и через четвертый инвертор с вторым входом третьего сумматора и первым входом второго суммирующего операционного усилителя, второй вход которого сое45 динен с выходом блока моделирования продольной составляющей тока нагрузки, выход второго суммирующего операционного усилителя соединен с входом пятого инвертора, вых6д второго

50 интегратора соединен с третьим входом третьего сумматора и первым и ! вторым входами шестого сумматора, выход которого соединен с первым входом седьмого сумматора, выход которого соединен с входом второго масштабного блока, выход которого непосредственно соединен с входом третьего интегратора и через шестой

1300513 чнвертор с вторым входом седьмого сумматора и первым входом третьего суммиру.ощего операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходом блока моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выход третьего суммирующего операционного усилителя соединен с входом седьмого инвертора, выход третьего интегратора соединен с первым и вто- 10 рым входами второго сумматора и третьим входом седьмого сумматора, выход пятого сумматора подключен непосредственно к входу четвертого интегратора и через третий масштаб- 15 ный блок к второму входу четвертого сумматора, выход четвертого интегратора соединен с третьим входом шестого сумматора и вторым входом пятого сумматора, третий вход которого 20 соединен с выходом блока моделирова ния напряжения возбуждения синхронной машины, причем выходы второго, пятого и седьмого инверторов являются выходами нулевой, продольной и поперечной составляющих напряжения синхронной машины соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования синхроннык машин, статорные обмотки которых включены по схеме "треугольник", в него дополнительно введены четыре сумматора, четыре инвертора и шесть переключа- 35 телей, причем выход первого интегратора через первый переключатель соединен с третьим входом первого суммирующего операционного усилителя, вы-, ход второго интегратора подключен к 40 подвижн ому контакту второго переключателя, замыкающий контакт которого соединеН с третьим входом второго суммирующего операционного усилителя, Размыкающий контакт второго переключателя подключен к первым входам восьмого и девятого сумматоров, выход девятого сумматора соединен с третьим входом третьего суммирующего операционного усилителя и с замыкающим контактом третьего переключателя, подвижный контакт которого подключен к выходу третьего интегратора, размыкающий контакт третьего переключателя соединен с вторым входом восьмого сумматора непосредственно и через восьмой инвертор с вторым входом девятого сумматора, ° выход восьмого сумматора через девя. тый инвертор соединен с третьим входом второго суммирукщего операционного усилителя, выход второго инвертора через четвертый переключатель подключен к второму входу перного сумматора, выход пятого инвертора соединен непосредственно с первым входом десятого сумматора,с замыкающим контактом пятого переключателя и через десятый инвертор с первым входом одиннадцатого сумматора, выход ко орого соединен с размыкающим контактом пятого переключателя, подвижный контакт которого подключен к четвертому входу, третьего сумматора, выход седьмого инвертора соединен с вторыми входами десятого и одиннадцатого сумматоров, а также с замыкающим контактом шестого переключате" ля, подвижный контакт которого подключен к четвертому входу седьмого сумматора, выход десятого сумматора через одиннадцатый инвертор соединен с размыкающим контактом шестого переключателя.

1300513

Составитель И. Дубинина

Техред И.Попович Корректор М. Самборская

Pедактор M. Келемеш

Тираж !673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1152/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4