Устройство для моделирования синхронных машин

 

Изобретение относится к моделированию процессов, систем и устройств с помощью АВМ и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины. В устройство для моделирования синхронных машин дополнительно введены три сумматора, два инвертора, три суммирующих операционных усилителя, блок моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, блок моделирования продольной составляющей тока нагрузки, блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки и девять переключателей. Это позволяет моделировать синхронные машины, обмотки которых включены по схеме "звезда", "треугольник" или "проходная". 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 С 06 С 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4179084/24-24 (22) 09.01.87 (46) 23.04 .89. Бюл, 9 15 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С.О,Макарова (72) А.П.Мещанинов, Ю.В.Яценко и В.В.Дромашко (53) 681.3(088,8) (56) 1. Краснов В,В., Мещанинов А,П., Гнездилова Т.В, Математические модели функционирования электроэнергетических судовых систем,-Николаев;

НКИ, 1983, с.45.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1300513, кл. G 06 G 7/62, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИНХРОННЫХ МАШИН

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет моделирования соединения статорных обмоток по проходной схеме.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый блок 1 моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, первык блок 2 модели-, рования продольной составляющей поля нагрузки, первый блок 3 моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, блок 4 моделирования напряжения

„„Я0„„1474696 А1 (57) Изобретение относится к моделированию процессов, систем и устройств с помощью АВМ и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины. В устройство для моделирования синхронных машин дополнительно введены три сумматора, два инвертора, три суммирую.— щих операционных усилителя, блок моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, блок моделирования продольной составляющей тока нагрузки, блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки и девять переключателей. Это позволяет моделировать синхронные машины, обмотки которых включены по схеме "звезда", "треугольник" или "проходная". 1 ил.

2 возбуждения синхронной машины, первый сумматор 5, первый масштабный блок 6, первый интегратор 7, первый суммирующий операционный усилитель 8, первый инвертор 9, второй сумматор 10, второй инвертор 11, третий 12, четвертый

13, пятый 14 сумматоры, второй интегратор 15, третий инвертор 16, второй суммирующий усилитель 17, пятый инвертор 18, шестой сумматор 19, девятый

I сумматор 20, второй масштабный блок

21, третий интегратор 22, шестой ннвертор 23, третий суммирующий операционный усилитель 24, восьмой ннвертор 25, третий масштабный блок 26, четвертый интегратор 27, первый переключатель 28, четвертый суммирующий операционный усилитель 29, второй з 1474696 блок 30 моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, седьмой пере"" ключатель 31, девятый инвертор 32, десятый сумматор 33, четвертый переключатель 34, второй переключатель, 35, седьмой 36 и восьмой 37 сумматоры, пятый суммирующий операционный усилитель 38, второй блок 39 моделирования продольной составляющей тока нагрузки, восьмой переключатель 40,, десятый инвертор 41, одиннадцатый . 42, двенадцатый 43, тринадцатый 44 сумматоры, девятый переключатель 45, третий переключатель 46, седьмой инвертор 47, шестой суммирующий операционный усилитель 48, второй блок 49 моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, девятый переключатель 50, одиннадцатый инвертор 51, четырнадцатый сумматор 52, двенадцатый инвертор 53, шестой переключа" тель 54, четвертый инвертор 55.

Блоки 1,4 30 39, 49 выполнены в. 25 виде источников напряжений.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от схемы включения обмоток синхронной машины (треуголь- 30 ник", "звезда" или "проходная") переключатели 28, 31, 34, 35, 40, 45, 46, 50 и 54 устанавливаются в необходимое положение,а именно для схемы

"звезда" переключатели 28, 34, 35, 45, 46 и 54 в положение т, переключатели 31, 40,и 50 разомкнуты; для схемы "треугольник" переключатели 28, 34, 35, 45, 46 и 54 в положечие II, переключатели 31, 40 .и 50 разомкнуты;,10 для схемы "проходная" переключатели

28, 34, 35, 45, 46 и 54 в положение

I, переключатели 31, 40 и 50 замкнуты, Исходя из исследуемого режима работы электромеханической системы, содержащей синхронную машину, в блоке моделирования напряжения возбуждения синхронной машины устанавливается необходимое значение напряжения на выходе, а в первых блоках модели50 рования нулевой, продольной н поперечной составляющих тока нагрузки, во вторых блоках моделирования нулевой, продольной и поперечной составляющих тока нагрузки на выходах устанавливаются значения соответствующих составляющих тока нагрузки. ВыставляютI ся заданные значения коэффициентов.модели на соответствующих входах суммирующих операционных усилителей.

Затем проводятся исследования интересующего режима, На выходах инверторов 9, 18, 25, 32, 41 и 5I получают значения соответствующих составляю-. щих напряжения статора синхронной машины, а на выходах интеграторов

7, 15, 22, 27 — соответствующие составляюц<не тока статора и значения тока возбуждения соответственно. При переходе к исследованию режима работы анализируемой системы при других параметрах синхронной машины выставляют измененные значения коэффициентов модели на соответствующих входах.

Приводят исследование интересующего режима. Для исследования системы при ином включении обмоток синхронной машины изменяют положение переключателей и аналогично повторяют все операции. Кроме того, при изменении положения перекночателей возможно исследование переходных процессов при переключении обмоток синхронной машины с одной схемы включения на другую.

Математическая модель устроиства описывается системой уравнений, частично приведенных в !), Вид ос"".альных уравнений зависит от схемы соединения статорных обмоток синхронной машины. Для схемы "звезда" и

"треугольник" они приведены в (2), Для проходной схемы они имеют вид o«z

+ 1 Н = 0;

-i> + i>q,= О;

i i =О. о я<

id -id,=0;

iq, — ieH< = 09

Чох + o<

Vaz+

Пф Ч02+ <1< у

Uo<< 2 < 02 9

"ив = 4 <1<< Ц<121 а<« и 1 4н, =- Ъ |

1 у, =- < < где i U и с — тока, .напряжения и потенциалы в осях

odq.

Формула изобретения

Устройство для моделирования син . ронных машин, содержащее первый блок

1А74б96 моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, первый блок моде" лирования продольной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, первый блок моде— лирования поперечной составляющей нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, блок моделирования 10 напряжения возбуждения синхронной машины, выполненный в виде источника чапряжения, одиннадцать сумматоров, три масштабных блока, девять инверторов, четыре интегратора, три усилителя, шесть переключателей, причем выход первого сумматора подключен к входу первого масштабного блока, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого подклю-2О чен непосредственно к первому входу первого сумматора, через первый переключатель соединен с входом первого усили-еля и годключен к источнику напряжения первого блока моделирования

25 нулевой составляющей тока нагрузки

1 выход первого операционного усилитеФ ля соединен с входом первого инвертора, выход второ" î сумматора через второй инвертор соединен с первым входом третьего суммaòoðà, выход которого "îåäèíåí с первыми входами четвертого и пятого сумматоров, выхоц четвертого сумматора соединен через третий инвертор с вторым входом 35 третьего сумматора и непосредственно связан с входом второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора и первым и вторым входами шестого суммато- 4О ра и подключен к подвижному контакту второго переключателя, размыкающий контакт которого соединен с первыми входами седьмого и восьмого сумматоров, замыкающий контакт второго гере- 45 ключателя подключен к вхоцу второго усилителя, выход седьмого сумматора через четвертый инвертор соединен с входом второго усилителя и подключен к. выходу источника напряжения блока моделирования продольной составляющей тока нагрузки, Выход второго усилителя соединен с входом пятого инвертора, Выход шестого сумматора соединен c: первым ВхОдом девятого сумматора, Выход которого соединен с входом второго масштабного блока, выход которого через шестой инвертор соединен с вторым входом девятого сумматора и с входом третьего интегратора, выход которого соединен с третьим входом девятого сумматора, первым и вторым входами второго сумматора и подвижным контактом третьего переключателя, размыкающий контакт которого через седьмой инвертор соединен с вторым входом восьмого сумматора, замыкающий контакт третьего переклю-! чателя подключен к входу третьего усилителя и соединен с источником напряжения первого блока моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выход третьего усилителя соедин и с входом восьмого инверто= ра, выход пятого сумматора подключен к входу третьего масштабного блока, выход которого соединен с входом четвертого интегратора и вторым входом четвертого сумматора, выход четвертого интегратора соединен с третьим входом шестого сумматора и вторым входом пятого сумматора, третий вход которого соединен с выходом источника напряжения блока моделирования напряжения возбуждения синхронной машины, второй вход первого сумматора, четвертые входы третьего и девятого сумматоров соединены соответственно с неподвижными контактами четвертого, пятого и шестого переключателей, а выходы первого, пятого и восьмого 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 соединения статорных обмоток по проходной схеме, в него дополнительно введены три сумматора, два инвертора, три усилителя, второй блок моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, второй блок моделирования продольной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения, второй блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника напряжения и три переключателя, вход первого усилителя соединен с входом четвертого усилителя и подключен к источнику напряжения второго блока моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, выход четвертого усилителя через седьмой, переключатель соединен с входом девя-

147469б

Йн

Цн и

Udz>

Цр

Составитейь В.Геча

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 1897/49 Тираж б67 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина, 101

II ll того инвертора и первым входом десятого сумматора, второй вход которого связан с выходом первого усилителя, выход десятого сумматора соединен с подвижным контактом четвертого переключателя, вход второго усилителя соединен с входом пятого инвертора,и подключен к источнику напряжения второго блока моделирования продольной составляющей тока нагрузки, выход пятого усилителя через восьмой переключатель соединен с входом десятого инвертора и первым входом одиннадцатого сумматора, второй вход которого. 15

1 связан с выходом в торо ro усилителя . и с первыми входами двенадцатого и тринадцатого сумматоров, выход одиннадцатого сумматора подключен к замыкающему контакту девятого переключа- gp теля, вход третьего усилителя подключен к входу шестого усилителя и связан с источником напряжения второго блока моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выход шестого усилителя через десятый переключатель соединен с входом одиннадцатого инвертора и первым входом че- тырнадцатого сумматора, второй вход четырнадцатого сумматора соединен с выходом третьего усилителя, вторым входом тринадцатого сумматора и через двенадцатый инвертор с вторым входом двенадцатого сумматора, выход которого подключен к размыкающему контакту пятого переключателя, выход четырнадцатого сумматора подключен к замыкаю" щему контакту шестого переключателя, размыкающий контакт которого связан с выходом шестого дополнительного сумматора.