Устройство для моделирования схем фазового компаундирования сии(хронных машин

 

269279

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое or авт. свидетельства ¹

Заявлено 22.Х.1965 (¹ 1033603/24-7) Кл. 21d-, 6/01 с присоединением заявки №

МПК Н 02р 9/08

УДК 621.313.332.076.001. .57(088.8) Приоритет

Опубликовано 17.IV.1970. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 21Л 111.1970

Комитет по репам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. П. Глухов, Г. К, Обушев и Н. Е. Стрелков физико-энергетический институт АН Латвийской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СХЕМ ФАЗОВОГО

КОМГ1АУНДИРОВАНИЯ СИНХРОННЪ1Х МАШИН

Изобретение относится к области моделирования систем регулирования, а именно к устройствам для моделирования схем фазового компаундирования синхронных машин.

Известные устройства для моделирования схем фазового компаундирования синхронных машин не позволяют получить универсальной модели существующих типов схем компаундировапия синхронных машин (трехобмоточный трансформатор двойного питания с дросселем, трехобмоточный трансформатор двойного питания, дроссель с трансформатором тока, трансформатор напряжения с дро"селем и трансформатор тока). Практически приходится выполнять макеты каждой из разновидностей схем, проводить их доводку н лишь затем сравнение и выбор рациональной системы. Все это связано с большой затратой времени.

Цель настоящего изобретения — создание универсальной физической модели систем фазового компаундирования для повышения точности расчетов, сокращения времени и материальных затрат на проектирование рациональной системы фазового компаундирования синхронной машины.

Указанная цель достигается тем, что г> качестве модели применены три однофазных трансформатора с пятью разделенными . на две части обмотками, первая из которых подключена к каналу тока в виде автотрансформатора, фазорегулятора и регулируемых сопротивлешш, вторая — к каналу напряжения, выполненного на основе автотрансформатора, 5 регулируемых сопротивлений и емкостей, третья обмотка подключена к каналу подмагничивания в виде регулируемого источника постоянного напряжения. четвертая — к цепи нагрузки B виде регулируемых пндуктпвности

10 и сопротивления через двухполуперподный выпрямитель. а пятая — к измерительной цепи.

На чертеже представлена пршзцпшгальная

15 электрическая схема предложенного устройства.

Устройство позволяет:

1) набрать на коммутационном поле ряд схем фазового компаундирования (схемы с

20 трехобмоточным трансформатором двойного питания и дросселями, схемы с трехобмоточным трансформатором двойного питания и конденсаторами, схемы с двухобмоточным трансформатором двойного литания, схемы с

25 электрическим сложением каналов напряжения и тока; дроссель п трансформатор тока или трансформатор напряжения и трансформатор тока);

2) определить обобшенные переменные спЗО стем по заданным условиям;

269279

3) получить статические и динамические характеристики указанных схем.

По данным, полученным на модели и заданным технико-экономическим требованиям, имея связи обобщенных переменных с конструктивными параметрами, можно выбрать рациональную систему возбуждения.

Подобие схем фазового компаундирования определяется следующими обобщенными переменными: а) схемы с трехобмоточным трансформатором двойного питания и дросселями:

2 1

2 о R;

2 2 с 2 и, 2 m i о

Eol R- IrnR;

1 к Я:, м1.ь ь—

R 3

20 2

R„

R ) R,,/n,Í;ÿ, +n n xR> и 2 и 2 и в) схемы с дв,хобмоточпым трапсформато.

35 ром двоиного питания

2 <. О г 25,„ ;, 1 2 у

40 о n nR;, О>У,ь

r r ь — ).) 7 > ь г) схемы с дросселем и транс<рорматором 45 тока: теми же, но добавляется св

i д) схемы с трансформатором напряжения, дросселем и трансформатором тока — теми же, что в п. «г», но добавляется

К

U;,, — линейное напряжение и его угловая частота;

1 — время;

Н!1 Ю2, 08У, tD — ЧИСЛО ВИТКОВ ООМОТОК первичной, нагрузочной, 50 токовой и подмапшчпвания компаундирующих трансформа горов;

4, (р — действующее значение тока в токовой обмотке б5 где б) схемы с трехобмоточпым трансформатором двойного ilитания и конденсатором — теми же, но вместо Х вЂ” переменная

" 2

"с "1" CR, 4 и его фазовый угол относительно напряжения

Ь,; индуктивность обмотки возбуждения и ее активное сопротивление; активные сопротивления первичной, нагрузочной и иодмагни.шВающеЙ Ооыоток; сечение и средняя дли- на силовой линии магнитопровода; индуктивность (емкость) компаундирующих сопротивлений; базисные значения магнитной проницаемости и напряженности поля.

L„R:,—

1 г 1 и

L, (C)—

Подобие кривых намагничивания для различных марок сталей и конфигураций магнитопроводов сердечников обеспечивается подбором базисных значений магнитной проницаемости и напряженности магнитного поля материала оригинала, при котором обеспечивается совпадение относительных кривых намагничивания модели и оригинала В рабочей зоне.

На основании теории подобия любая конкретная схема фазового компаундированпя характеризуется определенной совокупностью численных значений приведенных обобщенных переменных. Универсальная физическая модель позволяет получать комбинации численных значений вышеприведенны: обэбшенных переменных.

Устройство для моделирова IIIII состоит пз модели обобщенного компаундпрующе1о трансформатора 1, трех источников питания (источник канала тока 2, канала напряжения

8, канала подмагничивания 4), вьп;рямителя цени возбуждения 5, цепи возбуждения б, Hdбора дросселей i, конденсаторов 8, измерительных приборов, пунктов и необходимого количества штепсельных соединений для набора нужной схемы и производства необходимых измерений.

Модель обобщенного трансформатора выполняется из трех однофазных трансформаторов с раздвоенной обмоткой. г1а каькдом трансформаторе пять обмоток. токов" ÿ 9,напряжения 10, нагрузочная 11, подмагничивания 12, измерительная 18.

Обмотки 10 и I выполняются секцпонированными.

Канал тока включает в себя фазорегулятор

14, автотрансформатор 15, токовые обмотки 9, регулируемые сопротивления lб. Канал напряжения состоит из автотрансформатора 17, обмотки 10, регулируемых сопротивлений 7, регулируемых емкостей 8. В зависимости от схемы можно включить обмотку 11 или 10 и

ll последовательно.

269279

Изменяемая обобщенная переменная

Х с

L с

| параметра

14 2,16

10, 11, 18

Осуществляется изменение» параметра модели

Канал иодмагничивания состоит из регулируемого источника постоянного напряжениями и обмоток иодмагничивания, включаемых последовательно или параллельно.

Выпрямитель 5 собирается по трехфазной мостовой схеме, цепь возбуясдения Включает в себя регулируемое сопротивление с малым температурным коэффициентом и регулируемую индуктивность.

Универсальная физическая модель позвоДостигается уменьшением 1

Обобщенные переменные R и R* не являются определяющими и могут быть учтены в случае необходимости путем определенной коррекции величины U .

Используя результаты, полученные на модели, можно решать следующие задачи проектирования систем фазового компаундирования:

1) получить статистические и динамические характеристики компаундирующих устройств, выполненных по указанным схемам при выполнении трансформаторов из различных марок сталей и при различных конфигурация. : сердечников;

2) flo заданным статистическим и д11нами. ческим характеристикам синхронных машин производить определение конструктивны.; параметров их схем регулирования с фазовым компаундированием;

3) производить оптимизацию устройств компаундирования до окончательного определения конструктивных параметров по одному или нескольким из следующих критериев: минимума веса железа, меди, общего веса, стоимости, мощности коррекции (в случае необходимости), условий самовозбуждения (в случае необходимости), динамическим характеристикам.

Для решения первой задачи по выражениям для обобщенных переменных подсчитываются их численные значения, устанавливаются (по таблице) соответствующие им параметры модели и снимаются требуемые статистические 11 динамические характеристики. ляет получаTь комбинацш1 численных значеHllli обобщенных иерсмеииых 13 широких пределах для указанных разновидностей схем фазового компаундирования с подмагничиванием или без него, причем вариация обобщенных перс lel;Il»lx обеспе швается путем

II3МЕИЕИИЯ ЛСГКО ИЗМСНЯСМЫ. 11 ЛЕГКОИЗМЕРЯЕмых параметров модели и Входнь1Х величин напряжений и токов. Указанные операции мож10 но свести к следую1цсй таблице:

Для решения второй задачи по заданным техническим требованиям выбирается ряд удовлетворяющих им комбинаций обобщенHbIx переменных, которые позволяют опреде15 лить конструктивные парамегры схемы компаундированпя.

Для решения третьей задачи из выражений для обобщенных переменных получают сооТношения объемов, весов меди и железа.

Подставляя в эти соотношения варианты комбинацш1 обобщенных переменных различных схем, можно определить наилучший вариант по Весу, Объему, мощности 1 Оррекции, СТОИМОСТИ И Т. П.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования схем фазового компаундирования синхронных машин, отлича1ощеесл тем, что, с целью ускорения и повышения точности анализа, а также расширения диапазона типов моделируемых схем, в качестве модели применены три однофазных трансформатора с пятью разделенными на две части обмотками, первая из которых подключена к каналу тока в виде автотрансформатора, фазорегу.лятора и регулируемых сопротивлений, вторая — к каналу напряжения, выполненного на основе автотрансформатора, 40 регулируемых сопротивлений и емкостей, третья обмотка подключена к каналу подмагничивания в виде регулируемого источника постоянного напряжения, четвертая — к цепи нагрузки в виде регулируемых индуктивности и

45 сопротивления через двухполупериодный выпрямитель, а пятая — к измерительной цепи.

269279

Составитель В. Круглова

Техред Л. В. Куклина 1(орректор Н. С. Сударенкова

Редактор Н. Белявская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2195/8 Тираж 48С Подписное

ЦНИИПИ 1(омитега по делам изобретений и открь:тий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5