Устройство для моделирования асинхронного двигателя

 

п 324635

И ЗОБРЕТЕ Н И Я

Саюа Советскиа

Социалистических

Реслуелиа

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 20.XI. 1969. (№ 1378099/18-24) М Кл. G 06g 7/62 с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Иемитет ло делам изобретений и открытий ири Совете Министров

СССР

Опубликовано 23.Xl1.1971. Бюллетень ¹ 2 за 1972 УДК 681.333 (088.8)

Дата опубликования описания 13.111.1972

Автор изобретения

М. М. Камша

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области моделирования электрических систем и предназначено для моделирования асинхронной нагрузки при расчетах токов короткого замыкания в таких системах.

Известна модель асинхронного двигателя, в котором обмотка ротора двигателя моделируется электрическими цепями из последовательно соединенных резистора и конденсатора, подключенных параллельно резистору, моделирующему сопротивление взаимоиндукции статорных и роторных обмоток, соединенному с нулевой шиной, а через другой резистор и LС-фильтр, моделирующие сопротивление рассеяния статора и его активное сопротивление,— с электрическими цепями, моделирующими внешнюю сеть. Известное устройство моделирует асинхронный двигатель только в одном режиме — режиме холостого хода, когда скольжение двигателя можно припять равным нулю. Основным же режимом работы двигателя является нагрузочный, при котором скольжение двигателя не равно нулю. Но на известном устройстве такие режимы работы двигателя смоделировать нельзя, так как роторная обмотка нагруженного двигателя не моделируется электрическими цепями из последовательно соединенны резисторов и конденсаторов.

В этом случае результаты моделирования всегда будут содержать погрешность, так как ток подпитки от асинхронных двигателей на холостом ходу при коротком замыкании в сн5 стемс всегда больше, чем ток подпитки от нагруженных двигателей. Автоматическая защита электрической системы, спроектированная по результатам таких расчетов, может оказаться неработоспособной.

10 Предложенное устройство отличается от известного тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем модель роторной обмотки выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора, катушки индуктив15 ностей, двух резисторов и источника э.д.с., причем электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и источника э. д. с. модели роторной обмотки и первого резистора, подключена параллельно

2Q резистору одного контура модели статорной обмотки, а электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора модели роторной обмотки и второго резистора, подключена параллельно резистору другого контура модели статорной обмотки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Статорныс обмотки моделируются двумя электрическими контурами, каждый из кото30 рых содержит источник э.д.с. (1 или 2), LC324635

/,.

Я2 и конденсатор 18 с

С з—

45 где: Qo — rpo: — - б: U<) — амплитуда фаз- 5о

55 бо б5 фильтр (8 или 4), моделирующий активное

С сопротивление статора L> =r„. C,> == резистор (5 или 6), моделирующий индуктивное сопротивление рассеяния статора

Rq=R< Х; и резистор (7 или 8), соединенный с нулевой шиной и моделирующий сопротивление взаимной индукции статорных и роторных контуров двигателя R7 — — Р8 — — Л„,. Для моделирования роторной обмотки двигателя в предложенном устройстве используется электрический контур, содержащий источник э.д.с.

9, (э.д.с. которого пропорциональна току этоr„.

r0 контура U9 — — 2 — 4, где r„,— активное

S„ сопротивление роторной обмотки двигателя;

S, — с ; 4 — ток электрического контура), резисторы 10 и 11, r равные отношению —, индуктивное .l сопротивление 12, равное емкостным сопротивлением

Электрическая цепь контура из резистора

10 и источника э.д.с. 9 через резистор 14, моделирующий индуктивное сопротивление рассеяния роторной обмотки двигателя R < = Хо., подключена параллельно резистору 7, а конденсатор 18 через резистор 11, также моделирующий сопротивление двигателя Rn — — — Х;„, подключен параллельно резистору 8.

Источники э.д.с. 1 и 2 U>(t) и Uz(t), включаемые в электрические контуры, моделирующие статорные обмотки двигателя, формируются на АВМ по формулам:

U,(t) = — и,з1пд,— р,)+

+ Uosin jt+(Qp — ч>о ) 1;

Ug(t) = — (/Осоз (Qp — (pp ) 1

+ 1оcos (1+ (q() — rp(, ) ), ного напряжения на зажимах двигателя.

Переходные процессы в контуре электрической цепи, образованном из последовательно соединенных источника напряжения 1, il Сфильтра 3 и активных резисторов 5 и 7, аналогичны процессам в статорном контуре двигателя по оси d.

Процессы в контуре, состоящем из источника напряжения 2 LC-фильтра 4 и активных резисторов 6 н 8, аналогичны процессам в статорном контуре двигателя по оси q.

Точно так >ке, процессы в контуре, состоящем из активных резисторов 7, 14 и источника э.д.с. 9 соответствуют процессам в роторном

I0

25 зо

35 о контуре двигателя по оси д, а процессы в контуре, образованном из активных резисторов

8, 14 и конденсатора 18 — процессам в роторпом контуре двигателя по оси q.

Контур электрической цепи, включающий активные резисторы 10 и 11, индуктивное сопротивление 12, конденсатор 18 и источник э.д.с. 9, является вспомогательным контуром э.д.с. источника 9, пропорциональная току этого контура, формируется при помощи двух операционных усилителей (инвертора и сумматора) как удвоенное падение напряжения на резисторе Il. К выходу сумматора подключается резистор 10.

Модель асинхронного двигателя предназначена для исследования переходных электромагнитных процессов при симметричных к. з. на зажимах двигателя или в электрической системе, в которую он входит. В последнем случае источники 1 >l 2 модели асинхронногG двигателя подключаются к модели всей системы в соответствии с действительным расположением двигателя в электроэнергетических (ЭЭС) системах, а напряжения U>(t) и Uz(t) по осям d u q включаются в точках, соответствующих точке к.з. в ЭЭС.

Модель асинхронного двигателя может быть использована и при исследовании электромагнитных переходных процессов, вызванных несимметричными к.з. Для этого необходимо использовать известный метод приведения к.з. трехфазному к.з.

Например, при учете только основной гармонической тока двухфазное к.з. можно рассматривать как трехфазное к.з. асинхронного двигателя, перед которым включено его полное сопротивление обратной последовательности Z=г2+1Х2, чтобы учесть это при моделировании двухфазного к.з., необходимо в модели двигателя вместо резисторов 5, 6 «LC/ д фильтров 8, 4 с параметрами / = Х„, L -=— о>

C=-—

rg ввести сопротивления и LCфильтры с параметрами R=Х;, +Х2, .L -—

r+ . С. 1 с02 l à +r2.

Аналогично моделируются н другие виды несимметричных к.з.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования асинхронного двигателя, содер>кащее модели статорных обмоток, каждая из которых выполнена в виде контура из последовательно соединенных источника э.д.с., LC-фильтра и двух резисторов, модели роторных обмоток и резисторы, отлича ощееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем модель роторной обмотки выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора, катушки

324635

Составитель Е. Тимохина

T âåë Е. Борисова

Редактор Б. Нанкина

Корректор Е. Зимина

Заказ 342 Изд. № 1838 Тираж 448 Подписное

LlHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати иидуктивностей, двух резисторов и источника э.д.с., причем электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и источника э.д.с. модели роторной обмотки и первого резистора, подключена параллельно резистору одного контура модели статорной обмотки, а электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора модели роторной обмотки и второго резистора, подключена параллельно резистору друго5 го контура модели статорной обмотки.