Патент ссср 410416

 

1»1 "ес-.о;;,ь .; а

Союз Советскик

Социалистических

Р@спубпик -" . з

Y АВТОРСИОМУ О МД,ЕТЕ1Ь4ЛВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 02.Н11.1971 (И 1687924/18-24) М. Кл. G 06g 7/62 с присоединением заявки №

Государстаекаи кю,-:;-., Саеета Мкеистсса СС.

fl0 делам H3DD";....ееей

11риоритет

Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 22.Ч.1974

УДК 681.333(088.8) в аткрыти:1

Авторы изобретения

И. Д. Урусов, В. И. Симоновский и В. Н. Соловьев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к физическим (электродинамическим моделям) электроэнергетических систем и электроприводов и может быть применено для исследования автономных энергосистем, приводов го схеме «преобразователь частоты — асинхронный двигатель», «синхронный генератор — асинхронный двигатель».

Известны устройства для моделирования асинхронного двигателя, нримецяемые на электродинамических моделях. Основным методом электродинамического моделирования асинхронных двигателей является создание модельных асинхрончых машин, параметры которых должны обеспечивать подобие гереходных процессов натурной и модельной систем. Такой метод является, во-первых, дорогостоящим, поскольку требуется теоретическая проработка, конструирование, расчет и изготовление модельного электродвигателя; во-вторых, модель получается не универсальной, чсключающей возможность широкого варьирования параметров электрической машины; втретьих, в большинстве случаев, когда возникает необходимость моделирования асинхронных машин средней и большой мощности машинами малой мощности, соблюдение подобия оказывается либо труднореализуемым, либо нереализуемым, поскольку в машинах малой мощности относительные активные сопротивления статора и ротора практически всегда оказываются в несколько десятков раз большими, чем в электродвигателях большой мощности, и следовательно, сильно искажаются электромеханические характеристики модельного двигателя по сравнению с этими же характеристиками натурного двигателя.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, т. е. создание

10 такого устройства, которое бы позволяло при физическом (электродинамическом) моделировании избежать изготовления специального модельного электродвигателя, обеспечивало бы широкое варьирование параметров элект15 рической машины и полное подобие электромсханнческих характеристик — зависимости момента и реактивной мощности двигателя от скольжения.

Цель достигается благодаря тому, что пред20 ложенное устройство для моделирования содержит синхронную машину, подключенную к обмотке статора модельного асинхронного двигателя, в которой регулируется активная и реактивная мощности с помощью блока кор25 рскцип, блока реактивной мощности и нагру".очного блока синхронной машины. Нагрузочный блок асинхронного двигателя, одновременно с воспроизведением момента нагрузки, осушествляет коррекцшо моментной характе30 ристики асинхронного двигателя.

410416

ЛЯ(5, U,), Л Q(S, U,).

Предложенное устройство изображено на чертеже, где 1 — модельный асинхронный двигатель, " — модель источника энергии, 3— нагрузочный блок двигателя, 4 — упра вляющий блок двигателя, 5 — синхронная машина, 6 — нагрузочный блок синхронной машины, 7 — управляющий блок синхронной машины, 8 — блок регулирования реактивной мощности, 9 — блок коррекции, 10, 11 нагрузочные машины, 12, 13 — вольтодобавочные машины, 14, 15 — приводы (асинхронные двигатели), 16— блок, задающий момент сопротивления, 17— датчик момента двигателя, 18, 19, 20 — усилители, 21 — инвертор-усилитель, 22 — датчик момента синхронной машины, 23 — датчик реактивной мощности, 24 — блок управления выпрямителем, 25 — выпрямитель, питающий обмотку возбуждения синхронной машины, 26 — датчик скорости генератора, 27 — датчик скорости двигателя, 28 — датчик напряжения генератора, 29, 30, 31 — функциональные блоки.

Лсинхронный двигатель 1 подключен к выходу модели 2 источника энергии, в качестве которой могут быть использованы модель синхронного генератора или статический преобразователь частоты. Вал асинхронного двигателя 1 связан с нагрузочным блоком 3 двигателя, которым управляет управляющий блок 4. 1 зажимам асинхронного двигателя

1 подключена вспомогательная синхронная машина о (папример, синхронный генератор), снаоженная нагрузочным блоком 6, когорым управляет управляющий блок 7, и блоком регулирования реактивной мощности 8.

Блок коррекции 9 устройства состоит из датчика 26 скорости генератора, датчика 27 скорости двигателя, датчика 28 напряжения генератора, функциональных блоков 29, 30,31.

Нагрузочный блок 3 двигателя содержит нагрузочную машину 10, вольтодобавочную машину 12 с приводом — асинхронным двигателем 14. Управляющий блок 4 содержит блок, задающий момент сопротивления 16, датчик момента двигателя 17, усилитель 18.

Нагрузочный блок 6 синхронной машины содержит нагрузочную машину 11, вольтодобавочную машину 13 с приводом 15. Управляющий блок 7 синхронной машины содержит инвертор-усилитель 21, датчик 22 момента синхронной машины, усилитель 19. Блок 8 регулирования реактивной мощности синхронной машины содержит усилитель 20, датчик реактивной мощности 23, блок управления выпрямителем 24, выпрямитель 25, питающий обмотку возбуждения синхронной машины 5.

Устройство работает следующим образом.

Асинхронный двигатель 1 питается от модели 2 источника энергии. Нагрузочный блок создает нагрузку на асинхронный двигатель, которая регулируется управляющим блоком

4, задающим момент сопротивления AI,(ü, t) в функции скорости, времени и т. д.

Для того, чтобы момент на валу асинхронного двигателя не отличался от момента на5

40 турного двигателя в относительных единицах, блок коррекции 9 вводит в управляющий блок

4 поправку ЛМ (S) — разность моментов асинхронного и натурного двигателей. Поправка ЛМ (5) вырабатывается с помощью функциональных блоков 29, 30. Функциональный блок 29 вырабатывает сигнал, пропорциопальный сколыкению асинхронного двигателя

1 при переменной скорости вращения модели

2 источника энергии, например синхронного генератора. Функциональный блок 30 вырабатывает сигнал, пропорциональный разности

ЛЛ1(5) моментов выбранного и натурного асинхронных двигателей. С учетом поправки

ЛМ(5) суммарный момент на валу асинхронного двигателя 1, определяющий характер протекания электромеханических процессов на валу двигателя, подобен моменту натурной системы «асинхронный двигатель-производственный .механизм».

Для соблюдения подобия процессов потребления активной и реактивной мощности с шин источника энергии вводится вспомогательная синхронная машина 5 с нагрузочным блоком 6. В ее функции входит, прежде всего, отработка активной мощности для компенсации поправки ЛМ (S) на модели источника энергии. Это достигается путем введения сигнала ЛМ(5) с обратным знаком в управляющий блок 7 синхронной машины. Для соблюдения подобия процесса потребления реактивной нагрузки с помощью функционального блока 31 вырабатывается поправка d,Q(5) — разность реактивных мощностей, потребляемых асинхронным и натурным двигателями при том же сколыкении.

Поправка AQ(5) вводится в блок регулирования реактивной мощности 8 синхронной машины, который регулирует ток возбуждения.

Если напряжение модели 2 источника энергии Ur èçìåíÿåòñÿ, то сигнал принимается вторыми входами функциональных блоков 30 и

31, соединенных с датчиком напряжения 28.

При этом функциональные блоки 30 и 31 отрабатывают сигналы, зависящие от двух переменных

Таким образом, управляемые асинхронный двигатель 1 и синхронная машина 5 при переходных электромеханических процессах и в стационарных режимах работают эквивалентно натурному асинхронному двигателю, поскольку соблюдается подобие электромеханической моментной характеристики на валу асинхронного двигателя и подобие потребления активной и реактивной мощностей с шин источника питания.

Электромеханическая модель асинхронного двигателя обеспечивает варьирование характеристик асинхронного двигателя, что важно для исследований пуска, реверса, статических режимов и т. д. асинхронного двигателя, исследования синхронного генератора с системой регулирования при работе с асинхронным дви410416

Составитель Е. Тимохина

Техред Е. Борисова

Редактор T. Орловская

Корректор А. Дзесова

Заказ 1072!15 Изд. № 337 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 гателем. Модель асинхронного двигателя может питаться от статического преобразователя частоты, что позволяет исследовать различные процессы при совместной работе преобразователя частоты и асинхронного дивателя.

Предмет изобретения

Устройсто для моделирования асинхронного двигателя, содержащее .модельный асинхронный двигатель, вал которого соединен с нагрузочным блоком двигателя, и управляющий блок двигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит подключенную к обмотке статора модельного асинхронного двигателя синхронную машину (например, синхронный генератор), вал которой соединен с нагрузочным блоком синхронной машины, управляющий блок синхронной машины, датчик реактивной мощности, усилитель, выпрямитель; блок управления выпрямителем, датчик напряжения генератора, датчик скорости генератора, датчик скорости асинхронного двигателя и три функциональных блока, причем выходы датчика скорости генератора и датчика скорости асинхронного двигателя подключены ко входам перьвого функционального блока, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего функциональных блоков, вторые входы которых подключены к выходу датчика напряжения генератора, выход второго функционального блока подключен ко входам управляющих блоков двигателя и синхронной машины, выход третьего функционального блока соединен с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с выходом датчика реактивной,мощности, а выход через блок управления выпрямителем и 1выпрямитель соединен с обмоткой

20 возбуждения синхронной машины.