410416

11 "во о;, : к зСоюз СоветскихСоциалистическихРеспублик л Р АВТОРСИОМУ СВМр,ЕТЕЛЬЫВУ ависимое от авт. свидетельства М явлено 02.П 11,1971 (И 1687924,т 18-24) б 06 д 7/62 кис при ением Государстаеюац ксвпст Савета Мекстеса СС. по делам изей",гекей и аткрытидПриорите 333(088.8 блпковано 05.1,1974, Бюллетеньписания 22.Ч.1 а опубликова Авторыизобретения русов, В. И. Симоновский и В. Н, Соловье вител ЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГОВИГАТЕЛЯ УСТРОИСТВО ДЛ 1Изобретение 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, применяемые 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 электри.еской машины; в- третьих, в большинстве случаев, когда возникает необходимость моделирования асинхронных машин средней и большой мощности машинами малой мощности, соблючение подобия оказывается либо труднореализуемым, либо нереализуемым, поскольку в машинах малой мощности относительные активные сопротивления статора и ротора практически всегдаоказываются в несколько десятков раз большими, чем в электродвигателях большой мощности, и следовательно, сильно искажаются5 электромеханические характеристики модельного двигателя по сравнению с этими же характеристиками натурного двигателя.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей, т. е. создание10 такого устройства, которое бы позволяло прифизическом (электродинамическом) моделировании избежать изготовления специальногомодельного электродвигателя, обеспечивалобы широкое варьирование параметров элект 15 рнческой машины и полное подобие электромс хан и чески х характеристик - зависимостимомента и реактивной мощности двигателя отскольжения.Цель достигается благодаря тому, что п20 ложенное устройство для моделированиядержит синхронную машину, подключенную кобмотке статора модельного асинхронногодвигателя, в которой регулируется активная иреактивная мощности с помощью блока кор 25 рскцип, блока реактивной мощности и нагрузочного блока синхронной машины. Нагрузочный блок асинхронного двигателя, одновременно с воспроизведением момента нагрузки,осуществляет коррекцшо моментной характе 30 ристики асинхронного двигателя, 410416510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Предложенное устройство изображено начертеже, где 1 - модельный асинхронный двигатель, 2 - модель источника энергии, 3 - нагрузочный блок двигателя, 4 - управляющий 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 1 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 (например, 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 М,(ь, ) в функции скорости, времени и т. д.Для того, чтобы момент на валу асинхронного двигателя не отличался от момента натурного двигателя в относительных единицах, блок коррекции 9 вводит в управляющий блок 4 поправку ЛМ (5) - разность моментов асинхронного и натурного двигателей. Поправка ЛРЛ (5) вырабатывается с помощью функциональных блоков 29, 30, Функциональный блок 29 вырабатывает сигнал, пропорциональный скольжению асинхронного двигателя 1 при переменной скорости вращения модели 2 источника энергии, например синхронного генератора. Функциональный блок 30 вырабатывает сигнал, пропорциональный разности ЛЛ 1(5) моментов выбранного и натурного асинхронных двигателей. С учетом поправки ЛМ(5) суммарный момент на валу асинхронного двигателя 1, определяющий характер протекания электр омеханических 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 (5) на модели источника энергии, Это достигается путем введения сигнала ЛМ 15) с обратным знаком в управляющий блок 7 синхронной машины. Для соблюдения подобия процесса потребления реактивной нагрузки с помощью функционального блока 31 вырабатывается поправка Л(5) - разность реактивных мощностей, потребляемых асинхронным и натурным двигателями при том же скольжении. Поправка Л(5) вводится в блок регулирования реактивной мощности 8 синхронной машины, который регулирует ток возбуждения.Если напряжение модели 2 источника энергии Уизменяется, 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 переменныхЛЯ(5, С,), Л д(5, У,),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 двиИзд.337осударственного ко по делам изобр Москва, К, Р Тираж 62итета Совета Минений и открытийушская нао., д. 4;5 Подписноев СССР пография, 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 изобретенияУстройсто 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 10 блоков, вторые входы которых подключены квыходу датчика напряжения генератора, выход второго функционального блока подключен ко входам управляющих блоков двигателя и синхронной машины, выход третьего 15 функционального блока соединен с первымвходом усилителя, второй вход которого соединен с выходом датчика реактивной,мощности, а выход через блок управления выпрямителем и 1 выпрямитель соединен с обмоткой 20 возбуждения синхронной машины,