Устройство для моделирования элементов систем энергоснабжения

Союз СоветскихСоциалистическихреспублик Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСВУ(5) М, Кл. 006 0 7/48 Государственный квтеитет СССР но делам изобретений и открытий(12) Авторы изобретения Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ Изобретение относится к области аналого-физического моделирования элементов алектрических систем - сложных (регулируемых) систем электроснабжения (СЭС) постоянного тока и потребителей (П) электроэнергии, применяемых преимущественно на транспортных средствах и подвижных объектах техники (космические летательные аппараты, самолеты, автомобили алектромобили и т.д.) и может быть использовано при пРОектировании, экспериментальном исследовании и отладке реальных электриче ких систем (СЭС-П).Для исследования электрических систем применяются аналоговые вычислительные машины, моделирующие статические и динамические свойства элемен тов, указанных систем 11.Известные устройствадля моделирования не позволяют использовать аналоговые модели в составе реальных элект рических систем с действующими потребителями апектроэнергии и системами алектроснабжения из-за их малой выходной мощности.Наиболее близким по техническомурешению является устройство, содержащее регулятор тока, информационный 5 вход которого связан с одним входомустройства, а управляющий вход соединен с выходом функционального преобразователя, и датчик тока, вход и выходкоторого соединены соответственно сдругим входом и одним выходом устройства 2).Известное устройство предназначенотолько для моделирования СЭС. Однаков общем случае при исследовании слакных электрических систем необходимомоделировать как СЭС, так и потребителя энергии; что обуславливает необходимость создания устройств позволяющих это осуществить.О . Целью изобретении является расширение функциональных воэможностей усчройства, сокращение времени и трудоемкости исследований, упрощение и удобство эксплуатации устройства при моделировании элементов электрических системПоставленная цель достигается тем,что в устройство введены нагрузочныйэпемент и два переключателя, причемподвижный контакт первого йереключатеди соединен с выходом регулятора тока, замыкающий кантвкт первого переключателя связан с одним выводом нагрузочного элемента, другой вывод которого соединен с выходом датчика тока, а размыквн 1 щий контакт первого переключателя связан с другим выходомустройства, подвижный контакт второго переключателя соединен со входомфункционального преобразователя, замыкающий контакт второго переключателяподключен к одному входу устройства,а размыкающий контакт второго переключателя связан с выходом датчика тока,Работа устройства поясняется чертежом.Устройство содержит регулятор тока 1, функциональный нреобразоввтель2, датчик тока 3, нагрузочный элемент4, переключатели на два положения 5 и6 задающего устройства.Источник энергии подключается ковходу устройства (зажимы 7 и 8), апотребитель электроэнергии - к выходуустройства (зажимы 9 и 10),Устройство работает следующим образом.При моделировании СЗС (источниковпитания) подвижные контакты переключателя замыкаются на размыкаюцие,контакты. Ко входу устройства подключается источник питания необходимой мощности, а к выходу устройства - реальный потребитель. Выходное напряжениеЦ иисточника подается на регулятортака 1, который преобразует его и соответствии с .ьходным сигналом Цфункционального преобразователя, Приэтом через потребитель протекает токсистемы Эс, определяемый выражением,3(Р 1Пгде Е п(р)- сопротивление потребителяв операторной форме. Выходной сигналО,датчика тока 3 (шунта), пропорциойальный току системы 3 с, подаетсяна цход функционального преобразователя. Функциональный преобразовательпредставляет собой анал ого-цифровоевычислительное устройство, осуществляющее моделирование в натуральном мас штабе времени статических и динамических свойств исследуемых СЗС, а такжемоделирование различного рода возму 1 цений, эквивалентных возмущениям в реальных системах,Усчройство относительно своего выхода обладает свойствами эквивалентными свойствам моделируемой СЭС в исследуемой системе,Г 1 ри моделировании потребителей энергии подвижные контакты переключателейзамкнуты на замыкающие контакты. Вэюм случае ко входу устройства подключается исследуемая СЭС (источник питания), а выходной сигнал. регуляторатока подается на нагрузочный элемент4, Выходной сигнал 0 функциональногопреобразователя 2 формируется согласно выражению 1 О 15 го где Уп (р)= 1 (, ( р) -спроводимость моделируемого,потребителя, релизуемая в функциональном преобразоватеде. Ток 3 п, протекающий через балластный регистор 4 и исследуемый истоъник питания, определяется выражением 30О,Югде 1 - сопротивдение балластного ре- .зистора 4. В этом случае устройствоотносительно своего входа обладаетсвойствами, эквивалентными свойстваммоделируемого потребителя в исследуемой системе.Выходной каскад регулятора тока может работать квг в непрерывном, таки в импульсном режимах, При работе в4 О импульсном режиме используется фильтр,Таким образом, выполнение устройствв ддя моделирования элементов электрических систем в соответствии с изобре тением обеспечивает по сравнению спрототипом следующие преимущества:- расширение функциональных возможностей, так квк обеспечивается возможность моделирования свойств как СЗС,так и потребителей;- сокращение времени и уменьшениетрудоемкости процесса моделированияпри исследовании, настройке, производственном контроле и проектировании электрических систем;- упрощение и удобство эксплуатации при моделировании элементов сиотем;Заказ 7515/45 Тираж 779 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4- большую надежность устройства вследствие работы регулирующего органа в импульсном режиме, что также улучшает его технико-экономические показателии. Формула изобретения Устройство для моделирования систем энергоснабжения, содержащее регулятор тока, информационный вход кот- рого связан с одним входом устройства, а управляющий вход соединен с выходом функционального нреобраэователя, и датчик тока, вход и выход которого соединены соответственно с другим входом и одним выходом устройства, о тличающееся тем,что,с целью расширения функциональных воэможностей за счет учета параметров нагрузки, в него введены нагруэочный элемент и два переключателя, причем подвижный контакт первого переключателя соединен с выходом регулятора тока, замыкающий контакт первого переключателя связан с одним выводом нагрузочного элемента, другой вывод к торого соединен с выходом датчика тока, а размыкающий контакт первого переключателя связан с другим выходом устройства, подвижный контакт второго переключателя соединен со входом функционального преобразователя, замы каюший контакт второго переключателя подключен к одному входу устройства, а размыкающий контакт второго переключателя связан с выходом датчика тока.Источники инфррмации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Примененяе аналоговых вычислительных машин в энергетических системах. Под ред, Н. Н. Соколова, Я., Энергия, 1964, с. 104.2. Кузнецов В, Ф. и др. Комбинированное моделирование при проектировэ нии сложных автономных электроэнергетических систем. В сб. Вопросы упраЭ- ления в автономных электроэнергетических системах, вып. 1, труды ЧПИ 25И 9 157, Челябинск, 1975, с. 169 171.