Устройство для моделирования системы энергоснабжения

777659 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоеетскйХ Социалистических Республик45) Дата оп кования описания 07,11.80(71) Заявитель Челябинский политехнический институт им, Ленинского Комсомо 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯпредназначе изобретение относится к области аналого-физического моделирования элементовавтономных электрических систем (АЭС)постоянного тока,По основному авт. св.641466 известноустройство для моделирования систем энергоснабжения, содержащее регулятор тока,информационный вход которого связан содним входом устройства, а управляющийвход соединен с выходом функциональногопреобразователя, и датчик тока, вход и выход которого соответственно соединены сдругим входом и одним выходом устройствав него введены нагрузочный элемент и двапереключателя, причем подвижный контактпервого переключателя соединен с выходомрегулятора тока, замыкающий контакт первого переключателя связан с одним выводом нагрузочного элемента, другой выводкоторого соединен с выходом датчика тока,а размыкающий контакт первого переключателя связан с другим выходом устройства, подвижный контакт второго переключателя соединен со входом функционального преобразователя, замыкающий контактвторого переключателя подключен к одному входу устройства, а размыкающий контакт второго переключателя связан с выходом датчика тока 111.Известное устройствоно только для моделирования СЭС и приемников электроэнергии. Однако в общем случае, при исследовании и проектированиисложных АЭС необходимо моделировать5 кроме систем электроснабжения и приемников электроэнергии такие специфическиеэлементы, как бортовые сети, преобразователи электроэнергии, средства вторичногоэлектропитания и т. д., которые можно объ 10 единить общим названием - четырехполюсники.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей устройствапутем воспроизведения свойств четырехпо 15 люсных элементов АЭС,Для этого в устройство дополнительновведены второй регулятор тока, источниктока, второй датчик тока, третий переключатель и ключ, причем вход датчика тока2 О через второй датчик тока соединен с однимвыводом источника тока, другой вывод которого соединен с информационным входомвторого регулятора тока, выход которогочерез ключ соединен с размыкающим контактом первого переключателя, кроме того,выход регулятора тока соединен с замыкающим контактом третьего переключателя,размыкающий контакт которого соединен содним выводом источника тока, а подвиж 3 О ный контакт третьего переключателя соеди35 40 45 50 55 60 65 нен со вторым входом функционального преобразователя, второй выход которого соединен с управляющиМ вхбдбм второго регулятора,На чертеже показано предлагаемое устройство.Устройство содержит регулятор тока 1, функциональный преобразователь 2, датчик тока 3, нагрузочный элемент 4, переключатели 5 и 6, входные зажимы 7 и 8 и выходные зажимы 9 и 10, второй регулятор тока 11, источник тока 12 с выключателем 13, второй датчик тока 14, ключ 15 и третий переключатель 16.Устройство работает следующим образом.При моделировании СЭС (источников электроэнергии) подвижные контакты переключателей 5 и 6 замыкаются на размыкающие контакты. Ключ 15 находится в разомкнутом состоянии, т, е. выход регулятора 11 отключен от выхода 9 устройства, Ко входу устройства подключается внешний источник питания необходимой мощности, а к выходу устройства подключается реальный приемник. Выходное напряжение У, внешнего источника подается на регулятор тока 1, который преобразует его в соответствии с выходным сигналом Ум функционального преобразователя. При этом через приемник электроэнергии протекает ток системы 1 определяемый выра- жением где 2,(Р) - сопротивление приемника воператорной форме;У - преобразованное напряжениена выходе регулятора тока,Выходной сигнал У датчика тока 3 (шунта), пропорциональный току системы 1 подается на вход функционального преобразователя 2, который представляет собой аналого-цифровое вычислительное устройство, осуществляющее моделирование в натуральном масштабе времени статических и динамических свойств исследуемых СЭС, а также моделирование различного рода возмущений, эквивалентных возмущениям в реальных системах.Устройство относительно своего выхода обладает свойствами, эквивалентными свойствам моделируемой СЭС в исследуемой системе.При моделировании приемников электроэнергии подвижные контакты переключателей 5 и 6 замкнуты на замыкающие кон,такты, а ключ 15 находится в разомкнутом состоянии. В этом случае ко входу устройства подключается исследуемая СЭС, а выходной сигнал регулятора тока 1 подается на нагрузочный элемент 4. Выходной сигнал У преобразователя 2 формируется согласно выражению где У,(Р) =1/2,(Р) - проводимость модулируемого приемника, реализуемая в функциональном преобразователе,Ток 1, протекающий через балластный резистор 4, определяется выражением1 п -16 где Лб - сопротивление балластного резистора 4, и протекает через исследуемую СЭС. В этом случае относительно своего входа устройство обладает свойствами, эквивалентными свойствам моделируемого приемника в исследуемой системе.При моделировании четырехполюсных элементов подвижные контакты переключателей 5 и 6 замыкаются на замыкающие контакты, а ключ 15 замыкается и тем самым подключает выход регулятора тока 11 к выходу 9 устройства. Выключатель 13 источника 12 находится в замкнутом (включенном) положении. Ко входу устройства подключается исследуемая СЭС, а к выходу устройства подключается реальный исследуемый приемник электроэнергии. Выходное напряжение Уип исследуемой СЭС и выходное напряжение 1/и источника тока 12 подаются соответственно на регулятор тока 1 и регулятор тока 11, которые преобразуют указанные напряжения в соответствии с выходным сигналом 11, и выходным сигналом Ь", функционального преобразователя. При этом сигнал У подается на управляющий вход регулятора 1, а сигнал Г, - на управляющий вход регулятора 11.Любой четырехполюсный элемент в рассматриваемых АЭС возможно и целесообразно представлять относительно потребляемого тока 1, со стороны входных зажимов и относительного выходного напряжения (/ со стороны входных зажимов. В этом случае входными координатами четырехполюсника являются напряжение Ь, = К,п на его входных зажимах и выходной ток 1, =- = 1 протекающий через приемник электроэнергии. Аналитическая запись подобного линейного четырехполюсника имеет следующий вид1, = И,1.,(Р)+ 1.К, (Р)у, = У,К, (Р) 1,2 (Р), где У,(Р) - входная проводимость;К,(Р) - коэффициент обратной связипо току;К(Р) - коэффициент усиления по напряжению;2,(Р) - выходное сопротивление.Для реализации зависимости подвижный контакт переключателя 16 замыкается на размыкающий контакт, который связан с выходом датчика 14. В результате выходной сигнал У датчика 14, пропорциональный току 1 г четырехполюсника, подается на777 ВБ 9 оставитель И, ЛебедеТехред В, Серикова едактор О. Филиппо диколаев рректор аказ 2539/1 зд. Ма 582 Тираж 77 одписно ипография, пр. Сапунова дополнительный вход функционального преобразователя 2. Выходные сигналы Уад и Уад функционального преобразователя 2 формируется согласно выражениямм - д вх( ) +1 аКа ( ) дд 4Ум -- 11 дКа( )+1 авых( ) Лд 4 д где Рдд, - сопротивление датчика 14,Для исключения влияния сопротивления Рд шунта в блоках набора Кд(Р) и 2(Р) функционального преобразователя необходимо увеличить коэффициент усиления в 1 Яд раз. При этом через элемент 4 протекает ток 1,=1 определяемый выражением1 д= У,б а через приемник электроэнергии протекает ток 1 а, определяемый выражениемпдР)В этом случае устройство относительно своих входных и выходных зажимов обладает свойствами, эквивалентными свойствам моделируемого четырехполюсного элемента в исследуемой АЭС.Известны и другие формы представления четырехполюсников, которые также могут быть использованы для моделирования четырехполюсников в исследуемых АЭС.Таким образом, предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности за счет воспроизведения свойств моделируемых четырехполюс ников, являющихся сложными и существенными элементами АЭС; сокращает время и уменьшает трудоемкость процессов моделирования при исследованиях, настройке, производственном контроле и проектировании АЭС; автоматизирует и ускоряет процесс проектирования 5 и исследования сложных АЭС, упрощаетэксплуатацию устройства. Формула изобретения 10 Устройство для моделирования системыэнергоснабжения по авт. св. Юо 641466, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей засчет воспроизведения свойств четырехпо 15 люсников, в него дополнительно введенывторой регулятор тока, источник тока, второй датчик тока, третий переключатель иключ, причем вход датчика тока через второй датчик тока соединен с одним выводом20 источника тока, другой вывод которого соединен с информационным входом второго.регулятора тока, выход которого через ключсоединен с размыкающим контактом первого переключателя, выход реглуятора тока25 соединен с замыкающим контактом третьего переключателя, размыкающий контакткоторого соединен с одним выводом источника тока, а подвижный контакт третьегопереключателя соединен с дополнительным30 входом функционального преобразователя,дополнительный выход которого соединенс управляющим входом второго регуляторатока.Источники информации,35 принятые во внимание при экг-дертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 641468, кл. Сд Обад 7/48, 1976 (прототип).