“устройство для моделирования системы “двигатель-насос”

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 833837 9) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРС ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследовательский институтэнергетики и автоматики АН УЗССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМЫ "ДВИ ГАТЕЛ Ь-НАСОС"(57) Изобретение относится к области моделирования и может быть использовано приэлектродинамическом моделировании комплекса взаимосвязанных динамических реИзобретение относится к области моделирования и может быть использовано при электродинамическом моделировании комплекса взаимосвязанных динамических режимов работы насосов систем машинного орошения (водоподъемные насосные установки),Целью изобретения является расшире. ние диапазона регулирования нагрузки и повышение чувствительности цепи управления обратной связи по скорости.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема заявляемого устройства системы "двигатель-насос".Устройство для моделирования системы "двигатель-насос" содержит приводной двигатель 1, жестко связанный с генерато.ром постоянного тока независимого возбуждения 2 и с тахогенератором 3, выход которого связан с первым регулируемым ре.зистором 4 и аналого-цифровым преобразователем 5, выход аналого-цифрового)5 0 05 В 17/02,6 06 0 7/ жимов работы насосов систем машинного орошения. Сущность изобретения: устрой.ство содержит приводной двигатель (1), тахогенератор (3), регулировочные резисторы (4, 10), электромашинный усилитель (9), с обмоткой управления (8), тиристорный преобразователь (12), питающий трансформатор (13), блок управления тиристорным преобразователем (14), цифроаналоговый преобразователь(7), аналого-цифровой преобразователь(5), цифровой блок нелинейно- степенного преобразования (6), генератор постоянного тока независимого возбуждения (2) с обмоткой возбуждения (11), 2 ил,преобразователя через цифровой блок нелинейно степенного преобразования 6 связан с цифроаналоговым преобразователем 7, выход которого связан с обмоткой управления 8 электромашинного усилителя 9, выход электромашинного усилителя 9 через второй регулировочный резистор 10 связан с обмоткой независимого возбуждения 11 генератора постоянного тока 2, тиристорный преобразователь 12, подключенный в цепь обмотки якоря генератора постоянного тока 2, причем, положительный выход обмотки якоря генератора постоянного тока подключен в анодную цепь тиристорного преобразователя, а его катодная цепь подключена к отрицательному выходу обмотки якоря генератора постоянного тока, питающий трансформатор (реактор) 13 тиристорного преобразователя 12, блок управления тиристорнцм преобразователем 14, подключенная к вцходу цифроаналогового преобразователя, параллельно, к обмоткеуправления 8 электромашинного усилителя9,Устройство для моделирования системы "двигатель-насос" работает следующимобразом, 5Приводной двигатель постоянного илипеременного тока 1 приводит во вращениегенератор постоянного тока независимоговозбуждения 2 и тахогенератор 3,Генератор постоянного тока 2 возбуждается от электромашинного усилителя 9,который в свою очередь, управляется обмоткой управления 8 через цифровой блокнелинейно-степенного преобразования 6,включенное в цепь обратной связи по скорости.На вход цифрового блока нелинейностепенного преобразования 6 через аналого-цифровой преобразователь 5 (АЦП)сигнал от тахогенератора 3 и через цифроаналоговый преобразователь 7(ЦАП) подается в обмотку управления 8 усилителя 9.Алгоритм работы цифрового блока нелинейно-степенного преобразования представлен на фиг, 2, где ном, пном, Оном Нном- соответственно номинальные к.п,д., числооборотов, производительность и напор.насоса; Р и М - текущие значения мощностии момента насоса,= 1, 2, 3,которыесоответствуют каждому новому текущему 30значению скорости насоса (приводного двигателя 1).Заявляемое устройство описываетсяследующей системой уравнений;М,=М,=С Ф35. Ф= Лг=(Ег - Ед) -1гЕг= сг ггде Мв = Мг - момент на валу приводного 40двигателя,Ф - поток возбуждения генератора,- ток якоря,Ег - Э,Д,С, генератора,г - сопротивление цепи якоря,45. г - ток возбуждения генератора,См, Кг,Л - постоянные коэффициенты.ПротивоЭДС тиристорного преобразователя - Ед, определяется следующим уравнением:50Ед ф - "3 Е соэ 3 + Ха д. (2)Решая совместно уравнение (1) и (2) получим выражение момента на валу приводного двигателя55М - СвЛфг г - "3 Ерлп созД+ -- х3 У 342 л:1х Хад) -илиСП 12 + Сп Л ( 39 г " г 2 т а д- "3 Е 2 гп СОЭД г3 l4где/3- угол инвертированияд - выпрямленный ток тиристорногопреобразователяХад - ЗНаЧЕНИя ПадЕНИя НаПряжЕНИяпри коммутации тиристорного преобразователяЕ 2 га - амплитУДа межДУфазной ЭДС вентильной обмотки трансформатора (реактора).С выхода цифрового блока нелинейностепенного преобразования 6 формируетсясигнал, пропорциональный изменению момента М 1 на валу насоса (приводного двигателя 1) в функции его скорости вращения -и и через ЦАП поступает в обмотку управления 8 электромашинного усилителя 9.Одновременно от выхода ЦАП сигналподается на вход блока управления тиристорным преобразователем 14,Сигнал поступает на фазовращающееустройство блока управления тиристорнымпреобразователем, Фазовращающее устройство построено на вертикальном принципе управления с пилообразным .напряжением, где формируются импульсыуправления, меняющиеся по нелинейностепенному закону,Тиристорный преобразователь 12 является нагрузкой для генератора постоянноготока 2. Выход блока управления тиристорным преобразователем 14 подключен к вентилям тиристорного преобразователя 12 (нафигуре эти связи отсутствуют).Регулирование угла управления вентилей - ,В тиристорного преобразователя 12позволяет получить на его выходе регулируемую нагрузку в широком диапазоне в функции частоты вращения приводногодвигателя 1 насоса).При помощи первого регулировочногорезистора 4 подбирается ток управленияэлектромашинного усилителя 9.Втарое регулировочное сопротивление10 служит для первоначального установления тока в обмотке возбуждения 11 генератора постоянного тока 2 и его значениеопределяется напряжением и потоком возбуждения генератора 2 в пределах его номинального значения.Заявляемое устройство для моделирования системы "двигатель-насос" позволило .расширить диапазон регулированиянагрузки и повысить чувствительность цепиуправления обратной связи по скорости пу 1833837тем изменения угла управления - 3 тиристорного преобразователя и подключением цифрового блока нелинейно-степенного преобразования в цепь управления обратной связи по скоросги,Формула изобретения Устройство для моделирования системы "двигатель-насос", содержащее приводной двигатель, тахогенератор, установленный на валу приводного двигателя, первый регулировочный резистор, подключенный одним выводом к первой клемме тахогенератора, второй регулировочный резистор, усилитель, тиристорный преобразователь, блок управления тиристорным преобразователем, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристорного преобразователя, о т л и ч а юще е с я тем,что, в него введены питающий трансформатор, подключенный входом к выходу тиристорного преобразователя, а выходом - к питающей сети, последовательно соединенные аналого-цифровой преобраэователь, цифровой блок нелинейно-степенного преобразования и цифроаналоговый преобразователь, вторая клемма тахогенератора и свободный вывод первого 5 регулировочного резистора подключены квходам аналого-цифрового преобразователя. генератор постоянного тока независимого возбуждения собмоткой независимого возбуждения, установленный на валу при водного двигателя и подключенный положительным и отрицательным выходами обмотки якоря соответственно к анодам и катодам тиристоров тиристорного преобразователя, причем усилитель выполнен в ви де электромашинного усилителя, обмоткаякоря которого через второй регулировочный резистор подключена к обмотке независимого возбуждения генератора постоянного тока независимого возбужде ния, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к обмотке управления электромашинного усилителя и к входу блока управления тиристорным преобразователем,1833837 оставитель Т,Камалоехред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец еда ский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Производственно-из аз 2685 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5