Устройство для моделирования синхронногогенератора

ОП И САН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 238901 Союз Советски Социалистических РеспублинК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства Заявлено 11,1,1968 ( 1212195/18 Кл. 42 гп,ЧП 1 6 СбдУЛК 681.333(088.8 риоритетпуоликовано омитет по ае зобретеиии и отирытипри Совете МинистровСССР 1.1969, Бюллетень М ата опубликования описания 18 Х 11.19 авторзобретсппя Д. И. Азарье явител УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИНХ ГЕНЕРАТОРА ОГО 2 спс присоединением заявки Изобретение относится к области моделирования энергетических устройств.11 звестш, устройства, содержащие генератор с управляемым колебательным контуром,усилитель х;ощностп с подключенным на еговыходе индуктивным сопротивлением, трансформаторы, фильтр, модулятор и апериодпческпе звенья.Недостатком известных устройств являстсяналичие существснных погрешностей при мо.делировапни различных режимов и процессов,Предложенное устройство отличается тем,что в нем входы двух усилителеи подключенык генератору с управляемым колебательнымконтуром и через трансформатор - к независимому источнику питания, а выходные обмотки трансформаторов двух усилителей пос.ледовательно соединены со вторичными обмотками трансформаторов, подключенных кнезависимому источнику питания, и через промежуточный усилитель и фильтр соединены скаскадом регулирования э. д. с. синхронногогенератора, причем потенциометр последнегоподключен к модулятору, соединеному на выходах с блоком произведения через апериодическое ено и с однон из вторичных обмолвоктрансформатора на выходе фильтра, а другая вторичная обмотка трансформатора подключена к управляемой сетке лампы усилптсля каскада регулирования э. д. с., причемвторая управляемая сетка подключена к двумаперподпческим звеньям, одно из которыхсоедш;=но со вторым блоком произведения, а5 второе - с регулятором возбуждения,Предложенное устройство позволяет исследовать электромеханические переходные процессы синхронного генератора.Схема устройства приведена на чертеже.10 3. д. с. моделсинхронной машины создается двумя сдвинутыми на 90 синусопдальными напряжениями С, и Ьз, получаемыхги отнезависимого источника 1 переменного тока,мгновенные значения одного из которых до 15 полнигельно изменяются по величине по закону косинуса, а другого - по законунуса.В этих целя. напряжение ( от независимого источника 1 тока, общего для всех па 20 раллельно работающих моделей генераторов,подается через трансформатор 2 на одну изсеток лампы 3, на другую управляющую сетку которой подается напряжение (/з от генератора 4 с управляемым колебательным кон 25 т уром,1-1 а сетки лампы;(также имсюшеи двеуправляющие сетки) подаются напряженияЬ, и Г, причем эти напряжения сдвинутьна 90 по отношению к напряжениям Ь и Ьз30 соответственно,238901 50 или Если при таком включении па сетку лампы 8 подавать напряжение Ь 9 (при котором 1 озфрициент усилен 5 я лампы 1 аве нчл 0), а па стку лампы 5 - минимальное папряже.;с с, фаза результирующего напрякепия- будет совпадать с напряжеием Г 9, . Сли жс па сетку лампы 3 подают э 1 инималь 1 Ос напр 51 ее 1 е 9, а на лаъ 1 пу 5 - 51 аксимальное и лаэпа 5 зак 1 ыта, рсзэ,ьтиру 10 тес напрякепие,/;+09 совпадает по фазе с напряжением Ьт. е. перемешается на 9 э.Для того чтобы изменять фазу вектора результирующего напряжения на ЗоО", последоыатсльгО со Вторичными Оомоткамп трансформаторов 6 и 7 включены вторчные обмотки трапссрорматоров 2 и 8, Причем амплитуда аждого напряжения 1/-, и /, трансформатороз 2 и 8 в два раза меньше ампл:туды наряжспй Ь; и Ь 9. При этом суммы напряжений С:Ь, и напряжений Г 9-, Ь, меняются пе только по величине, но и по знаку, а фаза Вектора суммы У;+С+Ь 9+Ь-, может меняться па 360. Велишны напряжений 1/и С/ зависят от частоты геератора 4, и для того чтобы напряжеппя /9-х Ье зависели от частоты, последователы 10 со Втор 1 чныэи ОбэОткаъ трапсформаторов 9 и 10 включены конденсаторы 11 и 12, на которые подаются через выпрямители 13 и 14 и резисторы напряжения вторИ 1.х Обмоток трансформаторов 9 и 7 и 10 и 6 соответственно,Прп этом если напряжение У 9 в результатс увеличеня частоты уменьшится и будет преобладать напряжение, снимаемое с конденсатора 12, то коэффициент усиления лампы 1 увеличится и напряжение /; останется не прежнем уровне.Аналогичная авторегулпровка применена и на лампах генератора и промежуточного усилителя 15.И 9В описанной схеме - , т. е, скорость переЖмещения вектора суммы напряжений Ь;-11- - ,1/6+Ь 7+Ь, относительно, например, некто. ра напряжения Ь, общего источника переменного тока пропорциональна частоте 1 генератора с управляемым колебательным контуром, т. е. Для ссуцествления относительного двикения вектора результирующего напряжения в соответствии с известным уравнением движепия ротора синхронной машиныТу +Ро:ЛР Р РЛ- й где Т - постоянная инерции ротора синхрон. ной машины; э - относительный угол вектора э.д,с, синхронной машины;Р и Р,моменты, развиваемые турбиной и генератором в данный хОмет В 1 смени:,1- - время,Сумма напряжений 1/;, Ь,+ . 7+Ьподастся через усилитель 15, фильтр 16, трансформатор 17, каскад регулирования э.д.с. 18 иоконечный усилитель мощности 19 на индуктивное сопротивление 20, воспроизводящеепродольную переходную реактивность ХТомоделируемой синхронной машины.С сопротивления 21 через трансформатор22 напэяжепие, п)эопорционалыое току Выходной пепи модели генератора, подается на15блок произведения 28, а другое напряжениеС/подается с выходных клемм 24 моделисинхронного генератора,1-1 апряжение (/9, пропорциональное активой мопности, выдаваемой моделью синхронпой машины, складывается последовательно20с напряжением Ь, пропорциональным моменту, создаваемому турбиной, и снимаемымс потенциометра 25. К этой сумме прибавляется напряжение 1/, снимаемое с потеициометра 26, которое пропорционально току25выходной цепи интегратора 27. В этом случаеапряжсние Ь,9 на ьыходе интегратора 27определяется уравнениемЬ.=К 1) (1/9 - и - 1/) Ж.30 Разность напряжений Ь 9 - 09 =. Р - Р, =ЛР а напрякение Ь В том случае когдачастота / колебательного контура пропорциональна току в подмагничивающей обмотке,включенной непосредственно на выходное на 35 пряже:е и 1 пегратора 27, пропорциональнаЖв . В этом ке случае напряжение Ьтаккейопропорционально, и, следовательно, можН40 но написать, что13 К 2 К 1 ) ( 9 /1011) г/г 45 11/Дифференцируя это выражепие, получимЮ 9К 5 - Кб Р К 7аР Ж что аналогично ранее написанному уравнению движения ротора синхронной машины. Но частота колебательного контура 2-1/ У.С 60 т. е, обратно пропорциональна корню квад. ратному из произведения емкости на коэффи. циент самоиндукции, а последний зависит от магнитной проницаемости, которая может лишь в частном случае изменяться обратно 65 пропорционально намагничиваемому току,Поэтому подмагничивание,дросселя 28 в общем случае может быть осущесБлено от интегратора 2 Т не непосрсдствспо, а через блок)елинеп)ости 29. В качествс алака нсл)и)е)1 ности может быть использован любой известный Олок, 2 р.).)ср Основанный ия изъ 1 енениианод)ого така ля, пы при ИЗ.С)с)ии на)1 р 5)жения ия ее сеткс.Учет регуляторов скорости турбины в предлагаемом устройстве может быль введен, на 1 Опример, с помощью цепочки 30, питающейсяот напряжения Г,. Б этом случае дополнительное подманичиваиие дросселя 28 осуществляется через усилитель 31, включенныйтакже через блок нелинейности 32. 15Для того пабы воспроизвести внутреннийугол мяц)ииы и переходную э.д.с., добавляются потенциометр 33, блок произведения 34и модулятор 35.На вход блока произведения 34 подаютсядва напряжения, одно из которых совпадаетпо фазе с Е и подается от трачсформятора17, а другое, пропорциональиос току ма,е.игенератора, подается через трансформатор 22.Ток с выхода модулятора 35 сдвииут на90 па Отношению к няпряке)и)а, спимяел)ому с трансформатора 36 и пропорционаленпоперечной составляющей тока модели генератора. Поэтому если на потенциометрс 33установпь сопротивление пропорциональноеХ, - Х, с него будет сниматься напряжение,пропорциональное 1(Х, - ХГ 1) и ня входусилителя 3 г будет йодаваться напряжениеЕ =-Е,+ 1(Х, - Х),где Е - напряжение снимаемое с трансформатора 3 б,Для воспроизведения постоянной времениУ по поперечной оси машины служит цепочка из резистора 38 и конденсатора 39. 40Для воспроизведения действия реакции цепей ротора и регулятора возбуждения сгукитлЯмпа Й, на Одн ИЗ сеток 1 сотораи падЯс Гся)яг)р 5)ксиис, праГОрцианалыос Есииляс. мо с тряисромратара 17, я иа другую через сиа ку О, 41;Одастся сумма д)3 х н)пр 51- жсци. ) )Д 1 О 3 иаир 51 жсиии снизастс 51 с Выхода б,Ока иОизвсдсиия 4 и Гран( формата .2 1/, 2 друОс, иро 10 рЦИО;)2,1 ИОс тою БОЗ жДС:Снсцаара, Иадасгс)1 ОТ 5)ОДСЛИ р;- " л 5)тара Базбу;, )сния 43чсрсз резистор 45. Прс.мст изаорстсии 51Ъ страистБО д,)5 мадсли)эавзии 51 с И 1 хранна Генератора, садсржящсе Гсиерятар с управляемым колсбате; ьным конТуром, усили- тЕЛБ Мащаот:1 С ИОДК.ИОЧС.)ИЫБ):)Я ОГО Б.)ХО- дс индуктивным сопрогивлси.ю), т 0,)нс)рорматоры, )р;)льтр, моду)5) Гор и 2 ериодчсскс звеиь 51, ОГ, )п 01 всс тем, чта, с целыа слсдовяния элен ромеханичсских иерсходиых Процессов сиихро)иых гсиеряторов, в нсм Бха,ТЫ двух оси.цгс,еи падкл)а сны к Геиеряару с уиравляемым колебательным коюрам 1 ЧЕРСЗ ТРаНСфОРМЯТОР - К Исзав 01 Х 10 М истои)ику питания, а выходные оома Тки т;аисф)рматоров двух услипе,ей паледо- Б 21 ЕЛЬНО СОЕДИНЕНЫ СО БТОРИНЫХ)И ООМО К 1- ми трансформаторов, иод)л)ачениых к исзаБисиз)ому исго пику Итания, и черсз промсжуточи. ус:лисль и )рльтр соединены и ка.)с 5 Ис. 1 Ги)роваи э. д. с. Си 1 хроннОГОсисря Ора, пр:)чем иатснциаметр последнего Подключен к модулятору, соединеному иа выходах с блоком раизведеня через апериодическос звено и с о.,най из втории;ых оо- :)отак трянсфар 31 ятар 1 иа Быхаде фильтря 2 ,рГая вторичная оомотка трансформатора подкг)О )сс) к 5 ирявляемои ссгкс ла.5)пы уси Гитсля каскада регулирования э, д. с., иричсм Бария уирав,ясмая сетка подключсиа к дьу:) аисриади сским звеньям, а;)на из которых сосдсна со вторым Оло.03 Нраизвсдсии, я и Орос с рсггг)5)торОм БОЗОмждсн 51,238901 оставитеав Е, В. Тимохин Техред Л. Я. Левина ираж 480 Подписное шй и открытий при Совете Министров СССР р, пр. Серова, д. 4 аказ 1669,8НИИПИ Комитета по делам изобреМосква, Це ипография апунова,Редактор Л. А, Утехина Корректор О. Ь. Тюрина