Устройство для моделирования синхронной машины

тО П И-С А Н И Е 369585ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельствааявлено 25 Л.19711614947/18-24) 6 06 о 7, прис пением з Комитет по дел Пр етовано 08.11.1973. Бюллетень1 обретений и открытири Совете МинистреСССР ДК 681,333(088.8 пуб исания 21.11.197 ата опубликовани Авторзобретения Д. И. Аз есоюзный Го исследдарственныи проектно-изыскательскии и научноательский институт Энергосетьпроект явит УСТРОЙСТВО ДЛЯ МО СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ИРО 2 Изобретение относится к овой вычислительной техники.В известных устройствах для моделирования синхронных машин воспроизведение режимов работ синхронной машины осуществляется без учета постоянной времени в поперечной оси машины, хотя эта постоянная значительна и может существенно влиять на результаты расчетов. Известны схемы моделирования синхронных машин путем воспроизведения контуров в продольной и поперечной осях, Машины хотя и учитывают постоянную времени в обеих осях, но приводят к сложным решениям и кроме того, не дают возможности останавливать переходной процесс.Предложенное устройство позволяет учесть постоянную времени в поперечной оси машины иным путем, позволяющим останавливать переходной процесс для записи режима и продолжить его без искажения результатов.В известном устройстве уравнение движения ротора синхронной машины воспроизводится с помощью двух индукционных систем, причем на ротор одной из них действуют два противоположно направленных вращающих момента, создающих вредное боковое давление на ось, увеличивающее трение и уменьшающее чувствительность. Кроме того, в известных устройствах уменьшена чувствительность и неравномерность нагрева диска магнитным полем, В результате необходимо допо.менять фер родин ам ические пального изготовления.В предложенном устройстве вместо сложных 5 ферродинамических приборов специальногоизготовления могут быть использованы обычные индукционные системы с вращающимся полем, роторы которых объединяются общей осью. В качестве таких систем могут быть ис пользованы, например, тахогенераторы серийного изготовления.Предлагаемое устройство имеет большоебыстродействие воспроизведения переходных электромеханических процессов, повышенную 15 чувствительность, большую простоту изготовления и учитывает постоянную времени в поперечной оси синхронной машины.Предлагаемое устройство отличается тем,что содержит электромеханпческие интеграто ры, каждый из которых выполнен в виде двухиндукционных блоков. Ротор первого электро- механического интегратора механически связан с ползунком первого потенциометра. Обмотки первого электромеханического интегра тора соединены с выходом устройства и систочником питания. Первый потенциометр через первый усилитель подключен к обмотке второго электромеханического интегратора, ротор которого механически связан с ротором ЗО фазовращателя, соединенного через второйК,К,К 3усилппгсль и второй и третий потенциометры с; лптелсм мовюностп, выход которого соединен с катушкой ипг,ктпвцости, Параллельно второму потенпиометру включена фазосдвигающая цепочка из конденсатора и резистора, к общей точке которых подключен четвертый потенциометр, ползунок которого механически связан с индукицоцным блоком, одна из обмоток которого соединена с выходом второго усилителя, другая - с выходом третьего усилителя.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из двух последовательно включенных электромеханических интеграторов 1 и 2, которые управляют вращением фазовращателя 3, в качестве которого может быть использован, например, сельсин, статор которого обтекается трехфазным током,Интегратор 1, который одновременно является сумматором двух вращающих моментов, состоит из двух индукциопных блоков, роторы которых имеют ось, механически связанную с потенциометром 4 с помощью редуктора. К одному из индукционных блоков - задающему подается напряжение от независимого источника тока и, таким образом, создается врящающий момент, пропорциональный мо.ццости развиваемой турбиной, а к другомуследующему подается напряжение и ток выходпоп цепи модели и создается вращающий момент, направленный навстречу первому и .рспорциоцяльпый мощности, отдаваемой гс. ритором.При воз".:кцовении небаляцса вращающих моментов щетки потецциометра 4, механически связанные с осью роторов индукционной системы, отклоняется от нейтрального положения, и в цепи одной из обмоток интегратора 2, аналогичного интегратору 1, возникает ток, и ротор этого интегратора начнет вращаться, увлекая за собой ротор фазовращателя 3, с которым он связан мехацически.Очевидно, что при возникновении цебаланса моментов напряжение 1 Лснимаемое с потенциометра 4, будет определяться уравнением 1 а - К ( след Рзад) г 1 ъ а фаза ротора сельсина изменяется в соответствии с уравнениемо = К,1.1, М = К, О (Р, - Р) й,мощность, отдаваемая генератором;мощность, создаваемая турбиной;время;коэффициенты пропорциональности. После дифференцирования этих уравнений и приравнивая результирующего коэффициента пропорциональности Кеа инерции агрегата 35 40 45 50 55 60 65 Т,. получается уравнение движения роторасинхронной машины:= Рг - Фг:т МР.аа Для того, чтобы переходный процесс, воспроизводимый моделью, был затухающий в цепь задающей системы интегратора 1 включена вторичная обмотка трансформатора 5, а его первичная обмотка включена на выход усилителя б, напряжение которого пропорционально относительной скорости ротора моделируемой синхронной машины, т. е.Н Изменяя коэффициент трансформации, можно устанавливать желаемое значение коэффициента К и получить уравнение затухающих колебаний: Для изменения постоянной инерции Т :лужит реостат 7 и выпрямительный мост 8, с помощью которых изменяется напряжение постоянного тока, вводимое в цепь одной из обмоток первого интегратора.Изменять постоянную инерции можно также с помощью реостата 9, который изменяет величину постоянного тока, пропускаемого через обмстку индукционной системы, для изменеция скорости вращения ее роторов. Н ряжсние с ротора фазовращателя 3 по- лается через усилитель 10 па трансформатор 11, имеющий две вторичные обмотки. Одна из обмоток включена ца потецциометр 12, с помощью которого устанавливается цяпряжение, пропорциональное э.д.м. Есинхронной машины, а с помощью потецциометра 13, включенного через фазосдвигающую цепочку 14 и 15, и потецциометра 16, включенного через трансформатор 17, устанавливается напряжение, равное 1 (х - ха), сдвинутое на 90 по отношению к э,д.с, Е, Сумма этих двух напряжений, равная Е, подается через усилитель мощности 18 на индуктивное сопротивление 19, воспроизводящее продольную переходную реактивность синхронной машины. Для управления величиной 1 (х - хд) с учетом постоянной времени контура в поперечной оси машины служит индукционный блок 20, с помощью которого перемещаются щетки потенциометра 13. При этом, во-первых, изменяется величина 1(х - х) и, во-вторых, напряжение 08, подаваемое с трансформатора 17 на вход усилителя 21.Усилитель 21 с помощью фазосдвигающей цепочки на его входе (не показанной на схеме) настраивается таким образом, чтобы при токе 1 =О и напряжении, снимаемом с потенциометра 13, также равном нулю, вращающий момент индукционного блока 20 равнялся бы также нулю.В этом случае при воз шкповении в вы ходной цепи модели тока (т. е. проекции тока 1 на ось д) ротор индукционного блока начнет двигаться, увлекая за собой щетку потенциометра 13. Это движение будет продолжаться до тех пор, пока напряжение 11, станет равным противоположно направленной слагающей напряжения Ь, определяемой током 1 выходной цепи модели синхронной машины.Напряжение, снимаемое с потенциометра 13 и, следовательно, напряжение 1 д (х - ха) будет меняться по экспоненте с постоянной времени, которую можно изменять, меняя с помощью реостата 22 ток в цепи блока 20.Для установки заданной номинальной мощности моделируемой синхронной машины служат сопротивления 23 (для установки) и 24 (для точной установки).Для изменения коэффициента загрузки синхронной машины служит автотрансформатор 25, коэффициент трансформации которого грубо и точно можно изменять с помощью переключателей.Остановка процесса осуществлятся с помощью электромагнитов 2 б, тормозящих индукционные системы и одновременно прерывающих ток в обмотках индукционных систем с помощью контактов 27.При нарушении режима новое установившееся состояние наступает после нескольких колебаний ротора синхронной машины, Для того, чтобы ускорить установку режима можно либо увеличить демпфирование качаний путем увеличения напряжения, снимаемого с трансформатора 25, или взаимно переключить обмотки интеграторов с помощью переключателей 28, В последнем случае процесс установки режима будет апериодическим. Для учета действия регулятора скоростипредусмотрены клеммы 29, через которые может вводиться напряжение от модели регулятора скорости. В этом случае контакт 30 раз мыкается.Предмет из о о ретен ияУстройство для моделирования синхронной 10 машины, содержащее потенциометры, индукционные блоки, фазовращатели, усилители, фазосдвигающую цепочку и источники питания, отличиющееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, а 15 также упрощения его конструкции, оно содержит электромеханические интеграторы, каждый нз которых выполнен в виде двух индукционных блоков, ротор первого электромеханического интегратора механически связан с 20 ползунком первого потепциометра, причем обмотки первого электромеханического интегратора соединены с выходом устройства и с источником питания, а первый потенциометр через первый усилитель подключен к обмотке 25 второго элекромеханического интегратора,ротор которого механически связан с ротором фазовращателя, соединенного через второй усилитель и второй и третий потенциометры с усилителем мощности, выход которого соеди нен с катушкой ппдуктивности, параллельновторому потенциометру включена фазосдвигающая цепочка из конденсатора и резистора, к общей точке которых подключен четвертый потенциометр, ползунок которого механически 35 связан с индукционным блоком, одна из обмоток которого соединена с выходом второго усилителя, другая - с выходом третьего усилителя.да шографпя, пр. Сапунова, 2 Заказ 108118 Изд.1258 Тираж 647 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, )К, Раушская наб., д. 4,5