Устройство для моделирования асинхронного двигателя

Союз Советских Социалистических Республик(22) Зая с присоединением Гос",дарственный комитеСовете Министров СССРпо илзм изобретенийи открытий) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННО Д В И ГАТЕЛЯ2 Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования электромеханических процессов в многоскоростном асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым ротором,Известны устройства 11 для моделирования асинхронных электродвигателей с короткозамкнутыми роторами, состоящие из сумматоров, инверторов, интеграторов, блоков деления, умножения и функциональных блоков,Прототипом предложенного устроиства является устройство 21, содержащее блок моделирования скольжения одной ступени скорости двигателя и ключи, управляющие входы которых подключены к выходам блока управления, первым выходом соединенного с управляющим входом блока моделирования.Однако такие устройства не обеспечивают возможности моделирования электромеханических процессов в многоскоростных асинхронных электродвигателях с короткозамкнутыми роторами.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, заключающееся в возможности моделирования электромеханических переходных процессов в многоскоростном асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым ротором.Для этого многоскоростной электродвигатель с короткозамкнутым ротором представлен в виде отдельных (по числу ступеней скорости) электродвигателей, жестко соединенных валом, общим для всех ступеней ско рости.В предложенное устройство введены дополнительные блоки моделирования скольжения других ступеней скорости двигателя, блоки моделирования частоты вращения общего ва ла двигателя и блоки преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение. В нем выход блока моделирования скольжения первой ступени скорости двигателя подключен к входу первого блока модели рования частоты вращения общего вала двига геля, выход первого блока моделирования частоты через последовательно соединенные пергьп блок преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение и 20 первьй ключ - к входу задания начальныхусловий блока моделирования скольжения второй ступени скорости двигателя. Выход последнего через второй блок моделирования частоты вращения общего вала двигателя 25 подключен к входу второго блока преобразования частоты вращения общего вала двига теля в скольжение, выход которого через второй ключ подсоединен к входу задания начальных условий блока моделирования сколь жения первой ступени скорости двигателя, и50 55 60 65 3через последовательно соединенные третий блок преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение и третий ключ - к входу задания начальных условий блока моделирования скольжения третьей ступени скорости двигателя. Выход этого блока моделирования через последовательно соединенные третий блок моделирования частоты вращения общего вала двигателя, четвертый блок преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение и четвертый ключ подключен к входу задания начальных условий блока моделирования скольжения второй ступени скорости двигателя, второй выход блока управления - к управляющему входу блока моделирования скольжения второй ступени скорости двигателя, а третий выход блока управления - к управляющему входу блока моделирования скольжения третьей ступени скорости.На чертеже представлена принципиальная схема устройства для случая моделирования трехскоростного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.Предложенное устройство содержит блоки 1, 2, 3 моделирования скольжения соответственно первой, второй и третьей ступени скорости двигателя, блоки 4, 5, 6 моделирования частоты вращения общего вала двигателя, блоки 7 - 10 преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение, управляемые ключи 11 - 14, блок 15 управления.Выход блока 1 подключен к входу блока 4, выход блока 4 через последовательно соединенные блок 7 и ключ 11 - к входу задания начальных условий блока 3. Выход блока 2 через блок 5 соединен с входами блоков 8 и 9, выход, первого из них через ключ 12 - с входом задания начальных условий блока 1, а выход блока 9 через ключ 13 - с входом задания начальных условий блока 3. Выход блока 3 через последовательно соединенные блоки 6, 10 и ключ 14 подключен к входу задания начальных условий блока 2, блок 15 управления первым выходом - к управляющим входам блока 1 и ключа 11, вторым выходом - к управляющим входам блока 2 и ключей 11 и 12, третьим выходом - к управляющим входам блока 3 и ключа 14.Рассмотрим работу предложенного устройства на примере моделирования процесса пуска электродвигателя.В исходном состоянии на управляющие входы блоков 12, 3 напряжения не подаются, на интеграторах блоков 1, 2, 3 нулевые начальные условия обеспечиваются тем, что управляемые ключи 11 - 14 разомкнуты.Для моделирования электромеханических процессов при включении ступени скорости электродвигателя первый выход блока 15 управления подключается к управляющему входу блока 1 и замыкается управляемый ключ 11, причем с выхода блока 1 напряжение, пропорциональное скольжению первой ступе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ни скорости двигателя, поступает на вход блока 4, в котором преобразуется в напряжение, пропорциональное частоте вращения общего вала. С выхода блока 4 напряжение подается на вход блока 7, где преобразуется ,в напряжение, пропорциональное скольжению второй ступени скорости двигателя при работе первой ступени скорости. С выхода блока 7 напряжение через замкнутый ключ 11 поступает на вход задания начальных условий блока 2 моделирования скольжения второй ступени скорости, причем этот блок находится в состоянии готовности к работе.Для моделирования электромеханических процессов при переключении двигателя с первой ступени скорости на вторую ступень второй выход блока управления подключается к управляющим входам блока 2 и ключам 12 и 13, которые замыкаются. Блок 2 моделирования скольжения второй ступени скорости двигателя начинает работать, имея в качестве начальных условий напряжение, поступавшее с блока 7 через ключ 11,С выхода блока 2 напряжение, пропорциональное скольжению второй ступени скорости, подается на вход блока 5, в котором преобразуется в напряжение, пропорциональное частоте вращения общего вала двигателя при работе второй ступени скорости. С выхода блока 5 напряжение поступает на входы блоков 8 и 9, где преобразуются в напряжения, пропорциональные соответственно скольжениям первой и третьей ступеней скорости при работе второй ступени скорости, С выхода блока 8 напряжение через замкнутый ключ 12 поступает на вход задания начальных условий блока 1, а с выхода блока 9 через замкнутый ключ 13 - на вход задания начальных условий блока 3. Блоки моделирования скольжения первой и третьей ступеней скорости находятся в состоянии готовности к работе.Для моделирования процессов при переключении двигателя со второй ступени скорости на третью третий выход блока управления подключается к управляющим входам блока 3 и ключа 14, который замыкается,Блок 3 моделирования скольжения третьей ступени скорости двигателя начинает работать, имея начальными условиями напряжение, поступавшее с блока 9 через ключ 13. С выхода блока 3 напряжение, пропорциональное скольжению третьей ступени скорости, проходит на вход блока 6, в котором преобразуется в напряжение, пропорциональное частоте вращения общего вала двигателя. С выхода блока 6 напряжение поступает на вход блока 10, где преобразуется в напряжение, пропорциональное скольжению второй ступени скорости при работе третьей ступени скорости, и через замкнутый ключ 14 попадает на вход задания начальных условий блока 2 моделирования второй ступени скорости двигателя, 52692511 редложенное устройство прп моделировании останова двигателя работает аналогично.Устройство позволяет моделировать процессы изменения частоты вращения вала и тока статора электродвигателя,В общем случае, при моделировании процессов в и-скоростном асинхронном двигателе устройство содержит и блоков моделирования скольжения ступеней скорости, г блоков моделирование частоты вращения общего вала двигателя, (2 - 2) блоков преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение, причем схема соединения блоков устройства для моделирования и-скоростного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и его работа аналогичны описанным.Формула изобретенияУстройство для моделирования асинхронного двигателя, содержащее блок моделирования скольжения первой ступени скорости двигателя и ключи, управляющие входы которых подключены к выходам блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом блока моделирования скольжения первой ступени скорости двигателя, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит дополнительные блоки моделирования скольжения других ступеней скорости двигателя, блоки моделирования частоты вращения общего вала двигателя и блоки преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение, причем в нем выход блока моделирования скольжения первой ступени скорости двигателя подключен к входу первого блока моделирования частоты вращения общего вала двигателя, выход которого через последовательно соединенные первый блок преобразования частоты вращения общегО вала двигателя в скольжение и первый клоч подключен к входу задания начальных условий блока моделирования скольжения второй 5 ступени скорости двигателя, выход которогочерез второй блок моделирования частоты вращения общего вала двигателя подключен к входу второго блока преобразования частоты вращения общего вала двигателя в сколь жение, выход которого через второй ключподключен к входу задания начальных условий блока моделирования скольжения первой ступени скорости двигателя, и через последовательно соединенные третий блок преобра зования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение и третий ключ подключен к входу задания начальных условий блока моделирования скольжения третьей ступени скорости двигателя, выход которого через 20 последовательно соединенные третий блокмоделирования частоты вращения общего вала двигателя, четвертый блок преобразования частоты вращения общего вала двигателя в скольжение и четвертый ключ подклю чен к входу задания начальных условий блока моделирования скольжения второй ступени скорости двигателя, причем второй выход блока управления подключен к управляющему входу олока ъОделированпя скольжения 30 второй ступени скорости двигателя, третийвыход блока угравления подключен к управляющему входу блока моделирования скольжения третьей ступени скорости. 35Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Авт. св. М 347767 по кл. С 06 о 7/62,1970 г.40 2. Фрейдзон И. Р., Математическое моделирование систем автоматического управленияна судах, изд. Судостроение, Л., 1969,стр. 210 - 213 (прототип),.1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министро по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5