Устройство для моделирования асинхронного двигателя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциапистичесиикреспублик(51)М, Кл. Ор 06 Ь 7/62 Веудееетеееай кеиетет СССР ее делен езебретеевЯ и еткритвЯ(088;8) Дата опубликования описания 28,02,80(72) Автор , изобретения В, К, Сазонов Ордена Октярьской Революции Всесоюзный государственныйпроектно-изыскательский и научно-исследовательскийинститут энергетических систем и электрических сетейфЭнергосетьпроект(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯИзобретение относится к области аналоговой вычислительной техники, в частности, к построению специализированных вычислительных устройств для моделирования электроэнергетических объектов.Известно устройство для моделирования асинхронныхдвигателей, предназ наченное для совместного использования с моделью сети переменного тока,16 содержащее последовательно соединен . - ные Ь -сетку и потенциометр, подклю ченный к выходу электромеханической следяшей системы 1.Применение потенциометров ограниф 15 чивает быстродействие устройства.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устрой ство, содержашее к -сетку, первый вход которой подключен к шине нулевого потенциала, последовательно соединенные усилитель мошности и блок задания электрических потерь; выходы усилителя мощности и блока задания электричес ких потерь подключены к входам датчика активной мощности, выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к выхо ду задатчика напряжения, выход интегратора соединен с входом управляемого генератора колебаний 1.21.Известные устройства позволяют мо делировать поведение асинхронных дви-гателей при величине скольжения 5 415-.20% ( 3= Я - -, где и 2 о -синхоронная частота, и 1 - частота вращения ротора), однако при этом не обеспечивают решения определяемого класса задач (например, моделирование асинхронных двигателей с глубокими пазами) и имеют ограниченную точность при исследовании переходных процессов, сопровождающихся большими величинами скольжения в автономных энергосистемах, что ограничивает диапазон и виды исследуемых переходных режимов, Кроме того, в известных устройствах не учитывается эффект вытеснения тока, характерный7793 тч .ХвееЗ 71для двигателей с глубокими пазами, чтоснижает-тйочйость исследования переход-,ных процессов, особенно при значительной велйчине скольжения.Целью изобретения является повышение точности моделирования переходных" " процгхестсг"охв в двигателе.Указанйая цель"достигается тем, чтоустройство для моделирования асинхронного двигателя содержит С сетку, выпрямителй, модуляторы, преобраэовательхфазового угла в напряжение, фазорегуля" " тор и повторитель,выход управляемогогенератора колебаний подключен к пер-"вьгм входам"преобразователя фахзовохго"угла в напряжение и первого модулято-ра, выход которогог соединен-со втотрымвходом Й -сетки, выходы которой подключены к соответствующим"входам" "С - сетки, узловая точка которой соединена с шиной нулевого потенциала,второй вход первого модулятора через первый выйрямитель" подкЛЮченк войвходух"повторителяв"вход которого соединенсвыходом блока задания элейктрирчрескрирххпотерь, выход повторителя подключен. к первому входу фаэорегулятора, второйвход которого соединен с выходом преобразователя фазового угла в напряже"ххе; второй вход хоторого в-вхой Еторо.ге"Зыор йемИтевй йо еххйючейы"к уееовойГточке Р - сетки, выход второго выпря-"- мартеля"соедйнен с"первым входом" второ- го модулюора, выход" когторогео подключенк входу усилителя мощности, второй входвгорого модулятора схоединетксг выходомфазорегулятора.Блокй:хема устройства для моделирования асинхронного двигателя показанана чертеже,Устройство. содержит управляемый ге нератор 1 колебаний, Р -сетку 2,усилитель 3 мощности, блок 4 задания элек,трических потерь, датчик 5 активноймощ- ности, повторитель 6, первый -и"второйвыйрямители 7 и 8,первый и второй модуляторы 9 и 1 О, интегратор 1 1,С -етку 12, преобразователь 13 фазового угла в напряжение, фазорегулятор 14, Шйну 15 нулевого потенциала, задатчик 16напряжения;Выход датчика 5 активной мощностисоединен с первым входом интегратора11; выход которого подключей к управгййощему" входу управляемого генератора1 колебаний. Второй вход интегратора11 подключен к выходу задатчика 16напряжения, пропорционального мощностиФ 4нагрузки на валу двигателя, Выход управляемого генератора 1 колебаний напряжения соединен с основным входомамплитудного модулятора 9 и с первымвходом преобразователя 13 фазового угла в напряжение. К управляющему вхо-. ду модулятора 9 через выпрямитель 7подключен выход повторителя 6, входкоторого соединен с выходом устройст 10 ва, Выход модулятора 9 соединенс входом блока, выполненного в виде сеткирезисторов с общей узловой точкой(Й -сетки 2), причем другой вход блока подключен к шине 15 нулевого потен 15 циала. Узел (или общая узлевая точкарезисторов)-Сетки 2 соединен со вторым входом преобразователя 13 фазово.го угла в напряжение и с входом выпря мителя 8. Выходы Й -сетки 2 подклю 20 чены к соответствующим входам блока,выполненного в виде сетки иэ конденсаторов с общей узловой точкой С -сетки 12), Узел С -сетки 12 подключенк шине 15 нулевого потенциала.25 Выход преобразователя 1 3 соединен- с управляющим входом фазорегулятора14, который по основному входу. подключен квыходу повторителя 6, Выход фазорегулятора 14 подключен к основномуЗО входу амплитудного-модулятора 10, управляющий вход которого соединен свыходом выпрямителя 8. Выход модулятора 1 0 через последовательно подключенный усилитель 3 мощности соединен35 с входом блока 4 задания электрическихпотерь,котторый подключен соответственно к первому и второму входам датчика .5 активной мощности. Блок 4 выполненв виде катушки индуктивности, реактив 40 ное сопротивление которой пропорционально сопротивлению рассеяния обмотки .статора двигателя.Устройство работает следующим обра-зом,45 Датчик активной мощности 5 измеряет электрическую мощность на выходеустройства любым известным способоми преобразует величину этой мощностивнапряжение, которое поступает на пер 5 О вый вход интегратора 11, Ъдатчик 16напряжения, величина которого пропорциональна мощности нагрузки двигателя,задает активную мощность, потребляемую двигателем .из сети, по второмувходу интегратора 1 1. На выходе интегратора 1 1 получается напряжение, пропорциональное скорости вращения ротора Шр,Устройство для моделирования асинхронного двигателя, содержащее- сетку, первый вход которой подключен к шине нулевого потенциала, последовательно соединенные усилитель мощности и блок задания электрических потерь, выходы усилителя мощности и блока задания электрических потерь подключены к входам датчика активной мощности, выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к выходу задатчика напряжения, выход интегратора соединен с входом управляемого генератора колебаний отличающееся тем,что,с целью повышения точности моделирования, оно содержит С -сетку, выпрямители, модуляторы, преобразователь фазового угла в напряжение, фазорегулятор и повторитель, выход управляемого генератора колебаний подключен к первым входам преобразователя фазового угла в напряжение и первого модулятора, выход которого соединен со вторым входом Й -сетки, выходы которой подключены к соответствующим входам С -сетки, узловая точка которой соединена с шиной нулевого потенциала, второй вход первого модулятора через первый выпрямитель подключен к выходу повторителя, вход которого соединен с выходом блока задания электрических потерь, выход повторителя подключен к первому входу фазорегулятора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя фазового угла в напряжение, второй вход которогб и вход второго выпрямителя подключены к узловой точке Я -сетки, выход второго выпрями теля соединен с первым входом второго модулятора; выход которого подключен к входу усилителя мощности, второй вход Ф 1779Управляемый генератор 1 колебанийвырабатывает периодические синусоидальные сигналы, частота которых пропорциональна величине напряжения, поступающего с выхода интегратора 11, т. е.5пропорциональна скорости враения ротора Шр . На выходе амплитудного модулятора 9 получается синусоидальное напряжение, частота которого пропорцио нальная скорости ротора двигателя, а 10амплитуда пропорциональная напряжениюна зажимах статора, которое поступаетпо управляющему входу модулятора 9через выпрямитель 7,Поскольку параметры Я -сетки 2 15и С - сетки 12 выбираются в соответг"ствии с параметрами схемы замещениядвигателя, напряжение в узле 1 -сеткиФ2 оказывается пропорциональным величине ЭДС в воздушном зазоре двигателя, С помощью выпрямителя 8, модулятора 1 О, преобразователя 13 фазовогоугла в напряжение и фазорегулятора 14напряжение в узле % -сетки 2 преобразуется в напряжение, поступающее навход усилителя 3 мощности, которое повеличине, фазе и частоте сортветствуетЭДС воздушного зазора двигателя в координатах, неподвижных относительно статора.30На выходе фазорегулятора 14, основной вход которого через повторитель 6соединен с выходом устройства, формируется напряжение, фаза которого соответствует фазе ЗДС воздушного зазора,так как в фазорегуляторе 14 входноенапряжение, синфазное с напряжением .статора двигателя, поворачивается нафазовый угол, равный фазовому углу меж 40ду векторами напряжения статора и ЭДСвоздушного зазора, причем преобразователь 13 измеряет фазовый угол междууказанными векторами. Выпрямитель 8и модулятор 10 позволяют. учесть изме-45некие величины амплитуды ЗДС воздушного зазора при изменениИ режима работы двигателя, На выходе усилителя 3мощности получается синусоидальное напряжение, соответствующее ЭДС воздуш 50ного зазора, которое поступает на входблока 4 задания электрических потерь.Зффект,. заключающийся в расширениикласса решаемых задач и повышении точности вычислений, достигается. за счетиспользования С -сетки 12 и совокупности блоков 6-1 О, 1 3 и 14, обеспечивающих преобразования входной информации, поступающей в й - сетку 2, и вы 3ходной информации, извлекаемой из В -сетки 2, необходимые для присоединения устройства к модели сети переменного тока.Применение устройства позволяет воспроизвбдить поведение асинхронных двигателей с глубокими пазами при значительных величинах скольжений ротора относительно поля статора, что ые представляется возможным осуществить с помощью известных устройств, и .повысить точность исследования переходных процессов в автономных энергосистемах. формула и з о б р е т е н к я,7 717793 Составитель И, Дубининаедактор Н. Лобач Техред Э. Чужик Корректор Н Ужг ПП Патент д,.ул. Проектная, 4 второго модулятора соединен с выходомфазорегулятора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе/6 В Тираж 751 ИИПИ Государственно по делам изобретений 5, Москва, Ж, Рауш 1. Авторское свидетельство СССРЖ 467369, кл, Я 06 б 7/62, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР.