Устройство для моделирования синхронных машин

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЕНИ(71) НиколаевсКрасного Знаменый институт им.Ю.Ал а Трудового естроитель- .О.Макарова ии орде и кораб ади,88.8)ое свид06 С 7 тельство СССР62, 1978. нов В.В., Ме ские модели нинов А.П, нкциониро 2. КрМатемативания суд1981, с. икола ых систем рис, 28 ото ря тетГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54) ДЕЛИРОВА НИЯ ржащее блок моделирования продольной сост ляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника опорного напряжения, блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника опорного напряжения, блок моделирования нап жения возбуждения синхронной машины, выполненный в виде источника опорного напряжения, три сумматора пять инверторов, три интегратора, первый и второй операционные усили ли, выходы которых являются соотве ствеино выходами продольной и попе речной составлянщих напряжения син рояной машины, выход первого инвер тора подключен к первому входу пер вого операционного усилителя и к первому входу первого сумматора, выход источника опорного напряжения(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ МО СИНХРОННЫХ МАШИН соде блока моделирования продольной составляющей тока нагрузки соединен свторым входом первого операционного усилителя, выход которого черезвторой инвертор подключен к второмувходу первого сумматора, выходтретьего инвертора соединен с первым входом второго операционногоусилителя и с первым входом второгосумматора, выход источника опорногонапряжения блока моделирования поперечной составляющей тока нагрузкиподключен к второму входу второгооперационного усилителя, выход которого через четвертый инверторсоединен с вторым входом второгосумматора, выход первого сумматораподключен к первому входу третьегосумматора, второй вход которогосоединен с выходом источника опорного напряжения блока моделированиянапряжения возбуждения синхронноймашины, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности,в него введены три дополнительных сумматора и два масштабных усилителя, причем выход первого сумматораподключен к первому входу первогодополнительного сумматора, выход которого соединен с входом первогоинвертора н первого интегратора,выход которого подключен к третьемувходу первого операционного усилите,ля, третьему входу первого сумматораи к первому и второму входам второгодополнительного сумматора, выход которого соединен с третьим входомвторого сумматора, выход которогочерез первый масштабный усилительподключен к входам третьего инверто1149284 1 О ра и второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом второго операционного усилителя, четвертымвходом второго сумматора и с первыми вторым входами третьего дополнительного сумматора, выход которого черезпятый инвертор подключен к четвертому входу первого сумматора, выход Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины.Известно устройство для моделиро- . вания синхронных машин, содержащее операционные усилители, сумматоры, интеграторы.и инверторы 1 . Недостатки указанного .Устройства - его сложность, сложность процессов моделирования на нем и недостаточная точность моделирования.Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройство для моделирования синхронных машин, содержащее блок моделирования продольной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника опорного напряженйя, блок моделирова. ния поперечной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника опорного напряжения, блок моделирования напряжения возбуждения синхронной машины, выполненный в виде источника опорного напряжения, три сумматора, пять инверторов, три интегра-, тора, первый и второй операционные усилители, выходы которых являются соответственно выходами продольной ,ЗО и поперечной составляющих напряжения синхронной машины, выход первого инвертора подключен к первому входу первого операционного усилителя ШОУ) и первому входу первого З 5 сумматора, .выход источника опорного напряжения блока моделирования Продольной составляющей тока нагрузки соединен с вторьв входом первого ОУ, выход которого через второй40 инвертор подключен к второму входу первого сумматора, выход третьего третьего сумматора через второй масштабный усилитель соединен с вторымвходом первого дополнительного сумматора и с входом третьего интегратора, выход которого подключен ктретьим входам третьего сумматораи третего дополнительного сумматора,инвертора соединен с первым входом второго ОУ, с первым входом второго сумматора и третьим входом первого сумматора, выход источника опорного напряжения блока моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, подключен к второму входу второго ОУ, выход которого через четвертый ,инвертор соединен с вторым входом второго сумматора, выход первого сумматора подключен к первому входу третьего .сумматора, третьему входу первого ОУ и входу первого интегратора, выход которого соединен с входом первого инвертора и третьим входом второго сумматора, выход которого подключен к третьему входу второго ОУ и входу второго интегратора, выход которого подключен по входу третьего инвертора, выход источника опорного напряжения блока моделирования напряжения возбуждения синхронной машины - к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен к четвертому входу первого ,сумматора и входу третьего интегратора, выход которого соединен с четвертым входом второго сумматора и через пятый инвертор с третьим входом третьего сумматора.Математическая модель известного устройства основана на уравнениях Горева-Парка для синхронных машин в осях д-с 1.Машинные уравнения имеют видР = -Е Р 1 - 1 с 1 - 1 с 1 - 1 с Б,11 Д1 2ЭР 5 = Е 1 + 1 с- 1 с 1 д - 1 сБвертора соединен с первым входом второго ОУ и с первым входом второго сумматора, выход источника опорного напряжения блока моделирования поперечной составляющей тока нагруз ки подключен к второму входу второго ОУ, выход которого через четвертый инвертор соединен с вторым входом второго сумматора выход первого сумматора подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения блока моделирования напряжения возбуждения СМ, выход первого сумматора под ключен к первому входу первого дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом первого инвертора и первого интегратора, выход которого подключен к третьему вхо ду первого ОУ, третьему входу первого сумматора и к первому и второму входам второго дополнительного сумматора, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, вы код которого через первый масштабный усилитель подключен к входам третьего инвертора и второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом второго ОУ, четвертым входом 30 второго сумматора и с первым и вторым входами третьего дополнительного сумматора, выход которого через пятый инвертор подключен к четвертому входу первого сумматоРа, вцход тРЕтье 35 го сумматора через второй масштабный усилитель соединен с вторым входом первого дополнительного сумматора и с входом третьего интегратора, выход которого подключен к третьим входам третьего сумматора и третьего дополнительного сумматора.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блок моделиро.45 вания продольной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде источника 1 опорного напряжения, блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выполненный в виде 50 источника 2 опорного напряжения, блок моделирования напряжения возбуждения СМ, выполненный в виде источника 3 опорного напряжения, ОУ 4 и 5, инверторы 6-10, сумматоры 11-13, допол.55 нительные сумматоры 14-16, интеграто. ры 17-19. масштабные усилители 20 и 21.. А-г),3 ЯХ;Л л ЗтСдЕ са, К;а .Ег СЗ) Устройство работает следующим образом.В соответствии с исследуемым режимом работы электромеханической системы, содержащей СМ, в блоке моделирования напряжения возбуждения СИ устанавливается необходимое значение напряжения на выходе, а в блоках моделирования продольной и поперечной составляющих тока нагрузки - на выходах значения соответствующих составляющих тока нагрузки. Выставляются заданные значения коэффициентов модели на соответствующих входах ОУ. Затем проводится исследование интересующего режима. На выходахф первого 4 и второго 5 ОУ получают значения соответствующих составляющих напряжения статора СИ, а на выходах интеграторов - значения тока возбуждения и соответствующих составляющих тока статора СМ.При переходе к исследованию режима работы анализируемой системы при других параметрах СМ выставляют измененные значения коэффициентов модели на соответствующих входах без их вычисления, Проводят исследование интересующего режима,Математическая модель предлагаемого устройства описывается системой уравнений1Ъ Х Х ) -1149284 Применение предлагаемого устройства при проведении исследования режимов работы электромеханическихсистем, содержащих СМ с цеЛью оп тимального выбора параметров ееэлементов, обеспечивающих заданныехарактеристики систем, существенноупрощает процесс моделирования иповышает его точность. Ожидаемый экономический эффект отприменения предлагаемого устройства. составит 730 руб, носравнению с известным устройством. к-ь =,- - "К,= сна Ц ц К",к, - = -и и ы Ч р и базисная угловаячастота вращенияротора СМ,где В ,С ,ВС промежуточные машинные переменные,введенные дляупрощения записиуравнений СМ. ставитель В.Рыбинхред М. Гергель актор В.Данко оррек тор М. Д аказ 1901/3 710 Пвенного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д. 4/ одписно ИИПИ Го по деламМосква,дарс изоб -35,113 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4