Устройство для моделирования параметров электромеханических систем с электрическими машинами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Г 11) н)5 6 066 7/ О лО ЙЗИ.ь ; яИ".Е г А УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНДОМСТВО СССРСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11) 4490621/24(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИ РОВАНИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛ ЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИ СИСТЕМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНА(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых моделях при исследовании динамики электромеханических систем с электромашинами, особенно с синхронными шаговыми двигателями, Цель изобретения -1837271 расширение класса решаемых задач. Она достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор 1, инверторы 4 и 5, интегратор 7; нуль-орган 8, компаратор 9, переключатели 12-14, два блока задания угла электрического шага машины, выполненные на двух источниках постоянного напряжения 22 и 23, введены сумматоры 2 и 3, инвертор 6, компараторы 10 и 11, переключатели 15 - 21, два блока задания фазового сдвига, выполненные. на двух источниках постоянного напряжения 24 и Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых моделях при исследовании динамики.электромеханических систем с электрическими машинами, особенно с синхронными трехфаэными шаговыми двигателями,иЦель изобретения - расширение класса решаемйх задач за счет воспроизведения полюсных рабочих магнитных потоков одновременно для трех фаз и реактивного момента электрической машины моделируемой электромеханической системы.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 сумматоры, первый 4, второй 5 и третий 6 инверторы, интегратор 7, нуль- орган 8, первый 9, второй 10 и третий 11 компараторы, с первого 12 по десятый 21 переключатели, первый и второй блоки задания угла электрического шага, выполненные в виде первого 22 и второго 23 источников постоянного напряжения, первый и второй блоки задания фазового .сдвига, выполненные соответственно в виде третьего 24 и четвертого 25 источников .постоянного напряжения, с первого 26 по четвертый 29 функциональные преобразователи, выполненные, например, на тригонометрических блоках, Оно имеет вход задания. частоты вращения ротора электрической машины ш(т); три выхода по сигналам,полюсных рабочих потоков первой Ф 1 (О), второй ф(О) и третьей сЬ(О) фаз, а четвертый выход по сигналу реактивного .момента Мр( 6) электрической машины,В процессе моделирования сигнал со входа задания й (т) поступает непосредственно на второй информационный входпервого переключателя 12 и через первый инвертор 4 на вход нуль-органа 8 и первый информационный вход первого переключа 25; функциональные преобразователи 26-29, выполненные, например, на тригонометрических блоках, Устройство имеет вход задания частоты вращения ротора электрической машины а (т) и четыре выхода, три из которых по сигналам полюсных рабочих магнитных потоков .первой Ф 1 Щ, второй % Щ и третьей Ьфаз, а четвертый по сигналу реактивного. момента Мр( 6) электрической машины моделируемой электромеханической системы, 1 ил. теля 12, с выхода которого сигнал, соответствующий в Я 9 п( ЬО 1 (1, поступает на вход интегратора 7; С выхода последнего сигнал О 1 (т), соответствующий углу полюс- :5 ного рассогласования статора и ротора попервой фазе, поступает на первый вход, а через второй инвертор 5 на второй вход второго переключателя 13, на управляющий вход которого. поступает сигнал с нуль-орга на 8. С выхода второго переключателя 13сигнал, соответствующий О 1 (т) 89 п ш Щ, поступает на первый вход первого компаратора 9, на второй вход которого поступает сигнал с выхода третьего переключателя 14, 15 соответствующий йя(с)Яап ( ЬО 1 (тИ, напервый и второй информационные входы .которого поступают сигналы с разнополяр- .ных соответственно первого.22 и второго 23 источников постоянного напряжения, соот ветствующего углу электрического шага бйп.С выхода первого компаратора 9 сигнал, соответствующий 89 п(Ь 01(т, поступает на управляющие входы первого 12, третьего 14, пятого 16, шестого 17, седьмого 18 пере ключателей. С выхода интегратора 7 сигнал01(т) пос 1 упает на вход второго функционального преобразователя 27, выход которого служит первым выходом устройства Ф 1 (О). С выходов разнополярных третьего 24 и четвертого 25 источников постоянного напряжения сигналы, соответствующие фа.зовому сдвигу на 120 электрических градусов, поступают соответственно на первые и вторые информационные входы четвертого 15 и пятого 16 переключателей, на второй и первый информационные входы девятого переключателя 20. С выхода четвертого пе. реключателя 15 сигнал, соответствующийуглу полюсного рассогласования второй фа зы О 1 (т) + 120 89 п(ЬО 1 (т)1,. поступает навторой вход первого сумматора 1, на первый вход которого поступает сигнал с выхода третьего переключателя 14. С выхода интег" ЛО (т) О Яяп (61 (т) - 12орп (Ь (т30оступает на третий вход второго сумматоа 2. С выхода девятого переключателя 20 3 игнал, соответствующий углу полюсногоассогласования третьей фазы О т) - 120 х - Оп Яцп ЛО (т)Д;ЯцпЛО , поступает на второй вход 33торого сумматора 2, на первый вход котоого поступает сигнал с выхода третьегоереключателя 14. С выхода пятого перелючателя 16 сигнал поступает на вторыеходы второго 10 и третьего 11 компаратоов. С выхода второго компаратора 10 сигал поступает на управляющие входы(етвертого 15 и восьмого 19 переключатеей, а с выхода третьего компаратора 11 на, правляющие входы девятого 20 и десятого1 переключателей, С выхода первого суматора 1 сигнал, соответствующий углу паюсного рассогласования второй фазыл (с), через третий инвертор 6 поступает наход первого функционального преобразоателя 26, выход которого служит вторымыходом устройства Ф 2 (О), С выхода второо сумматора 2 сигнал, соответствующий уг- = Кф Яп д (т) + 12 у полюсного рассогласования третьейааы ра(т),поступает на.входтретьегофун. 55 Св (р):Ки 31 пЭ(еь(т)+02 кционального преобразователя 28, выходкоторого служит третьим выходом устройстве тра (ои), и на первыи вход тратьего Суммаора 3, на второй и третий вход которого Ф(0)=кф г 0 Я;4 Ъ (О) = кфгЖ (Я; %(О) = кф гЯ(т); а(т мв (с) =к, р(З(В (т)+Вт(т) .при Р (О) = Я и д,Ф (О) = кф Яп О (т);Ф (О) = кф Вп бЬ (т,) == Кф Яп д (с) - 120 з (О) = кф Яп й (г) = Ь (1) Яь 3 О , где а)(т) - частота враще рической машины; тора элект атора 7 сигнал О (т) поступает на первыйод третьего компаратора 11, вторые инормационные входы шестого 17 и седьмоо 18 переключателей, а с выхода инверторасигнал поступает на первые информацинные входы этих переключателей и второо компаратора 10. С выходов шестого 17седьмого 18 переключателей разнопоярные сигналы, соответствующие углу олюсного рассогласования по первой фае О (т) Яцп ЛО , поступают соответтвенно на первый и второй, второй и ервый информационные входы восьмого 9 и девятого 21 переключателей. С выхода осьмого переключателя 19 сигнал, соответ- твующий оступает на третий вход первого сумматоа 1, а сигнал с выхода десятого переключаеля 21, соответствующий поступают сигналы с выходов соответственно третьего инвертора 6 и интегратора 1, С выхода этого сумматора сигнал поступает на вход четвертого функционально(о преоб разователя 29, выход которого служит четвертым выходом устройства Мр( фВ результате устройство в аналоговомвиде воспроизводит соотношение параметров электрической системы, содержащей 10 электрическую машину, описываемое следующей системой уравнений; д (т) = аЯцл Лд (т) й; ЛОф) = й Яцп ЛО (т) -5 -дЯдов; Яцп Л О (т) Яцп О+ 15 10 О ) - электрический угол полюсного рассогласования машины;01 (1), О 2 (т), Ь (т) - углы полюсных рассогласований по первой, второй и третьей фазам;Ф 1(О), Ф 2(О), %Щ - полюсные магнитные потоки в рабочих зазорах по первой, второй и третьей фазам;Мр( 6) - реактивный (статический синхронизирующий) момент машины;Гф - обозначение функционального преобразования;Оп = 90 - угол электрического шага машины в электрических градусах;Ь 01 (т) - вспомогательная функция;Кф, Кп - коэффициенты масштабов потоков и момента;39 п - обозначение знака соответствующей функции.Формула изобретения Устройство для моделирования параметров злектромеханических систем с электрическими машинами, содержащее первый сумматор, первый и второй инверторы, интегратор, нуль-орган, первый компаратор, первый, второй и третий блоки задания угла электрического шага, выполненные в виде первого и второго источников постоянного напряжения, прицем выход первого инвертора соединен с первым информационнь 1 м входом первого переключателя, выход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым информационным входом второго перекл 1 очателя и с входом второго инвертора, выход которого подключен к второму информационному входу второго переключателя, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-органа, выход второго переключателя, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-органа, выход второго переключателя подключен к первому входу первого компаратора, выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего переключателей, выход третьего переключателя подключен к второму входу первого компаратора,первый и второй информационные входы третьего переключателя соединены соответственно с выходами первого и второго источников постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены второй и третий сумматоры, третий инвертор, второй и третий компараторы, семь переключателей, первый и второй блоки задания фазового сдвига, выполненные соответственно в виде третьего и четвертого источников постоянного напряжения, четыре функцио 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нальных преобразователей, причем второй информационный вход первого переключателя и вход первого инвертора объединены и являются входом задания частоты вращения ротора электрической машины устройства, выход первого инвертора соединен с входом нуль-органа, выход третьего переключателя подключен к первым входам первого и второго сумматоров, выход второго сумматора соединен с первым входом третьего сумматора, выход третьего источника постоянного напряжения подключен к первым информационным входам четвертого и пятого переключателей, выход первого компаратора соединен с управляющими входами пятого, шестого и седьмого переключателей, выход второго инвертора подключен к первым информационным входам шестого и седьмого переключателей и первому входу второго компаратора, выход которого соединен с управляющими входами четвертого и восьмого переключателей, выход третьего компаратора подключен к управляющим входам девятого и десятого переключателей, выход первого сумматора соединен с входом третьего инвертора, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора и входу первого функционального преобразователя, выход которого является выходом полюсного рабочего магнитного потока второй фазы устройства, выход интегратора соединен с вторыми информационными входами шестого и седьмого переклюцателей, первым входом третьего компаратора, третьим входом третьего сумматора и входом второго функционального преобразователя, выход которого является выходом полюсного рабочего магнитного потока первой фазы устройства, выход четвертого источника постоянного напряжения подключен к вторым информационным входам четвертого и пятого переключателей и первому информационному входу девятого переключателя, второй ин-, формационный вход которого соединен с выходом третьего источника постоянного напряжения, выход четвертого переключателя подключен к второму входу первого сумматора, выход шестого переключателя подключен к первому информационному входу восьмого переключателя, второй информационный вход которого обьединен с первым информационным входом десятого переклюцателя и соединен с выходом седьмого переключателя, второй информационный вход десятого переключателя подключен к выходу шестого переключателя, выход пятого переключателя соединен с вторыми входами второго и третьего компа1837271 10 Корректор С,Пекар ВНИИ 1130 ква, Ж оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аторов, выход восьмого переключателя одключен к третьему входу первого суммаора, выходы девятого и десятого переклюателей соединены с вторым и третьим ходами второго сумматора соответствено, выход которого подключен к входутретьго функционального преобразователя,выход которого является выходом полюсного рабочего магнитного потока третьей фазы устройства, выходом реактивного момента которого является выход четверто го функционального преобразователя, входкоторого соединен с выходом третьего сумматора. Подписное зобретениям и открытиям при ГКНТ СС Раушская наб 4/5