Моделирующее устройство для определения статических и динамических характеристик синхронных машин

йкйс яознМТЬ т;:; О П И С-МгЯ"И"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 438996 Союз Советских Социалисти 4 еских Республик(22) Заявлено 13.10.71 (21) 1705186/18-24с присоединением заявки1) М, Кл, 6 06 д 7/62 Государственный комитет. Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий53) УДК 681,333(088,8) летень29 ата опубликования описания 14,01.75 72) Авторы изобретения) МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ О СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКСИНХРОННЫХ МАШИН ЕДЕЛ ЕН ИЯЕРИСТИК(32) ПриоритетОпубликовано 05.08,74, Б Изобретение относится к электрической вычислительной аппаратуре.Известно моделирующее устройство для определения статических и динамических характеристик синхронных машин, содержащее аналоговый вычислительный блок, модель магнитного поля машины, анализаторы потокосцепления обмоток статора, источники тока и блоки управления источниками тока. Предлагаемое устройство отличается тем,что для повышения точности исследований иупрощения схемы, оно содержит две группытрансформаторов, вторичные обмотки которыхподключены в соответствии с шагом обмоткико входам модели магнитного поля машины,а первичные обмотки каждой группы соединены последовательно и подключены к аналоговому вычислительному блоку, один из входов и один из выходов которого подключенык модели магнитного поля машины возбуждения.Цель изобретения - создание техническипростого устройства, позволяющего определять и исследовать статические и динамические характеристики синхронных машин настадии их проектирования при относительноточном воспроизведении распределения намагничивающих сил и магнитного поля реальной машины,30 На фиг. 1 приведена блок-схема моделирующего устройства; на фиг. 2 - принци. пиальная схема модели магнитного поля; на фиг. 3 - схема соединения трансформаторов, моделирующих обмотку статора; на фиг. 4 - принципиальная схема аналогового вычислительного блока.Моделирующее устройство имеет электрическую модель магнитного поля 1 (фиг. 1) и аналоговый вычислительный блок 2. Модель магнитного поля соединена с аналоговым вычислительным блоком как непосредственно - для задания намагничивающей силы и измерения потокосцепления обмотки возбуждения, так и через две группы трансформаторов 3 и 4, воспроизводящих обмотку статора по осям д и д.Модель 1 выполнена из сетки активных линейных сопротивлении 5 - 11 (фиг. 2), воспроизводящих зазор, межполюсное и пазовые пространства, и нелинейных сопротивлений 12 - 21, воспроизводящих сердечники статора и ротора машины. Нелинейные сопротивления представляют собой двухполюсники, включающие транзисторы, активные сопротивления и источники опорных напряжений.Использование транзисторов вместо применяемых в подобных схемах диодов позволяет получить высокоомный выход источников опорных напряжений, что в свою очередь су3щественно облегчает задачу стабилизации опорных напряжений и уменьшает мощность источников.Демпферная система в модели воспроизводится конденсаторами, соответствующими демпферным стержням и участкам коротко- замыкающих колец. В связи с тем, что модель питается переменным током, конденсаторы, как и нелинейные сопротивления модели, включены в диагонали выпрямительных мостов, в плечи которых в случае использования конденсаторов вводят транзисторные обратимые ключи, а в случае использования нелинейных сопротивлений - диоды.Группы трансформаторов 3 и 4, моделирующих обмотку статора в осях Й и д, состоят из одинаковых трансформаторов 22 - 28; 29 - 33; 34 - 39 (фиг. 3) с коэффициентом трансформации К и трансформаторов 40 - 45; 46 - 51 с коэффициентом трансформации 2 К с возможно малыми значениями активного сопротивления, рассеяния обмоток и намагничивающего тока.Первичные обмотки трансформаторов включены согласно схеме соединения катушек, образующих фазу, вторичные - в соответствии с шагом обмотки машины подведены к соответствующим точкам модели магнитного поля; для рассматриваемого примера - к точкам 52, 77; 53, 78; 62, 87; 69, 76. Трансформаторы 40 - 45, 46 - 51 дают возможность рассматривать процессы исследуемой машины в осях И и д, т. е. создать условия .для задания намагничивающих сил и измерения потокосцеплений на модели в осях Ы и о по двухфазной и трехфазной схемам соединения обмотки статора гри неподвижном роторе,Вследствие использования трансформаторов для моделирования обмоток машин модель 1 питается от источников переменного тока, Для связи модели с аналоговым вычислительным блоком 2 необходимо преобразование переменных напряжений, измеряемых на модели, в постоянные напряжения, и наоборот, преобразование постоянных напряжений, измеряемых на блоке 2, в переменные. В связи с этим принята прямоугольная форма питающего модель тока, как наиболее удобная.Аналоговый вычислительный блок 2 решает дифференциальные уравнения электрического равновесия синхронной машины, нагруженной на автономную индуктивно-активную нагрузку. Измеряемые на выходах интеграторов 88, 89 (фиг. 4) постоянные напряжения, соответствующие напряжениям(ф у Ха 1,у) Хк 1 дцепей обмотки статора оригинала, преобразуются с помощью электронных ключей 90 - 93, инверторов 94, 95 и сумматоров 96, 97 в переменные напряжения и подаются на последова 50 55 60 Предмет изобретенияМоделирующее устройство для определения статических и динамических характеристик синхронных машин, содержащее аналоговый вычислительный блок и модель магнитного поля машины, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследований и упрощения устройства, оно содержит две группы трансформаторов, вторичные обмотки которых подключены в соответствии с шагом обмотки ко входам модели магнитного поля машины, а первичные обмотки каждой группы трансформаторов соединены последовательно и подключены к аналоговому вычислительному блоку, один из входов и один из выходов которого подключены к модели магнитного поля машины возбуждения. 4тельно соединенные с сопротивлениями 98 -101 первичные обмотки трансформаторов 22 -27, 40 - 45, 46 - 51, 28 - 33, 34 - 39. Напряжение, измеряемое на выходе интегратора 102,которое соответствует напряжению кф+Ху,Уобмотки возбуждения машины, также преобразуется посредством электронных ключей103, 104, инвертора 105, сумматора 106 в переменное напряжение и подается через сопротивления 107, 108 на клеммы 109, 110 моделимагнитного поля. В приведенных обозначениях а - круговая частота; фь д, уупотокосцепления обмоток статора и ротора,измеряемые на модели магнитного поля;15Х Ху, - индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора, определяемые с учетом отличия полей рассеяния оригинала и модели; Х - индуктивное сопротив 20ление нагрузки машины; 1 а, 1, 1 - токи обмоток статора и ротора.Последовательно включенные в цепи первичных обмоток трансформаторов сопротивления 98 - 101 воспроизводят индуктивные сопротивления Х+Х. соответственно в осяхи д машины, а сопротивления 107, 108 - индуктивное сопротивление рассеяния Х 1,.Переменные напряжения на сопротивлениях98, 100, 107, в цепях которых протекают то 30 ки 1 11 з, пропорциональные токам 1 д, 1 а, 1машины, с помощью двухполупериодных выпрямителей, включающих инверторы 111 - 116,сумматоры 117 - 119, диоды 120 - 123, ключи124, 125, преобразуются в постоянные напряЗ 5 кения, измеряемые на выходах сумматоров117 - 119. Электронные обратимые ключи 124,125 используются вместо диодов для исключения неустойчивости модели в режимах прималых токах 1 а,40 Обратимые электронные ключи 124, 125, атакже электронные ключи 90 - 93; 103 - 104,подключены к клеммам 126 - 131 вторичныхобмоток трансформатора 33, первичная обмотка которого соединена с источником перемен 45ного тока,Подписов СССР япография, пр. Сапунова, 2 Заказ 366612 Изд, Ме 149 ЦНИИПИ Государственного по делам изо Москва, Ж, Тираж 62комитета Совета Минбретений и открытийРаушская наб., д. 4/5