Устройство для моделированияасинхронного двигателя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналнстнческих Республик. С 06 С 7/62 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.С. Бочаров и А.В. Меньшов Ордена Октябрьской революции Всесоюзный государственный(71) Заявитель проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯИзобретение относится к моделированию электрических систем и может быть использовано в аналоговых и цифроаналоговых системах для энергетики.Известно устройство для моделирования асинхронного двигателя, содержащее источник ЭДС, фильтры, резисторы и модели роторных обмоток 1 .Однако это известное устройство имеет недостаточное быстродействие.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для моделирования асинхронного двигателя, содержащее блок регу лирования напряжениями мощности, подключенный через первый блок задания электрических потерь с блоком задания реактивной составляющей мощности и со входом второго блока элек трических потерь, выход которого через третий блок задания электричес" ких потерь подключен к четвертому блоку задания электрических потерь, переключатели, автотрансформатор 121Однако это устройство, являясь основной частью нагрузочных узлов моделируемых энергосистем, также обладает низким быстродействием и точностью, вследствие чего использо вание подобных устройств в цифроаналоговых специализированных системах приводит к значительному снижению производительности и точноститаких систем.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для моделированияасинхронного двигателя, содержащееблок регулирования напряжения и мощности, выход которого через первыйблок задания электрических потерь подключен ко входам блоков задания реактивной и активной составляющей мощности и ко входу второго блока задания электрических потерь, выход которого через третий блок задания электрических потерь подключен к четвертому блоку задания электрических потерь, введены развязывающий и инвертирующий усилители, источник опорного напряжения, выпрямитель, фильтр, генератор знакопеременного напряжения, компаратор, инвертор, электронные ключи, управляемый делитель напряжения, неинвертирующий усилитель, интегратор и делитель напряжения, подключенный одним выводом к выходу интегратора, а другим выводом - квыходу второго блока задания электрических потерь и ко входам неинвертирующего и развязывающего усилите,лей, выход развязывающего усилителя;соединен с первым входом выпрямителя и входом инвертирующего усилителя, выход которого подключен ко вто 5рому входу выпрямителя, выход которого через Фильтр соединен с первымвходом компаратора, второй и третийвходы которого соединены соответствен-;но с выходами генератора знакопеременного напряжения и источника опорного напряжения, выход компараторасоединен со входом инвертора и первым входом первого электронного ключа, второй вход которого соединен с 15выходом развязывающего усилителя,выход инвертора подключен к первомувходу второго электронного ключа,второй вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, выходы электронных ключей подключены кинформационному входу управляемогоделителя напряжения, выход которогосоединен с первым входом интегратора,второй вход которого подключен к выхо ду неинвертирующего усилителя, управляющий вход управляемого делителя напряжения соединен со входомгенератора знакопеременного напряжения.3 ОНа Фиг. 1 представлена блок-схема устройства для моделирования асинхронного двигателя; на Фиг. 2 - номинальные значения тока намагничивания и напряжения. 35Устройство содержит блок 1 регулирования напряжения и мощности, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 блоки задания электрических потерь, блокизадания реактивной 6 иактивной 7 составляющей мощности, 40развязывающий 8 и инвертирующий 9усилители, выпрямитель 10, фильтр 11компаратор 12, генератор 13 знакопеременного напряжения, источник 14опорного напряжения, инвертор 15,электронные ключи 16 и 17, управляемый делитель 18 напряжения, неинвертирующий усилитель 19, интегратор20, делитель 21 напряжения. Неинвертирующий усилитель 19 включает в урсебя резисторы 22, 23, 24. Интегратор 20 содержит резистор 25 и конден.сатор 26,Блок 1 регулирования напряженияи мощности предназначен для поддержания напряжения на входе схемы замещения потребителей электроэнергии(точка 27, Фиг. 1), рвного номинальному при установке заданных мощностей в нормальном режиме. Первый блок2 задания электрических потерь, пред ббставлякщий собой дроссель с отпайками, воспроизводит сопротивлениераспределительных сетей и понижающихтрансформаторов от сети, высокогонапряжения потребителям электроэнер гии . Второй блок 3 з адания электрических потерь, представляющий собой дроссель с отпайками, воспроизводит индуктивное сопротивление рассеяния, статорной обмотки асинхронного двигателя. Третий блок 4 задания электрических потерь, представляющий собой дроссель без отпаек, воспроизводит индуктивное сопротивление рассеяния роторной обмотки асинхронного двигателя. Четвертый блок 5 задания электрических потерь, представляющий собой переменное сопротивление, воспроизводит активное сопротивление роторной обмотки асинхронного двигателя. Блок 6 задания реактивной составляющей мощности представляет собой набор конденсаторов различной емкости, которые воспроизводят статические конденсаторы в реальной системе, устанавливаемые в сетях низкого напряжения для повыше ния соя Ф . Блок 7 задания активной составляющей мощности представляет собой набор резисторов с различным номиналом сопротивлений, которые воспроизводят постоянную активную нагрузку в реальной системе (печи сопротивления, электронагревательные приборы, лампы накаливания и др.). Развязывающий усилитель 8 служит для развязки цепей, инвертирующий усилитель 9 необходим для осуществления операции инверсии сигнала, выпрямитель 10 с фильтром 11 производятпреобразование переменного напряженияв постоянное. Компаратор 12 служит для сравнения напряжений, поступающих от Фильтра 11 и источника 14 опорного напряжения, с треугольным знакопеременным напряжением высокой частоты от генератора 13. Электронные ключи 16 и 17, управляемые от компаратора 12 и инвертора 15, служат для прерывания аналоговых сигналов, поступающих от развязывающего 8 и инвертирующего 9 усилителей через управляемый делитель 18 напряжения на вход интегратора 20. С помощьюуправляемого делителя 18 напряжения по команде от ЦВМ (на чертеже не,показана) задается закон изменения индуктивного сопротивления намагничивания асинхронного двигателя. Неинвертирующий усилитель 19, интегратор 20 и делитель 21 напряжениявоспроизводят индуктивное сопротивление намагничивания асинхронного двигателя,Устройство работает следующим образом.Входное напряжение поступает на вход блока 1 регулирования напряжения и мощности. От входного зажима отбирается ток, определяемый уставками на блоках 2-5 задания электрических потерь, блоках задания реактив.ной 6 и активной 7 составляющих мощности и управляемом делителе 18напряжение ОП = О,й О и, а уставкавеличины сопротивления делителя 18определяется исходной точкой аппроксимации кривой й = 3 (фиг. 2) О (Он 0,9. В диапазоне 0,6 4 -- ("Фн (1,4 аппроксимация осуществляется кривой линией, а в диапазоне ОСЦ/Он ( 63,6 - прямой линией. Существенное влияние тока намагничивания на общий ток, потребляемый нагрузкой, проявляется в диапазоне 1(1 0,3, поэтому аппроксимация нижней части кривых (фиг, 2)для и 2 прямыми линиями является допустимой. Рабочий диапазон изменения: О)/Ц)ц = 0,7 в ; 1,1. Аппроксимация кривых и3 осуществляется аналогично кривой и = 3, но уставки значений Ои и сопротивления управляемого делителя 18 напряжения берутся уже другими.Использование новых элементов в устройстве для моделирования асинхронного двигателя существенно повышает его быстродействие и точность по сравиениюс известным. В связи с этим возможно его использование в аналоговых и цифроаналоговых системах энергетики, работающих в натуральном и ускоренном масштабах времени. Формула изобретения у".тройство для моделирования асинхронного двигателя, содержащее блок регулирования напряжения и мощности, выход которого через первый блок задания электрических потерь подключен ко входам блоков задания реактивной и активной составляющей мощности и ко входу второго блока задания электрических потерь, выход которого через третий блок задания электрических потерь подключен к четвертому блоку задания электрических потерь, о т л и ч а ю щ е е с я тем,5 0 15 20 25 ЗО 35 40 45 что, с целью повышения быстродействия и точности, в устройство введены развязывающий и инвертирующийусилители, источник опорного напряжения, выпрямитель, фильтр, генератор знакопеременного напряжения,компаратор, инвертор, электронныеключи, управляемый делитель напряжения, неинвертирующий усилитель, интегратор и делитель напряжения, подключенный одним выводом к выходу интегратора, а другим выводом - квыходу второго блока задания электрических потерь и ко входам неинвертирующего и развязывающего усилителей, выход развязывающего усилителя соединен с первым входом выпрямителя и входом инвертирующего усилителя, выход которого подключен ковторому входу выпрямителя, выходкотброго через фильтр соединен с первым входом компаратора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам генератора знакопеременного напряжения и источникаопорного напряжения, выход компаратора соединен со входом инвертора ипервым входом первого электронногоключа, второй вход которого соединенс выходом развязывающего усилителя,выход инвертора подключен к первомувходу второго электронного ключа,второй вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, выходы электронных ключей подключенык информационному входу управляемогоделителя напряжения, выход которогосоединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключенк выходу неинвертирующего усилителя,управляющий вход управляемого делителя напряжения соединен со входомгенератора знакопеременного напряжения,Источники информации,принятые во внимание.при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 324635, кл. С 06 С 7/62, 1969.2. Авторское свидетельство СССРР 467369, кл. С 06 С 7/62, 1972