Устройство для моделирования синхронного генератора Советский патент 1983 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования работы синхронного генератора при различных режимах работы. Известно устройство для моделирования синхронной электрической машины, содержшцее математическую модель синхронной машины/ измерител ные элементы, сумматоры, усилители и коллекторные электрические машины а . Однако это устройство громоздко очень дорогостоящее. Наиволее близким техническим решением к изобретению является устро ство для моделирования синхронного генератора, содержащее трансформаторы, блоки задания напряжения и тока статора, нелинейный блок, 1С-фильтры,йыпрямитель и нагрузочные резисторы. При чисто активной нагрузке гене ратора ток, подведенный к устройству, опережает напряжение на 90°, а в общем .случае на угол ( (f ) , гд 1у - угол мощности генератора. Это дсэстигается соответствующим подбором подводимых ф.аз тока и напряжения, например, ток фазы А и линейно напряжение ВС 2 . Однако при несимметричной нагруз фаз генератора или нёсимметричньк коротких замыканиях указанный сдвиг по углу фаз тока и Напряжения наруш ете я что приводит к появлению допо нительной погрешности устройства. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается те что в устройстве, содержащем блок задания напряжения статора, блок за Дания тока статора, трансформатор напряжения, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к входу, блока ограничения, выход которого через параллельно включенные первич ную обмотку первого трансформатора тока и первый LC-фильтр соединен с входом второго LC-фильтра, выход ко торого через, параллельно включенные первый нагрузочный элемент и вторич ную обмотку второго.трансформатора тока подключен к второму выводу трансформатора напряжения,первый вывод вторичной обмотки первого трансФорматора тока соединен с первым выводом второго нагрузочного элемента и с nepBfcam выводом выходного трансформатора,второй вывод которого соединен с первымвыводом третьего наг рузочного элемента,с вторым выводсял второго нагрузочного элемента и с рервым выводом вторичной обмотки третьего трансформатора тока, второй вывод которого подключен к среднему выводу вторичной обмотки первого трансформатора тока, второй вывод ко торого соединён с вторым выводом третьего нагрузочного элемента, .первый и второй выводы вторичной обмотки выходного трансформатора подключены соответственно к первому и второму входам выпрямителя, выход которого является первым выходе устройства, второй выход которого соединен со средним выводом вторичной обмотки выходного трансформатора, первые выводы первичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока объединены, введены фильтр тока прямой последовательности синхронного генератора и фильтр напряжения прямой последовательности синхронного генератора,причал первый, второй и третий выходы блока задания напряжения статора подключены соответственно к первому, второму и третьему входам фильтра напряжения прямой последовательности синхронного генератора, выходы которого, подключены к первичной обмотке трансформатора напряжения, а первый, второй и третий выходы блока задания тока статора соединены соответственно с первым, вторым и третим входами фил-ьтра тока прямой последовательности синхронного генератора, выходы которого подключены к вторым выводам первичных обмоток второго и третьего транс форматоров тока. На чертеже изображено предлагаемое устройство. . . Устройство содержит фильтр 1 напряжения прямой последовательности синхронного генератора, блок 2 задания напряжения статора, трансформатор 3 напряжения, блок 4 ограничения, состоящий из диодов 5-8, стабилитронов 9-12, резисторов 13 и 14, трансформатора 15 тока, LC-. фильтры 16 и 17, трансформатор 18 тока, нагрузочный элемент 19, первичную обмотку трансформатора 20 тока и фильтр 21 тока прямой послеудовательности синхронного генератора, блок 22 задания тока статора, нагрузочные элементы 23 и 24, выходной трансформатор 25 и выпрямитель 26. Устройство работает следующим образом. . При чисто С1КТИВНОЙ нагрузке генератора ток на выходе фильтра 21 тока опережает напряжение на выходе фильтра 1 напряжения на 90. Напряжения на вторичной обмотке трансформатора 3 и на линейном нагрузочном элементе 19 пропорциональны соответственно напряжению на выводах генератора U, и падению напряжения от протекания тока .статора в сопротивлении Потье Хр, т.е. ixp. Сумма этих величин равна напряжениюи2, пропорциональному внутренней ЭДС генератора Е. Параметры нелинейного блока 4 ограничения,линейных нагрузочных элементов 23 и 24 подобраны таким образом, что первая гармоника тока элементов 23 и 24, обусловленная Напряжением Цд,изменяетея пропорцио нально составляюидей тока возбуждения, соответствующей Ер, определенной по характеристике холостого ход генератора, аппроксимированной отре ками прямой. Фильтры 16 и 1-7, настроенные- на частоту 50 Гц, препятствуют попаданию в элементы 23 и 24 высших гармо нических составляющих тока, Ток в элет1енте 23 от трансформатора 20 пропорционален составляющей тока возбуждения, соответствующе реакции якоря генератора. « Отношение величин сопротивления линейных нагрузочныхэлементов 23 и 24 равно отнсяпению числа витков частей вторичной обмотки трансформатора 15, присоединенных к этим элементам, благодаря чему ток от трансформатора 20, протекающий через средний вывод этой обмотки, распределяется по ее частям обратно пропорционально числу витков и не трансформируется в первичную обмотку. Сумма токов в линейном нагрузочном элементе 23, обусловленных напряжё t нивми,2И токсял от трансформатора 20, пропорциональна прлнсму току возбуждения генератора, вследствие чего напряжения на первичной и вторичной обмотках выходного трансформатора 25, на выходе и входе вЕлзрямителя 26 пропорциональны току возбуждения генератора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДБЛИРОВАНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее блок задания напряжения статора, блок задания тока статора, трансформатор напряжения, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к входу блока ограничения, выход которО1 о через параллельно включенные первич ную обмотку первого трансформатора тока и первый 1с-фильтр.соединён с входом второго LC-фильтра, выход ко.торого через параллельно включенные : первый нагрузочный элемент и вторичную обмотку второго трансформатора тока подключен к второму выводу трансфор«1атора напряжения, первый вывод вторичной обмотки первого . трансформатора тока соединен с пёрвьв( вывсздрм второго нагрузочного элемента и с первым выводом выходного трансформатора, второй вывод которого соединен с первым выв од cevi третьего нагрузочного элемента, с вторым вьшодом второго нагрузочного элемента и с первым вьшодом вторичной обмотки третьего трансформатора тока, второй; вывод которого подключен к среднему выводу вторичной обмотки первого трансформатора тока, второй вывод которЬго соединен с вторым выводом третьего нагрузочного элемента, первый и второй выводы вторичной обмотки вьаходного трансформатора подключены соответственно к первому и второму входам выпрямителя, выход которого является первым выходом устройства, второй выход которого соединен со средним выводом вторичной обмотки выходного трансформатора, первые выI воды первичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока объедиi нены,о т, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности мо(Л делирования, в него введены фильтр тока прямой последовательности синхронного генератора и фильтр напряжения прямой последовательности синхронного генератора, причем первый, второй и третий выходы блока задания напряжения статора подключены соответственно к первому,второму и третьц ему входам фильтра напряжения прямой последовательности синхронного генеУ1 ратора, выходы которого подключены : к первичной обмотке трансформатора напряжения, а первый, второй и третий выходы блока задания тока статора соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами фильтра то00 ка прямой последовательности синхронного генератора, выходы которого / подключены к вторым выводам первичных обмоток второго и третьего транс ф ормат оров тока.