Устройство для моделирования синхронных машин Советский патент 1989 года по МПК G06G7/62 

1

Изобретение относится к моделированию процессов, систем и устройств с помощью АВМ и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет моделирования соединения статор- ных обмоток по проходной схеме.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый блок 1 моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, первый блок 2 моделирования продольной составляющей поля нагрузки, первый блок 3 моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, блок 4 моделирования напряжения

возбуждения синхронной машины, первый сумматор 5, первый масштабный блок 6, первый интегратор 7, первый суммирующий операционный усилитель 8, первый инвертор 9, второй сумматор 10, второй инвертор 11, третий 12, четвертый 13, пятый 14 сумматоры, второй интегратор 15, третий инвертор 16, второй суммирующий усилитель 17, пятый инвертор 18, шестой сумматор 19, девятый сумматор 20, второй масштабный блок 21, третий интегратор 22, шестой инвертор 23, третий суммирующий операционный усилитель 24, восьмой инвертор 25, третий масштабный блок 26, четвертый интегратор 27, первый переключатель 28, четвертый суммирующий операционный усилитель 29, второй

Јъ

J

Јь

С СО О

10

15

4

модели на соответствующих входах суммирующих операционных усилителей. Затем проводятся исследования интересующего режима. На выходах инверторов 9, J8, 25, 32, 4J и 51 получают значения соответствующих составляющих напряжения статора синхронной машины, а на выходах интеграторов 7, 15, 22, 27 - соответствующие составляющие тока статора и значения тока возбуждения соответственно. При переходе к исследованию режима работы анализируемой системы при других параметрах синхронной машины выставляют измененные значения коэффициентов модели на соответствующих входах. Приводят исследование интересующего режима. Для исследования системы при ином включении обмоток синхронной машины изменяют положение переключателей и аналогично повторяют все операции. Кроме того, при изменении положения переключателей возможно исследование переходных процессов при переключении обмоток синхронной машины с одной схемы включения на другую/

Математическая модель устройства описывается системой уравнений, частично приведенных в |j.J . Вид остальных уравнений зависит от схемы соединения статоркых обмоток синхрон„ Л. „,. ной машины. Для схемы звезда и звезда переключатели 28, о4э 35, ..треугольннк.. они приведены Б 2.

31474696

блок 30 моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, седьмой переключатель 31, девятый инвертор 32, десятый сумматор 33, четвертый переключатель 34, второй переключатель , 35, седьмой 36 и восьмой 37 сумматоры, пятый суммирующий операционный усилитель 38, второй блок 39 моделирования продольной составляющей тока нагрузки, восьмой переключатель 40, десятый инвертор 41, одиннадцатый 42, двенадцатый 43, тринадцатый 44 сумматоры,, девятый переключатель 45, третий переключатель 46, седьмой инвертор 47, шестой суммирующий операционный усилитель 48, второй блок 49 моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, девятый переключатель 50, одиннадцатый инвертор 51, четырнадцатый сумматор 52, двенадцатый инвертор 53, шестой переключа тель 54, четвертый инвертор 55.

20

25

Блоки 1, 4,30, 39, 49 выполнены в виде источников напряженийс

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от схемы включения обмоток синхронной машины (треуголь- зо ник, звезда или проходная) переключатели 28, 31, 34, 35, 40, 45, 46, 50 и 54 устанавливаются в необходимое положение,а именно для схемы

34Э 35

45, 46 и 54 в положение I переключатели 31, 40,и 50 разомкнуты; для схемы треугольник переключатели 28, 34, 35, 45, 46 и 54 в положение II, переключатели 31, 40-и 50 разомкнуты; д для схемы проходная переключатели 28, 34, 35, 45, 46 и 54 в положение I, переключатели 31, 40 и 50 замкнуты.

Для проходной схемы они имеют вид

-1„ + i

о

-in.

она

АЛнг+

1в х

i.i - 1.

Э-rt - 1

U0 Uj

ОН, , q,H,

0;

0; 0; 0; 0; 0;

; )

Исходя из исследуемого режима работы электромеханической системы, содержащей синхронную машину, в блоке моделирования напряжения возбуждения синхронной машины устанавливается необходимое значение напряжения ,, на выходе, а в первых блоках моделирования нулевой, продольной и поперечной составляющих тока нагрузки, во вторых блоках моделирования нулевой, продольной и поперечной составляю™ , щих тока нагрузки на выходах устанавливаются значения соответствующих составляющих тока нагрузки, Выставляются заданные значения коэффициентов

ной машины. Для схемы звезда и ..треугольннк.. они приведены Б 2.

Для проходной схемы они имеют вид

1„ + i

о

in.

она

АЛнг+

1в х

i.i - 1.

Э-rt - 1

U0 Uj

ОН, , q,H,

0;

0; 0; 0; 0; 0;

; )

% -442+441; UOHI ог°, uv 4BStfy2; ион, UdH, -

Ч e tpvгде i, U и tf - тока, напряжения и

потенциалы в осях odq.

Формула изобретения

Устройство для моделирования ронных машин, содержащее первый блок

514746966

моделирования нулевой составляющейматора и с входом третьего интеграто- тока нагрузки, выполненный в виде ис-ра, выход которого соединен с треть- точника напряжения, первый блок входом девятого сумматора, первым лирования продольной составляющей то- 5и ВТ°РЫМ входами второго сумматора и ка нагрузки, выполненный в виде ис- подвижным контактом третьего пере- точника напряжения, первый блок моде-ключателя, размыкающий контакт кото- лирования поперечной составляющей на-Р°го через седьмой инвертор соединен Грузки, выполненный в виде источни-с вторым входом восьмого сумматора, ка напряжения, блок моделирования Юзамыкачжшй контакт третьего переклю- напряжения возбуждения синхронной ма-чателя подключен к входу третьего шины, выполненный в виде источникаусилителя и соединен с источником напряжения:, одиннадцать сумматоров,напряжения первого блока моделиро- три масштабных блока, девять инвер- вания поперечной составляющей тока торов, «етыре иптегратора5 три уси- 1 нагрузки, выход третьего усилителя лителя, шесть переключателей, причемсоединен с входом восьмого инверто-- зыход первого сумматора подключен кра, выход пятого сумматора подключен входу первого масштабного блока, вы-к входу третьего масштабного блока, ход которого соединен с входом перво-выход которого соединен с входом чет- го интегратора, выход которого подклго-20вертого интегратора и вторым входом чен непосредственно к первому входучетвертого сумматора, выход четвер- первого сзгмматора, через первый пере-того интегратора соединен с третьим ключатель соединен с входом первоговходом шестого сумматора и вторым усилителя и подключен к источнику на-входом пятого сумматора, третий вход пряжения первого блока моделированиякоторого соединен с выходом источни- нулевой составляющей тока нагрузки ка напряжения блока моделирования на выход первого операционного усилите-пряжения возбуждения синхронной маши- ля соединен с входом первого инверто™ны, второй вход первого сумматора, ра, выход второго сумматора черезчетвертые входы третьего и девятого второй инвертор соединен с первым 0сумматоров соединены соответственно входом третьего сумматора, выход ко-с неподвижными контактами четвертого, торого соединен с первыми входамипятого и шестого переключателей, а четвертого и пятого сумматоров, вы-выходы первого, пятого и восьмого ин- хоц четвертого сумматора соединен че-верторов являются выходами нулевой, рез третий инвертор с вторым входом 35продольной и поперечной составляющих третьего сумматора и непосредствен-напряжения синхронной машины соответ- но связан с входом второго интеграто-ственно, отличающееся , ра, выход которого соединен с треть-тем, что, с целью расширения функцио- им входом третьего сумматора и пер-нальных возможностей устройства за вым и вторым входами шестого суммато- 40счет моделирования соединения статор- ра и подключен к подвижному контактуных обмоток по проходной схемеs в невторого переключателя, размыкающийго дополнительно введены три суммато- контакт которого соединен с первымира, два инвертора, три усилителя, .. входами седьмого и восьмого суммато-второй блок моделирования нулевой со- ров, замыкающий контакт второго пере- 45ставляющей тока нагрузки, выполненный ключателя подключен к входу второгов виде источника напряжения, второй усилителя, выход седьмого сумматораблок моделирования продольной состав- через четвертый инвертор соединен сляющей тока нагрузки, выполненный в входом второго усилителя и подключенвиде источника напряжения, второй к. выходу источника напряжения блока 50блок моделирования поперечной состав- ьоделирования продольной составляю-ляющей тока нагрузки, выполненный в щей тока нагрузки, выход второго уси-виде источника напряжения и три пере- лителя соединен с входок пятого ин-ключателя, вход первого усилителя со- вертора, выход шестого сумматора со-единен с входом четвертого усилителя единен с первым входом девятого сум- 55и подключен к источнику напряжения матора, выход которого соединен с второго блока моделирования нулевой входом второго масштабного блока, вч-составляющей тока нагрузки, выход ход которого через шестой инверторчетвертого усилителя через седьмой , соединен с втором входом девятого сум-переключатель соединен с входом девятого инвертора и первым входом десятого сумматора, второй вход которого связан с выходом первого усилителя, выход десятого сумматора соединен с г подвижным контактом четвертого переключателя, вход второго усилителя соединен с входом пятого инвертора,и подключен к источнику напряжения второго блока моделирования продольной -JQ составляющей тока нагрузки, выход пятого усилителя через восьмой переключатель соединен с входом десятого инвертора и первым входом одиннадцатого сумматора, второй вход которого 15 связан с выходом второго усилителя и с первыми входами двенадцатого и тринадцатого сумматоров, выход одиннадцатого сумматора подключен к замыкающему контакту девятого переключа- 20 теля, вход третьего усилителя подключен к входу шестого усилителя и связан с источником напряжения второго блока моделирования поперечной составляющей тока нагрузки, выход шестого усилителя через десятый переключатель соединен с входом одиннад- Щ1того инвертора и первым входом че- тырнадцатого сумматора, второй вход четырнадцатого сумматора соединен с выходом третьего усилителя, вторым входом тринадцатого сумматора и через двенадцатый инвертор с вторым входом двенадцатого сумматора, выход которого подключен к размыкающему контакту пятого переключателя, выход четырнадцатого сумматора подключен к замыкающему контакту шестого переключателя, размыкающий контакт которого связан с выходом шестого дополнительного сумматора.

Изобретение относится к моделированию процессов, систем и устройств с помощью АВМ и может быть использовано в аналоговых моделях систем, содержащих синхронные машины. В устройство для моделирования синхронных машин дополнительно введены три сумматора, два инвертора, три суммирующих операционных усилителя, блок моделирования нулевой составляющей тока нагрузки, блок моделирования продольной составляющей тока нагрузки, блок моделирования поперечной составляющей тока нагрузки и девять переключателей. Это позволяет моделировать синхронные машины, обмотки которых включены по схеме "звезда", "треугольник" или "проходная". 1 ил.

Ода

сэ-П#