Устройство для моделирования электромагнитных полей и процессов в асинхронных машинах Советский патент 1991 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговому моделированию, в частности к моделированию электрических систем и устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет моделирования трехмерных электромагнитных полей.

На фиг.1 приведена схема устройства на функциональном уровне: на фиг.2 - вторая RC-сетка блока моделирования магнитного поля ротора; на фиг.З - соединение первой R-сетки блока моделирования магнитного поля ротора и блока моделирования короткозамкнутой обмотки ротора; на фиг.4 - схема узлов фазной обмотки блока . моделирования обмоток статора; на фиг.5 - схема блока моделирования магнитного поля статора; на фиг.6 - схема нелинейных резисторов блока моделирования магнитного поля статора; на фиг 7 - соединение блока моделирования трехфазной сети и блока моделирования обмоток статора; на фиг 8 - зависимости угла поворота ротора от времени; на фиг.9 - схема узла управления элементами RC-сетки блока моделирования магнитного поля ротора; на фиг.10-зависимости сигналов управления блока моделирования магнитного поля ротора; на фиг. 11 -схема узла задания угловых координат; на фиг. 12-схема блока имитации вращения ротора; на фиг. 13 - схема узла управления коммутатором имитации вращения ротора; на фиг. 14 - схема узла решения уравнений движения ротора; на фиг. 15 - зависимость электромагнитного момента от скольжония ротора.

Устройство содержит соединенные между собой через блок 1 имитации вращеО 00 W

2

ния ротора блоки 2 и 3 моделирования магнитного поля статора и ротора, воспроизводящие магнитное поле в участках магнитной цепи, включающие соответственно статор и ротор с воздушным зазором (фиг.1), блок 4 моделирования короткозамкнутой обмотки ротора, блок 5 управления имитатором вращения ротора, блок 6 моделирования обмоток статора, блок 7 моделирования трехфазной сети.

Для устранения пересечений ветвей схем модели электрической и магнитной цепей ротора использованы трансформаторы 8 с возможно минимальным током холосто- Yo хода 1Х - 0 (фиг.2),

Для исключения ограничения полосы пропускания в области низких частот обмотки разделительного трансформатора 9 (фиг.За) подключаются к модели магнитной цепи через электрические мосты, в плечи которых включены ключи 10 (фиг.Зб), управляемые сигналами с прямого и обратного выходов генератора 11 прямоугольных импульсов так, что с помощью одного электрического моста осуществляется пре- образован ие входного напряжения Ui (фиг.Зв) в знакопеременное импульсное напряжение UT1, трансформируемое во вторичное напряжение UT2, из которого затем с помощью другого электрического моста формируется выходное напряжение U2, аналогичное по частоте и форме кривой входному напряжению UL В дуальной схеме модели электромагнитной цепи ротора нелинейные резисторы 12 и 13 моделируют магнитные сопротивления соответственно зубцов и участков ярем между радиальными осями зубцов сердечника статора, а линейные резисторы 14 и 15 - магнитные сопротивления пазов потоку пазового рассеяния, созданному обмоткой статора. Посредством индуктивностей 16 воспроизводятся активные сопротивления стержней, а с помощью индуктивностей 17 и резисторов 18 - активные сопротивления и индуктивности лобового рассеяния участков коротко- замкнутых колец между стержнями обмотки ротора.

Для дуального преобразования непла- нарной схемы модели электромагнитной цепи статора обмотку статора в известном устройстве следует представить в виде совокупности простейших контуров с токами IA, IB и Ic, схватывающими зубцы статора, как показано на фиг.4, причем указанные токи ставятся в соответствие магнитодвижущим силам (МДС) секций фазных обмоток АХ, BY и CZ. При дуальном преобразовании источники токов д,1в и ic преобразуются в источники электродвих ущих сил (ЭДС) ед.

ев и ее, соединенные между собой в соответствии со схемой обмотки статора (фиг.4). Напряжениям Ui,n, Uii-nt..., Uxn-i (фиг.4), моделирующим в устройстве маг- нитные потоки, проходящие между радиальными осями пазов и II, II и III..., XII и I, в дуальной схеме соответствуют токи ii-ц, iii-ш,

... IXIH.

Построенная на фиг.З дуальная схема

0 модели электромагнитной цепи ротора соединяется с выходными узлами 19-27 непланарной резистивной сетки, воспроизводящей магнитные проводимости зазора между сердечниками статора и ротора

5 (фиг.5). Сопротивления элементов 28 резистивной сетки зазора являются функциями углового положения ротора, определяемыми методом БЗК на основе результатов расчета магнитного поля машины, образо0 ванного током элементарного контура при различных взаимных положениях зубцов сердечников статора и ротора. Входные узлы 29-40 резистивной сетки блока моделирования магнитного поля ротора через блок

5 1 (фиг.1 и 12) подключаются к выходным узлам 41-52 резистианой сетки блока моделирования магнитного поля статора. На фиг.5 линейные резисторы 53,54 моделируют магнитные сопротивления пазов статора

0 для потоков пазового рассеяния, созданных обмоткой статора. Нелинейные резисторы 55,56 воспроизводят магнитные сопротивления соответственно зубцов и участков ярем между радиальными осями зубцов сер5 дечника статора машины. На фиг.ба приведена ампер-вольтовая характеристика I f(U) нелинейных резисторов 12,13, 55 и 56 модели магнитной цепи, кусочно-линейно аппроксимирующая кривую намагничива0 ния Ф f(HL) моделируемых участков ферромагнитных сред. На фиг.66 приведена принципиальная схема двухполюсника, реализующего эту ампер-вольтовую характеристику. Схема двухполюсника включает

5 три последовательно соединенных резистора 57,58 и 59, два из которых (резисторы 58 и 59) зашунтированы электрическими цепями, образованными двумя встречяно соединенными источниками 60, 61, 62, 63 тока,

0 нагруженными прямо включенными диодами 64,65 и 66,67.

Для определения процессов в обмотке статора в устройстве решается система дифференциальных уравнений, описывающих

5 эти процессы в фазных обмотках, в частности для фазы А уравнение

UA + U ГА,(1)

представляемое в виде

VA / UA dt - ГА / IA dt - LJIA IA , (2)

где A - потокосцепление, обусловленное потоками в зазоре и пазового рассеяния;

UA, IA, ГА, LJIA - напряжение, ток, активное сопротивление, индуктивность лобового рассеяния фазы А обмотки статора.

Последнее уравнение в известном устройстве решается с помощью электрической цепи, включающей источник ЭДС Ед / UAdt, емкость CZA и активное сопротивление RLJIA (фиг.7а), процессы в которой описываются уравнением

U Ед - f IAM dtM - RLJIA AM, (3)

подобным уравнению (2),

где IV.- напряжение, соответствующее поГА,

токосцеплению VA .

Сгд, RIJIA емкость и. активное сопротивление, воспроводящие активное сопротивление гд и индуктивность LJIA лобового рассеяния обмотки.

Дуальное преобразование электрической цепи, решающей уравнение (3), приводит к схеме (фиг.7б), в которой источнику ЭДС Ед соответствует источник 68 тока, сопротивлению RLJIA проводимость 69, а емкости Сгд - индуктивность 70, причем напряжение на параллельно соединенных источнике тока, индуктивности и проводимости дуальной схемы моделирует ток фазной обмотки А статора, а ток 1 , протекающий через первичную обмотку трансформатора 71, включенную через измерительный резистор 72 параллельно решающим элементам 68-70 дуальной схемы, соответствует потокосцеплению д.фазной обмотки. Вторичные обмотки трансформатора 71, число которых определяется количеством источника ЭДС ед в дуальной схеме (фиг.4) модели фазной обмотки А статора, подключается к клеммам 73-91 модели магнитной цепи статора (фиг.5). Аналогично моделируются и соединяются с моделью магнитной цепи (фиг.7б) фазные обмотки В и С статора.

Посредством усилителей 92 и 93, а также инвертора 94 и 95 формируются напряжения модели, соответствующие по- токосцеплениям и токам фазных обмоток статора, требующих для определения электромагнитного момента машины.

Для имитации полного оборота ротора относительно статора путем регулирования элементов 28 (фиг.5) модели магнитной цепи машины необходимо воспроизводить

магнитные . связи .между любой парой зубцов статора и ротора машины. Это требует включения в моделирующее устройство регулируемых по специальному закону 5 проводимостей Zi 2г (в рассматриваемом на фиг.5 случае Zi 12, 2z 9, Zi 2г 108), что существенно усложняет техническую реализацию устройства. Указанные трудности моделирования зубцовой зоны машины с

0 учетом вращения ротора в существенной степени преодолеваются, если движение ротора представить в виде комбинации согласованных непрерывного поворота

5 ротора на зубцовое деление статора (Р1макс ЈЈi) с последующим скачкообразным возвратом в исходное положение и дискретного перемещения ротора с шагом, равным зубцовому делению статора (фиг.8),

0 осуществляемого посредством двукратного коммутатора, который включается между моделями зазора и магнитной цепи статора (фиг.5). Причем при Zi 12 посредством первого каскада коммутатора имитируется

5 поворот ротора на угол, равный трем зубцо- вым делениям статора, т.е. на угол У2макс 3 рп с шагом дискретизации, равным зубцовому делению статора pz . По„ средством второго каскада коммутатора имитируется поворот ротора на угол Змакс 8 pzi модели ротора с шагом дискретизации, равным четырем зубцовым деле- ниям статора (4 у). Согласованное

5 регулирование проводимостей элементов модели зазора, управление каскадами коммутатора приводят к имитации плавного вращения ротора ( + ) (фиг.8).

Q На фиг.9 приведена схема регулирования проводимостей элементов 28 резистив- ной сетки зазора (фиг.5) для имитации плавного поворота ротора на угол pi . Так как проводимости элементов 28 мо5 дели зазора в функции от угла поворота ротора изменяются по одному и тому же закону ( Л f (у) (фиг. 10а), то наиболее эффективно управление указанными проводи- мостями осуществлять времяимпульсным

0 способом. Для этого каждый из элементов 28 (фиг.5) модели зазора реализуется посредством зашунтированной -конденсатором 96 (фиг.9) электрической цепи, включающей соединенные последователь5 но прецизионный постоянный резистор 97 и обратный электронный ключ 98. Управление электронными ключами 98 осуществляется импульсами, формируемыми на выходах компараторов 99. Величина проводимости прецизионного резистора 97 Умакс (фиг.Юг) соответствует максимальной магнитной проводимости между зубцами статора и ротора при совмещении их осей, т.е. когда угол у между указанными осями рч- вен нулю. На один из входов компараторов подается напряжение с выхода генератора 100 функций синхронизируемого импульсами тактового генератора 101, на другие входы компараторов 99 подаются напряжения, пропорциональные абсолютным значениям углов у между осями соответствующих зубцов статора и ротора. Периодическое напряжение Ur.o F(t) (фиг. 106) на выходе генератора 100 функций определяется зависимостью Л f (у) . Причем величине напряжения на выходе генератора 100 соответствует модуль угла у, а периоду - максимальное значение проводимости при Лприу 0. На выходе компаратора 99 формируются широтноуправляемые импульсы (фиг.Юв), длительность которых пропорциональна значению магнитной проводимости зубцовых контуров для соответствующего угла у сдвига между указан- ными контурами. В результате этого осуществляется импульсное управление проводимостью элемента 28 сетки зазора, как показано на фиг.Юг, приводящее к со- ответствиюю выделяемого конденсатором 96 (фиг.9) среднего значения Ya-b проводимости элемента 28 магнитной проводимости между рассматриваемыми зубцовыми контурами, смещенными относительно друг друга на угол у , задаваемый напряжением Ua-ь (фиг. 106). Формирование напряжения , соответствующего углу у между зубцовыми контурами статора и ротора, осуществляется посредством схемы на фиг 11. включающей интегратор 102 на операционном усилителе, конденсатор в цепи обратной связи которого шунтирован электронным ключом 103. Управление электронным ключом 103 осуществляется импульсами с выхода одновибратора 104, вход которого соединен с выходом компаратора 105. На один из входов компаратора 105 поступает выходное напряжение интегратора 102, а на другой вход - постоянное напряжение Ц. tzi. соответствуйте углу pz. , определяемому зубцовым делением статора. На вход интегратора 102 подается напряжение 1Ц соответствующее угловой скорости вращения ротора Шр . Пилообразное напряжение с выхода интегратора 102 поступает на один из входов сумматоров 106-109, на другие входы которых с движков потенциометров 110-113, питаемых от источников напряжений +Е, -Е, подаются напряжения, определяемые начальным углом УО проводимостей зубцовых контуров

Выходы сумматоров 106 и 107 соединены с входами двухполупериодных прецизионных выпрямителей 114 и 115, реализованных на основе операционных усилителей,

При этом на выходах 116, 117, 118, 119 выпрямителей 114 и 115 и сумматоров 108 и 109 формируются напряжения Ua-b, Ub-c, Uc-d, Ud-e (фиг, 11), соответствующие по кривой зависимости Л f (у) проводимости

0 зубцовых контуров в интервалах а-b, Ь-с, c-d, d-e (фиг.10а).

В модели дискретное перемещение ротора относительно статора, представляемое

5 результирующей ступенчатых кривых зависимостей pi fi(t) и рз fa(t) (фиг.8б,в), реализуется посредством коммутатора имитатора вращения ротора, схема которого приведена на фиг.12, Коммутатор включает

0 два последовательно включенных каскада, содержащих четыре и три группы электронных обратимых ключей 120 (фиг.12), посредством которых реализуются составляющие движения ротора, представленные на

5 фиг.Вби в. Управляющие входы 121-127ука- занных групп электронных ключей соединены с выходами 1 групп триггеров 128-131 и 132-134 (фиг.13). Инвертирующие R-входы триггеров 128 и 132 и инвертирующие S-вхо0 ды остальных триггеров 129-131, 133, 134 через фильтр высоких частот, образованный резистором 135 и конденсатором 136, соединены с источником питания +ЕП. Инвертирующие S-входы триггеров 128 и 132 и

5 инвертирующие R-входы триггеров 129- 131, 133, 134 через резистор 137 подключаются к источнику питания +ЕП и через кнопочный выключатель с замыкающим контактом 138 к шине нулевого потенциала.

0 Посредством схемы, включающей резистор 137 и кнопочный выключатель с замыкающим контактом 138, формируются одиночные импульсы для установки триггеров в исходное состояние. С-входы группы триг5 геров 128-131 подключены к коллектору транзистора 139, соединенному через резистор 140 с источником +ЕП. С выхода одно- вибратора 104 на вход 141 делителя, образованного резисторами 142 и 143, по0 ступают импульсы, управляющие соединен- ным по схеме с общим эмиттером транзистором 139. Группа триггеров 128- 131 образует кольцевой счетчик, в котором D-вход каждого из указанных триггеров со5 единен с единичным выходом предыдущего триггера. Кроме того, единичный выход триггера 128 соединен с С-входами другой группы аналогичных триггеров 132-134, образующих второй кольцевой счетчик.

Напряжения с выходов усилителей 92 и инверторов 94 (фиг.7) моделей фазных обмоток статора, пропорциональные потокос- цеплениям фаз (с положительным или отрицательным знаком), поступают на вход сумматоров 144-146 (фиг. 14), выходы которых соединены с одними из входов перемножителей 147-149. Другие входы перемножителей 147-149 соединены с выходами усилителей 93 и инверторов 95 (фиг.7), на которых формируются напряжения, пропорциональные фазным токам с положительным и отрицательным знаком. Напряжения модели, соответствующие по- токосцеплению и току фазы А, поступают на клеммы 150-152 перемножителя 147 и сумматоров 145 и 146 (фиг. 14). Сумма выходных напряжений перемножителей 147-149, формируемая посредством сумматора 153, соответствует электромагнитному моменту, действующему на ротор моделируемой машины, и подается на один из входов интегратора 154. На другой вход интегратора 154 поступает напряжение (с движка потенциометра 155, питаемого от источника +Е), со- ответствующее моменту нагрузки на валу двигателя. Выходное напряжение Цдь, интегратора 154, соответствующее угловой скорости вращения ротора , поступает на вход 156 (фиг. 11) интегратора 102.

Реализация режимов пуск и возврат узла решения уравнений движения ротора осуществляется посредством введенных во входную цепь интегратора 154 контактов 157,158 соответствен но реле 159,160, вклю- чаемых через клавишный переключатель 161. В режиме возврат конденсатор 162 в цепи обратной связи интегратора 154 шунтируется резистором 163, в результате чего выходное напряжение интегратора 154 сбрасывается.

Линейные резисторы 164 и 165, 166 (фиг.2) моделируют магнитные проводимости соответственно зазора в интервале зуб- цового деления ротора для радиального магнитного потока и участков пазов ротора для магнитных потоков разового рассеяния. Нелинейные резисторы 167 и 168 моделируют магнитные проводимости соответствен- но зубцов ротора и участков ярма ротора в интервале зубцового деления источников 169,170 и 171 тока (фиг.4). Причем указанным токам ставятся в соответствие МДС секций фазных обмоток. При дуальном пре- образовании источники токов 1д, IB и 1с (169,170 и 171) преобразуются в источники ЭДС ед, ев и ее (на фиг.4 соответственно 172,173 и 174), которые соединяются между

собой в соответствии со схемой обмотки статора.

Дуальное преобразование электрической цепи (фиг.7а), решающей уравнений (3), приводит к схеме (фиг,76), в которой источнику ЭДС Ед UA/P (175) соответствует источник тока IUA/P (68) блока 7 моделирования трехфазной сети, сопротивлению RLJI (176) - проводимость YUI (69), а емкости Сг (177)-индуктивность Lr (70), причем напряжение на параллельно соединенных источнике 68 тока, индуктивности 70 и проводимости 69 дуальной схемы (фиг,7б) моделирует ток фазной обмотки А статора, а ток UA, протекающий через первичную обмотку трансформатора 71, включенную через измерительный резистор 72 параллельно решающим элементам 68-70 дуальной схемы, соответствует потокосцеплению фазной обмотки. Вторичные обмотки трансформатора 71, число которых определяется количеством источников ЭДС ед в дуальной схеме (фиг.4) модели фазной обмотки А статора, подключаются к клеммам 73-91 модели магнитной цепи статора (фиг.5). Аналогично модели фазных обмоток В и С соединены с источниками токов iUp/p (178) и (UC/P 079) модели трехфазной сети и с моделью магнитной цепи статора (фиг.5) через клеммы 86,180,89,181-196 и 191,197,194,198-213 (фиг.7б).

Посредством усилителей 92 и 93 и соединенных с их выходами инверторов 94 и 95 (фиг.7) формируются напряжения модели, соответствующие потокосцеплению д с положительным и отрицательным знаком, а также току IA фазной обмотки А статора. Причем на входы усилителей 92 и 93 поступают напряжения, измеряемые на резисторе 72 и источнике 68 тока, соответствующие потокосцеплению и току (д.

Указанные усилители и инверторы включают в цепи обратной связи резисторы 214-217.

Узел задания угловых координат включает также конденсатор 218, резисторы 219-232, диод 233, резистор 234, диод 235, резистор 236, диод 237, резисторы 238,239, диод 240, резистор 241, диод 242, резистор 243, диод 244, резисторы 245,246 (фиг. 11).

Устройство также включает клеммы 247-252 (фиг.7). Узел решения уравнений движения ротора (фиг. 14) включает также резисторы 253-265 и резисторы 266 .,267. Во входной цепи усилителей 92,93 и инверторов 94,95 (фиг.7) включены резисторы 268-271.

Кроме того, блок 6 моделирования обмоток статора включает узлы 272-274 моделей фазных обмоток (А,В,С) (фиг.1), узлы 275-277 задания потокосцеплений и токов фаз. Блок 5 управления имитатором вращения ротора включает узел 278 решения уравнений движения ротора, узел 279 задания угловых координат, узел 280 управления элементами резистивной сетки и узел 281 управления коммутатором имитации вращения ротора.

Блок 3 моделирования магнитного поля ротора включает резистивную сетку 282 и RC-сетку 283. Блок 1 имитации вращения ротора включает первый и второй коммутаторы 284 и 285.

Устройство работает следующим образом.

После настройки параметров и характеристик решающих элементов модели в соответствии с исходными данными моделирующей машины нажатием кнопки 138 (фиг.13) и клавиши Возврат (фиг.14) устройство переводится в исходное состояние, при котором триггеры 128 и 132 устанавливаются в состояние 1, а остальные триггеры - в состояние О, сбрасывается напряжение на выходе интегратора 154. В режиме пуск, реализуемом нажатием клавиши пуск (фиг.14), в модели фазных обмоток статора (фиг. 7) вводятся токи,

соответствующие / UAdt, / Uedt и / Ucdt. При этом протекающие в первичных обмотках трансформаторор.71 токи Ц-д, fy-в и соответствуют потокосцеплениям , УВ и ipc фаз, а токи вторичных обмоток (h-2,12-3. ... ly-в) потокам, сцепленным с зубцовыми контурами, представляющими собой фазные обмотки статора,На соединенных с моделью магнитной цепи статора вторичных обмотках трансформаторов 71 автоматически формируются напряжения, соответствующие фазным токам д. IB и Ic. По измеряемым на выходах усилителей 92,93, инверторов 94,95 модели обмотки статора (фиг.7) напряжениям, пропорциональным потокосцеплениям и токам фаз, в схеме моделирования электромагнитного момента и решения уравнения движения (фиг, 14) формируется напряжение, определяющее электромагнитный момент согласно выражению

тэм (VA - tft) + ic (VB - V A) +

+ IA (Vt-V&).

Далее по известным моменту нагрузки тт, моменту инерции ротора I, найденному электромагнитному моменту тэм определяется напряжение Ц.,, соответствующее уг;

ловой скорости вращения ротора сор согласно уравнению движения ротора:

(Ор у / (тэм - тт) dt.

Зависимость электромагнитного момента от скольжения S ротора как в оригинале, так и в модели имеет вид, представленный нафиг.15. Скольжение S ротора определяется в результате решения уравнения движения ротора по формируемому в модели (в процессе решения уравнения движения) электромагнитному моменту тэм, за5 данным моменту нагрузки тт и моменту инерции ротора . В начальный момент времени ротор в модели принят неподвижным, т.е. на выходе интегратора 154 (фиг.14) ЦЦ., 0. Под действием трехфазного напряже0 ния модели трехфазной сети в модели обмотки статора машины формируются напряжения, соответствующие потокосцеплениям и токам фазных обмоток при неподвижном роторе, по которым определяется

5 пусковой электромагнитный момент mn. Разность напряжений, соответствующих моментам mn и тт, поступает на вход интегратора 154, постоянная времени которого в принятом масштабе времени определяется

0 моментом инерции ротора I. В результате этого на выходе интегратора формируется напряжение 1Ц, 0 в модели имитируется вращение ротора со скоростью, соответствующей 1Ц,. Это ведет согласно фиг. 15 к

5 увеличению электромагнитного момента и еще большему увеличению скорости вращения ротора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока тэм не достигнет значения тт. В этот момент машина переходит в устано0 вившийся режим работы со скольжением SH, соответствующим по кривой на фиг.15 электромагнитному моменту, равному тт. Напряжение 1Ц-, с выхода интегратора 154 (фиг.14) поступает на вход схемы формиро5 вания напряжений, определяющих угловые координаты у элементов модели зазора (фиг. 11), при движении ротора согласно кривой зависимости составляющей угловой координаты ротора ЈМ от времени t,

0 представленной на фиг.8а, Согласно полученной для каждой проводимости зубцо- вых контуров зависимости угла уот времени t (фиг. 11) формируются проводимости элементов 28 модели зазора (фиг.5). Од5 новременно импульсы, частота следования которых пропорциональна угловой скорости вращения ротора 0)р , с выхода одновиб- ратора 104 (фиг. 11) поступают на вход схемы управления коммутатором имитатора вращения ротора (фиг. 13), в результате чего на ее выходах формируются напряжения, управляющие коммутатором имитатора вращения ротора, Указанное регулирование проводимостей элементов 28 схемы моделей зазора и коммутация в модели магнитной цепи машины приводят к имитации вращения ротора согласно фиг.8. При этом в модели обмотки ротора (фиг.З) Автоматически формируются процессы, определяющие электромагнитный момент в машине, воспроизводимый посредством схемы на фиг. 14. Притоках, протекающих через нелинейный элемент модели магнитной цепи машины (фиг.6), меньших опорного тока loni, сопротивление нелинейного элемента определяется резистором 57. При значениях тока через нелинейный элемент, превосходящих 1оп1, но меньших 10п2, один из диодов 64 и 65 (в зависимости от полярности напряжения на нелинейном элементе) запирается, в результате чего последовательно с резистором 57 включается резистор 58. Аналогично при токах, превосходящих 10п2, наряду с диодом 64 или 65 запирается также один из диодов 66 и 67 и последовательно с резисторами 57 и 58 включается резистор 59.

Формула изобретения Устройство для моделирования электромагнитных полей и процессов в асинхронных машинах, содержащее блок моделирования магнитного поля ротора, содержащий первую R- и вторую RC-сетки, блок моделирования магнитного поля статора, выполненный в виде резнегивной сетки, блок имитации вращения ротора, включающий первый и второй коммутаторы, блок управления имитатором вращения ротора, блок моделирования трехфазной сети, включающий три источника тока, блок моделирования обмоток статора и блок моделирования короткозамкнутой обмотки ротора, содержащий резисторы задания индуктивности лобового рассеивания, причем блок моделирования обмоток статора включает три узла формирования потокосцеплений и токов фаз и три узла модели фазных обмоток, выходы которых подключены к входам трех узлов формирования потоксцеплений и токов фаз, каждый узел модели фазной обмотки блока моделирования обмоток статора содержит трансформатор задания потоксцеплений, к первичной обмотке которого подключен резистор задания индуктивности лобового рассеивания, блок управления имитатором вращения ротора содержит узел решения уравнений движения ротора, узел задания угловых координат, выполненный в виде группы

генераторов пилообразных напряжений, узел управления элементами второй RC-сет- ки и узел управления коммутатором имитации вращения ротора, причем выход узл.1 5 решения уравнений движения ротора подключен к входу запуска генераторов пилообразных напряжений группы узла задания угловых координат, выходы которых соединены соответственно с управляющими вхо- 0 дзми узла управления коммутатором имитации вращения ротора и узла управления элементами второй RC-сетки, блока управления имитатором вращения ротора, первый, второй и третий выходы блока мо- 5 делирования трехфазной сети подключены к соответсвтующим входам узлов модели фазной обмотки блока моделирования обмоток статора, группа выходов узла управления элементами второй RC-сетки

0 подключена к управляющим входам второй RC-сетки блока моделирования магнитного поля ротора, группа выводов блока моделирования короткозамкнутой обмотки ротора подключена соответственно к группе входов

5 первой R-сетки, внешние граничные узлы которых подключены к входам второй RO сетки блока моделирования магнитного поля ротора, выходы которой соединены с группой информационных входов первого

0 коммутатора блока имитации вращения ротора, выходы которого подключены к группе информационных входов второго коммутатора, группа выходов которого подключена к выходным узлам резестивной сетки блока

5 моделирования магнитного поля статора, управляющие входы первого и второго коммутаторов блока имитации вращения ротора соединены с выходами узла управления коммутатором имитации вращения ротора

0 блока управления имитатором вращения ротора, от л и ч а ющееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования трехмерных магнитных полей, в блоке моделирования

5 обмоток статора в каждый узел моделей фазных обмоток введена катушка индуктивности задания активного сопротивления обмотки статора, выводы которой соединены с выводами источника тока блока моделиро0 вания трехфазной цепи, выводы вторичных обмоток трансформатора задания потокосцеплений подключены к центральным узлам резистивной сетки блока моделирования магнитного поля статора, в блок моделиро5 вания короткозамкнутой обмотки ротора введены две катушки индуктивности, группа разделительных трансформаторов, группы ключей, соединенных по мостовой схеме, и генератор прямоугольных импуль- сов, прямой и обратный выходы которого

подключены соответственно к управляющим входам ключей, расположенных в попарно противоположных плечах соответствующих мостовых схем, первые диагонапервым выводам катушек индуктивности и резисторов и к внутренним узлам первой R-сетки блока моделирования магнитного поля ротора, вторые выводы катушек индукли которых подключены к выводам 5 тивности блока моделирования короткозам- соответствующих разделительных транс- кнутой обмотки ротора подключены к форматоров группы, а вторые диагонали - к вторым выводам резисторов.

первым выводам катушек индуктивности и резисторов и к внутренним узлам первой R-сетки блока моделирования магнитного поля ротора, вторые выводы катушек индук

Изобретение относится к аналоговому моделированию, в частности к моделированию электрических систем и устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования трехмерных магнитных полей. Для этого в блоке моделирования обмоток статора в каждый узел моделей фазных обмоток введена катушка индуктивности задания активного сопротивления обмотки статора, в блок моделирования короткозамкнутой обмотки ротора введены две катушки индуктивности, группа разделительных трансформаторов, группы ключей, соединенных по мостовой схеме, источник входного напряжения и генератор прямоугольных импульсов, 15 ил.

Фие 1

5

5

-О

т

1

О

D

Фаза С

AZВXС

Јпг tit-iu lai-ir Uw tv vj Ivt-vi: ii/Ji-Mi lm-я Ux-i

Рамв Раза А

li U

II J

$

Ц -€й

e

%2.ti

19

О

57

73 7й 75 7S 7778 79 8081 82 8386- 83 8687 88 8990 91

а.

Риг 6

f5TVJSO W2

86 1808918118203 18 185186 187188189 130 t9f192ffl№ Я5ЯЬ f f tt t -ft f -

Ve.,-4 B,iB

1WWtJUK

191 Iff № 19819S200 201702203 № 205206 707208 209 /02/ffl 2/3

t . f it Ф M ti ft f f

О-177 17S

жл

Л5

Иг

f7J

f J

178

Ve.,-4 B,iB

t

/7/Й

C)

Vc, - №, fc

150

фиг 7

Г

252

173

iS( %

hfin

611

X 8B

66

(

in

96

9/1

&T

tfin

tf

96

9B

n

91/

001

10)

1ЮС891

а)

i

L J

j

EH

l I

Фиг. fO

2S i5 OS 6 W S Л С Нг

ц-гпф

. . 8U

Z//- -vwv Ј

ты

т

5//

У

rf S «

сэ-КЭMSNsf

777

P-J/7

lfrOC89l

т

о п

СО СО

щ

rv

- .... i

/7)эм(яолг

тзп--тт

(bus. 15