УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ СИНХРОННОГОГЕНЕРАТОРА Советский патент 1969 года по МПК G06G7/63 

Изобретение относится к области моделирования энергосистем.

Известно устройство для моделирования синхронного генератора, содержащее генератор имлульсов, имоульсный модулятор, ключевые схемы, катодные повторители, операционные усилители и усилитель мощности, к выходу которого подключена катушка индуктивности.

Однако такое устройство недостаточно точно и имеет сложную электрическую схему.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем первый катодный повторитель подключен ко входу ключевой схемы, на другие два входа .которой подключены выходы генератора прямоугольных импульсов, а выход ключевой схемы через делитель напряжения соединен со входом усилителя преобразователя мощности, к выходу которого подключены последовательно соединенные сглаживающий фильтр и катодный повторитель.

Это упрощает устройство и повышает его точность.

На чертеже показана схема устройства для моделирования.

Оно содержит инвертирующий усилитель /, интегрирующий усилитель 2, первый катодный повторитель 3, генератор прямоугольных и треугольных импульсов 4, импульсный модулятор 5, функциональный преобразователь

6, усилитель мощности 7, катугику индуктивности 8, преобразователь мощности 9, сглалсивающий фильтр 10, второй катодный повторитель 11, усилитель 12 преобразователя мощности, делители напряжения 13, 14, переменное сопротивление 15.

Генератор 4 состоит из интегратора, триггера, ключевых схем и катодных повторителей. На выходе интегратора генератора 4 получаются треугольные импульсы, используемые далее для получения синусоидального напряжения, на выходе первого катодного повторителя генератора 4 - прямоугольные

импульсы, а на выходе второго катодного повторителя генератора 4 - прямоугольные имиульсгз, находящиеся в противофазе с импульсами на выходе первого катодного повторителя.

Генератор 4 работает как компаратор, и момент перелома пплы на выходе интеграто,ра генератора 4 совпадает с моментом изменения полярности напряжения на выходе первого катодного повторителя генератора. Поэтому треугольные импульсы на выходе интегратора и прямоугольные импульсы на выходе первого катодного повторителя сдвинуты относительно друг друга по фазе на 90°. Фазовый сдвиг этих импульсов, равный 90°,

Для управления частотой генератора 4 использован модулятор 5 на двенадцати диодах. На два входа .модулятора 5 включены два напряжения с противоположными знаками, пропорциональные скольжению синхронного генератора, два других входа соединены с выходами генератора 4, а его выход подключен ко входу интегратора генератора 4.

При таком включении изменение частоты генератора 4, связанное с изменением напряжения на входах импульсного модулятора, прямо пропорционально величине скольжения модулируемого синхронного генератора.

С помощью разнополярных прямоугольных имлульсов, поступающих в ключевую схему с выходов генератора 4, из входного синусоидального напряжения U , поступающего па вход ключевой схемы, вырезаются участки, по длительности равные лоловине периода прямоугольных импульсов. Если полученкое напряжение на выходе усилителя преобразователя -мощности сгладить или отфильтровать переменную слагающую, то полученная величина оказывается иропорциональной мощности синхронного генератора.

Для регулировки величины X при переходе от одних параметров синхронного генератора к другим использовано сопротивление 15 в обратной связи усилителя 12, а для установки величины const, которая определяется из векторной диаграммы синхронной мащины, использован делитель напряжения 13, подключенный к .ключевой схеме. Делитель напряжения 13 для удобства регулировки величины Е может быть сдвоен с делителем напряжения 14 на входе усилителя мощности 7.

Для наблюдения и регистрации напряжения, пропорционального мощности синхронного генератора, выход усилителя 12 .подключен к последовательно соединенным сглаживающему фильтру 10 и катодному повторителю 11.

Преобразователь мощности 9 в устройстве для моделирования синхронного генератора используется для получения напряжения, пропорционального скольжению S синхронного генератора. Так как величина скольжения получается -путем интегрирования выходного напряжения преобразователя мощности, то для получения скольжения не требуется предварительной фильтрации выходного напряжения усилителя преобразователя мощности, поскольку интегратор одновременно выполняет роль сглаживающего фильтра.

Фазовый сдвиг между треугольными и прямоугольными импульсами генератора 4 не за висит от частоты, поэтому преобразователь мощности 9 не имеет каких-либо дополнительных погрещностей при использовании иатурального масщтаба времени т 1 и натуральной частоты 50 гц.

нецную на полупроводниковых диодах с помощью кусочно-линейной аппроксимации, и операционный усилитель. Вместо функционального преобразователя может быть использован -полосовой фильтр.

Выход преобразователя 6 через делитель напряжения 14 подключен на вход усилителя мощности 7, который выполнен как трехкаскадный усилитель с двухтактным трансформаторным выходом и глубокой обратной связью по напряжению.

Выход усилителя мощности 7 подключен к катушке индуктивности 8, служащей для воспроизведения величины переходного сопротивления А

моделируемого синхронного генератора. Выход катущки индуктивности 8 является точкой связи устройства для моделирования синхронного генератора с моделью

внещней сети, которая воспроизводится с помощью сетевых элементов расчетной статической модели переменного тока. В этой точке получается напряжение Uj., пропорциональное напряжению на зажимах синхронного генератора.

Выход устройства подключен ко входу катодного повторителя 3, который использован для уменьшения отбора мощности в схему преобразователя 9.

Преобразователь 9 содержит усилитель 12, ключевую схему, состоящую из шести диодов и двух сопротивлений, регулировочные сопротивления 13, 15 и постоянное сопротивление. На вход ключевой схемы преобразователя 9

через катодный повторитель 3 включено выходное напряжение устройства, т. е. напряжение модели /г , пропорциональное напряжению на зажимах синхронного генератора. Первый управляющий вход ключевой схемы

преобразователя 9 подключен к выходу первого катодного повторителя генератора 4, а второй управляющий вход ключевой схемы преобразователя мощности подключен к выходу второго катодного повторителя генератора.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования синхронного.

генератора, содержащее генератор импульсов, импульсный модулятор, ключевые схемы, катодные повторители, операционные усилители и усилитель мощности, к выходу которого подключена катушка ипдуктивности, отличаю-.

щееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности вычислений, в нем первый катодный повторитель подключен ко входу ключевой схемы, на другие два входа которой подключены выходы генератора прямоугольных импульсов, а выход ключевой схемы через делитель напряжения соединен со входом усилителя преобразователя мощности, к выходу которого подключены последовательно соединенные сглаживающий фильтр и

ru