Предлагаемое устройство относится к области электрического моделирования элементов электрических систем.
Известные устройства содержат блок управления, усилители, стабилитрон, фильтр, RCцепочку, измерительный блок и электромеханический интегратор. Известные устройства позволяют решать очень узкий класс задач.
Предлагаемое устройство отличается тем, что с целью исследования работы реактора в стационарных и переходных режимах в нем выход усилителя с обратной связью по напряжению соединен через фильтр, параллельно которому включена последовательная цепочка из встречно включенных стабилитронов, и дополнительный усилитель соединен с интегрирующей RC-цепочкой, образуя блок «следящей конденсатор RC-цепочки через потенциометр соединен с входом усилителя с обратной связью по току, выход которого соединен через резистор со входом усилителя с обратной связью по напряжению, а блок управления содержит датчик ферродинамического типа, соединенный через измерительный блок и усилитель с источником опорного напряжения и через Выпрямительный мост - с сетью переменного тока, выход датчика, связанный с усилителем с обратной связью по току, через усилитель подключен к управляющей обмотке электромеханического интегратора.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства для моделирования управляемого реактора.
Напряжение сети через делитель / подается на вход усилителя 2, охваченного глубокой отрицательной обратной связью по напряжению, так что выходное напряжение усилителя 2 непрерывно совпадает по фазе с напряжением сети. С помощью стабилитронов 3 выходное напрял ение ограничивается и далее пропускается через резонансный фильтр , чтобы выделить первую гармонику напряжения из поступающих трапецеидальных импульсов. Получаемое синусоидальное напрялсение совпадает по фазе с напряжением сети и неизменно по величине в широком диапазоне изменения сетевого напряжения.
Через дополнительный усилитель 5 стабилизированное напряжение подается на потенциометр 6, являющийся выходом устройства «следящей фазы. Фазосдвигающая резистивгно-емкостная цепочка 7 обеспечивает поворот фазы этого напряжения на 90° относительно напряжения сети. ,С потенциометра 5 напряжение поступает на вход усилителя мощности 5, охваченного глубокой отрицательной обратной связью по току. Следовательно, выходной ток усилителя мощности зависит только от входного сигнала и имеет лишь реактивную
входного сигнала, состоит из измерительного, преобразовательного, интегрирующего и усилительных элементов.
Величина, пропорциональная отклонению напрялсения, формируется в измерительном элементе, в котором напрялсение сети, проходя через трансформатор 9 и выпрямительный мост 10, суммируется с опорным напряжением, снимаемым с потенциометра 11. Сумма этих напряжений через усилительный элемент 12 прикладывается к нижней рамке датчика 13, являющегося преобразовательным элементом. Вход усилительного элемента 12 щунтируется диодом 14 в соответствии с характеристиками регулирования. Рамка датчика 13 также щунтируется диодами 15 при достижении предельного значения отклонения напряжения. Ток в обмотке возбуждения регулируется сопротивлением 16.
Датчик ферродинамического типа содержит индукционный преобразователь {верхняя система), поворотная рамка которого механически связана с нижней ваттметровой системой. Для получения различных коэффициентов усиления ток в обмотке возбуждения ваттметровой системы регулируется с помощью потенциометра 17. Последовательно с обмоткой возбуждения индукционного преобразователя включается конденсатор для того, чтобы получить напряжение, наводимое в верхней рамке датчика, совпадающее но фазе (или находящееся в противофазе) с напряжением на потенциометре 6. В датчике предусматриваются также механические упоры, ограничивающие ход рамки в заданных пределах.
Следовательно, при отклонении напряжения в сети от номинального в рамке индукционного преобразователя наводится э.д.с., пропорциональная этому отклонению. Эта э.д.с. распределяется .на потенциометре 17, с которого снимается часть напряжения, определяемая предельным током подмагничивания реактора. Указанная доля э.д.с., суммируясь с входным сигналом усилителя мощности 8, подается на вход усилителя 18, управляющего работой электромеханического интегратора 19. Последний перемещает подвижный контакт потенциометра 6, изменяя таким образом величину входного сигнала усилителя мощности 8. Одновременно это напряжение компенсирует установленную долю э.д.с., снимаемую с потенциометра 17, поэтому
U K(l&t-fJ)dt,
где К - коэффициент пропорциональности, и - напряжение на входе усилителя
мощности 8,
1м - установленная доля э.д.с. /Д, пропорциональная отклонению, напрялсения в сети ДУс,
Дифференцируя это уравнение, получим 1 dU .,.
что является уравнением устойчивого апериодического звена первого порядка. Изменяя коэффициент пропорциональности, можно моделировагь различные постоянные времени управляемого реактора. Установка необходимой величины постоянной времени достигается изменением тока в электромагните интегратора с помощью реостата 20.
Работа модели происходит следующим образом.
На лицевую панель устройства выведены ручки потенциометров: 11, 16 и 17, с помощью которых устанавливаются заданное номинальное напряжение в сети, коэффициент усиления по отклонению напряжения и кратность
регулирования реактора. Имеется также щтеккерный переключатель для задания требуемой постоянной времени. После установки указанных параметров устройство подключается к модели сети с помощью тумбле5 ра21.
В случае, если напряжение в сети выще номинального, в рамке индукционного преобразователя наводится э.д.с., под действием которой интегратор 19 начинает перемещать
0 подвижный контакт потенциометра 6, увеличивая напряжения на входе усилителя мощности 8. Реактивная мощность, поглощаемая устройством из сети, возрастает, что приводит к снижению напряжения.
Если напряжение в сети упало ниже номинального, э.д.с. на рамке индукционного преобразователя становится равной нулю. Через соответствующий промежуток времени входное напряжение усилителя мощности 8 так0 доводится до нуля, и реактивная . мощность, потребляемая на сети, оказывается равной лищь потерям в трансформаторе 9, питающем выпрямительный мост и определяющем потери холостого хода управляемого реактора. Снижение нагрузки реактора вызывает повышение уровня напряжевия в сети.
Электромеханический интегратор 19 может быть остановлен тумблером 22. Таким образом может быть остановлен и продолжен с
0 того же момента переходный процесс, происходящий в обмотках реактора, что удобно для его наблюдения и регистрации.
При окончании переходных процессов, когда сигнал на входе усилителя 18 равен нулю, отпадают контакты поляризованного реле 23, включающие сигнальную лампочку 24.
Предмет изобретения
Устройство для моделирования управляемого реактора, содержащее блок управления, усилители, стабилитроны, фильтр, RC-цепочку, измерительный блок и электромеханический интегратор, отличающееся тем, что, с
целью исследования работы реактора в стационарных и нереходных режимах, в нем выход усилителя с обратной связью по нанряжению соединен через фильтр, параллельно которому включена носледовательная цеиочка из встречно включенных стабилитронов, и донолнительный усилитель соединен с интегрирующей RC-цепочкой, образуя блок «следящей конденсатор RC-цепочки через нотенциометр соединен со входом усилителя с обратной связью по току, выход которого
соединен через резистор со входом усилителя с обратной связью ио иаиряжению, а блок уиравления содержит датчик ферродинамнческого тниа, соединенный через измерительный блок и усилитель с источником онорного напряжения и через выпрямительный мосТ-с сетью переменного тока, выход датчика, связанный с усилителем с обратной связью по току, через усилитель подключен к управляющей обмотке электромеханического интегратора.
-folpit- пш: -.
