Изобретение относится к области моделирования систем регулирования, а именно к устройствам для моделирования схем фазового компаундировании синхронных машин.
Известные устройства для моделнровання схем фазового компаундирования синхронных машин не иозволяют получить универсальной модели существуюпдих типов схем компаундирования синхронных машин (трехобмоточный трансформатор двойного питания с дросселем, трехобмоточный трансформатор двойного нитания, дроссель с трансформатором тока, трансформатор нанряжения с дросселем и трансформатор тока). Практически приходится выполнять макеты каждой из разновидностей схем, проводить их доводку и лишь затем сравпение и выбор рациональной системы. Все это связано с большой затратой времени.
Цель настоящего изобретения - создание уннверсальной физической модели систем фазового компауидированпя для повышения точности расчетов, сокращения времени и материальных затрат на проектироваиие рацпональиой системы фазового компауидирования синхронной машины.
Указанная цель достигается тем, что Б качестве модели применены три однофазных трансформатора с пятью разделенными на две части обмотками, первая из которых подключена к каналу тска в виде автотрансформатора, фазорегулятора п регулируемых сопротивлений, вторая - к капалу иапряжепия, выполненного па основе автотрансформатора, регулируемых сопротивлений и емкостей, третья обмотка подключена к каналу подмагничивания в виде регулируемого источппка постоянного напряжения, четвертая - к цепи нагрузки в внде регулируемых пндуктивности и сопротивления через двухполуиерподный выпрямитель. а пятая - к измерительной цепи.
На чертеже представлеиа ирпнципиальпая электрическая схема предложенного устройства.
Устройство позволяет:
1)набрать на коммутационном поле ряд схем фазового компаундирования (схемы с
трехобмоточпым трансформатором двойного питания и дросселями, схемы с трехобмоточным трансформатором двойного питания и конденсаторами, схемы с двухобмоточным трансформатором двойного питания, схемы с
электрическим сложением каиалов напряжения и тока; дроссель п трансформатор тока или траисформатор напряжения и трансформатор тока); 3) получить статические и динамические х рактеристики указаиных схем. По данным, полученным на моделн и зада ным технико-экономическим требования имея связи обобндеиных неременных с ко структивными нараметрамн, можно выбра рациональную систему возбуждення. Подобие схем фазового комнаундировани онределяется следующими обобщеииыми и ременными: а) схемы с трехобмоточным трансформат ром двойного иитаиия и дросселями: . 2/ v u)t; RI Sml-f, ,,, IifWffR, Wi . y-s. u)L(, V : 27; ги„//- ;. : . /y 2 Ri,R,t,nH,w, H v,,wlR,, б)схемы с трехобмоточным трансформат ром двойного питаиия и коиденсатором-т ми же, но вместо Х - неременная Х -J 2 „ в)схемы с дв;ухобмоточным трансформато ром двойного нитания „ . л . „ ,,,a, и - uii, - о f -; б;н й ,, к R,- l,nHi, f/; да. „ Л« , « - /7 г;л7 г)схемы с дросселем и трансформаторо тока: теми же, ио добавляется V . - КГ д)схемы с трансформатором иаиряжеии дросселем и трансформатором тока - тем же, что в и. «г, но добавляется /г - 1 - гдеО),,ш-линейное напряжение его угловая частота; / - время; Ш, W2, Wffj w -число витков обмото нервичной, нагрузочной токовой и нодмагничц вания компаундирую щих трансформаторов; /А, Ф - действующее значени тока в токовой обмотк и его фазовый угол отиосительио нанряжения L, Ro - индуктивность обмотки возбуждения и ее активное соиротивление; RI, Кп - активные сопротивления первичной, нагрузочной и иодмагничивающей обмоток; 5,„, /да-сечение и средняя дли-иа силовой линии магнитонровода;Lg, (С)-индуктивность(емкость) компаундирующих соиротивлений; а,.; /Yj- базисные значения магнитной ироницаемости и напряженности ноля. Подобие кривых намагничмвания для различных марок сталей и конфигураций магнитоироводов сердечников обеспечивается подбором базисных значений магнитной проиицаемости и нанряженности магнитиого поля материала оригииала, при котором обеспечивается совпадение относительных кривых намагничивания модели и оригинала в рабочей зоне. На основанни теории нодобия любая конкретная схема фазового ко.мпаундирования характеризуется оиределенной совокупностью числеииых зиачений приведенных обобщенных переменных. Универсальная физическая модель позволяет получать комбинации численных значений вышеприведенных обобщенных переменных. Устройство для моделирования состоит из модели обобщенного кОлМнаундирующею трансформатора 1, трех источников питания (источник канала тока 2, канала напряжения 3, каиала иодмагничивания 4}, выирямителя цени возбуждеиия 5, цени возбуждения 6, набора дросселей 7, конденсаторов 8, измерительных приборов, пунктов и необходимого количества штенсельиых соединений для набора нужной схемы и производства необходимых измерений. Модель обобщенного трансформатора выиолняется из трех однофазных трансформаторов с раздвоенной обмоткой. На каждо.м трансформаторе пять обмоток, токовая 9, напряжения 10, нагрузочная 11, иодмагничивания 12, измерительная 13. Обмоткн 10 и 11 выполняются секцноиированными. Канал тока включает в себя фазорегулятор 14, автотрансформатор 15, токовые обмотки Р, регулируемые сопротивления 16. Канал напряжения состоит из автотрансформатора 17, обмотки 10, регулируемых соиротивлений 7, регулируемых емкостей 8. В зависимости от схемы можно включить обмотку 11 или 10 и 11 иоследовательно.
Канал подмагнкчивания состоит из регулируемого источника иостоянного напряжения 4 и обмоток подмагннчивания, включаемых последовательно или параллельно.
Выпрямитель 5 собирается по трехфазной мостовой схеме, цепь возбуждения включает в себя регулируемое сопротивление с малым температуриым коэффициентом и регулируемую индуктивность.
Универсальная физическая модель иозволяет получать комбинацпп чпслепных значснпй обобщенных переменных в широких пределах для указанных разновидностей схем фазового компауидпрованпя с иодмагннчиваппем пли без него, иричем вариация обобщенных иеремекиых обеспечпвается путем измеиеиия легко изменяемых и легкоизмеряемых параметров модели и входных велпчин иапряжений и токов. Указанные операции можно свести к следующей таблице:
Обобщенные перемеппые R и R , не являются определяющими и могут быть учтены в случае необходимости путем определенной коррекции величины U.. Используя результаты, полученные на модели, можно рещать следующие задачи проектирования систем фазового комнаундирования: 1)получить статистические и динамические характеристики компаундирующих устройств, выполненных по указанным схемам при выполнении трансформаторов из разлнчных марок сталей и при различных конфигурациях сердечников; 2)ио заданным статистическим и динамическим характеристикам синхронных мащии производить определение конструктивных параметров их схем регулирования с фазовым компаундированием; 3)производить оптимизацию устройств комиаундирования до окончательного определения конструктивных параметров по одному или нескольким из следующих критериев: минимума веса железа, меди, общего веса, стоимости, мощности коррекции (в случае необходимости), условий самовозбуждения (в случае необходимости), дииамическим характеристикам. Для рещения первой задачи по выражениям для обобщенных переменных иодсчитываются их численные значения, устанавливаются (ио таблице) соответствующие им параметры модели и снимаются требуемые статистические и динамические характеристики. Для рещения второй задачи по заданным техническпм требованиям выбнрается ряд удовлетворяющих им комбинаций обобщенных неремеипых, которые позволяют определить конструктивные параметры схемы компаундирования. Для решения третьей задачи из выражений для обобщенных переменных получают соотношения объемов, весов меди и железа. Подставляя в эти соотношення варианты комбинаций обобщенных иеременпых различных схем, можно определить наилучщпй вариант ио весу, объему, мощности коррекции, стоимости и т. п. Предмет изобретения Устройство для моделирования схем фазового комиаундирования синхронных машин, отличающееся тем, что, с целью ускорения и повышения точиости анализа, а также расширения диаиазона тииов моделируемых схем, в качестве модели примеиены три однофазных трансформатора с пятью разделенными на две части обмотками, первая из которых подключена к каналу тока в виде автотрансформатора, фазорегулятора и регулируемых сопротивлений, вторая - к каналу напряжения, выполненного на основе автотрансформатора, регулируемых соиротнвлений и емкостей, третья обмотка подключена к каналу нодмагничивания в виде регулируемого источника постоянного напряжения, четвертая - к цепи нагрузки в виде регулируемых индуктивности и сопротивления через двухполупериодный выпрямитель, а пятая -к измерительной цепи.
