УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/63 

Изобретение относится к области моделиропания электрических систем и предназначено для моделирования асинхронной нагрузки при расчетах токов короткого замыкания в таких системах.

Известна модель асинхронного двигателя, в котором обмотка ротора двигателя моделируется электрическими цепями из последовательно соединенных резистора и конденсатора, подключенных параллельно резистору, моделирующему сопротивление взаимоиндукции статорных и роторных обмоток, соединенному с пулевой шиной, а через другой резистор и LC-фильтр, моделирующие сопротивление рассеяния статора и его активное сопротивление,-с электрическими цепями, моделирующим внешнюю сеть. Известное устройст130 моделирует асинхронный двигатель только в одном режиме - режиме холостого хода, когда скольжение двигателя можно равным пулю. Основным же режимом работы двигателя является нагрузочный, ири котором скольжение двигателя не равно пулю. Но на известном устройстве такие режимы работы д зигателя смоделировать нельзя, так как роторная обмотка пагруженного двигателя не моделируется электрическими цепями из последовательно соедипен 1ых резисторов i конденсаторов.

В этом случае результаты моделирования всегда будут содержать погрешность, так как ток подпитки от асинхронных двигателей на холостом ходу при корот ом замыкании в системе всегда больше, чем ток подпитки от нагруже пых двигателей. Автоматическая защита электрической системы, спроектированная по результатам таких расчетов, может оказаться неработоспособной.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем модель роторной обмотки выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора, катушки индуктивпостей, двух резисторов и источника э.д-с., причем электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и источника э. д. с. модели роторной обмотки и первого резистора, подключена параллельно резистору одного контура модели статорной обмотки, а электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора модели роторной обмотки и второго резистора, подключена параллельно резистору другого контура модели статорной обмотки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Статорные обмотки моделируются двумя электрическими контурами, каждый из которых содержит источник э.д.с. (/ или .2), LCфильтр (3 или 4), моделирующий активное сопротивление статора Ьф Га резистор (5 или 6), моделирующий индуктивное сопротивление рассеяния статора и резистор (7 или 8), соединенный с нулевой шиной и моделирующий сопротивление взаимной индукции статорных и роторных контуров двигателя 8 т- Для моделирования роторной обмотки двигателя в предложенном устройстве используется электрический контур, содержащий источник э.д.с. 9, (э.д.с. которого пропорциональна току этого контура Ug , где г г - активное сопротивление роторной обмотки двигателя; 5д -скольжение ротора двигателя; (в - ток электрического контура), резисторы 10 и //, , индуктивное равные отношению сопротивление 12, равное денсатор 13 с емкостным сопротивлением С,з - Электрическая цепь контура из резистора 10 и источника э.д.с. 9 через резистор 14, моделирующий индуктивное сопротивление рассеяния роторной обмотки двигателя бг , подключена параллельно резистору 7, а конденсатор 13 через резистор 11, также моделирующий сопротивление двигателя ., подключен параллельно резистору 8. Источники э.д.с. 1 н 2 U(t) и Uz(t), включаемые в электрические контуры, моделирующие статорные обмотки двигателя, формируются на АВМ по формулам: ,(0 -f/osin(Qo-fo) + + (Оо-Фо ); со - ( QO- фо ) + /oCOs /+(Qo- Фо), где; Qo фо -Г Й1 Uu - амплитуда фазного напряжения на зажимах двигателя. Переходные процессы в контуре электрической цепи, образованном из последовательно соединенных источника напряй ения 1, tLCфильтра 3 и активных резисторов 5 и 7, аналогичны процессам в статорном контуре двигателя по оси of. Процессы в контуре, состожцем из источника напряжения 2 /,С-фильтра 4 и активных резисторов 6 и 8, аналогичны процессам в статорном контуре двигателя по оси q. контуре двигателя по оси d, а процессы в контуре, образованном из активных резисторов 5, 14 и конденсатора 13 - процессам в роторном контуре двигателя по оси q. Контур электрической цепи, включаюищй активные резисторы 10 и 11, индуктивное сопротивление 12, конденсатор 13 и источник э.д.с. 9, является вспомогательным контуром э.д.с. источника 9, пропорциональная току этого контура, формируется при помощи двух операционных усилителей (инвертора и сумматора) как удвоенное падение напряжения на резисторе 11. К выходу сумматора подключается резистор 10. Модель асинхронного двигателя предназначена для исследования переходных электромагннтных процессов при симметричных к. з. на зажимах двигателя или в электрической системе, в которую он входит. В последнем случае источники / и 2 модели асинхронного двигателя подключаются к модели всей системы в соответствии с действительным расположением двигателя в электроэнергетических (ЭЭС) системах, а напряжения f/i() и (Jz(t) по осям (/ и q включаются в точках, соответствующих точке к.з. в ЭЭС. Модель асинхронного двигателя может быть использована и при исследовании электромагнитных переходных процессов, вызвамных несимметричными к.з. Для этого необходимо использовать известный метод приведения к.з. трехфазному к.з. Например, при учете только основной гармонической тока двухфазное к.з. можно рассматривать как трехфазное к.з. асинхронного двигателя, перед которым включено его полное сопротивление обратной последовательности 2 Г2+Д2; чтобы учесть это при моделировании двухфазного к.з., необходимо в модели двигателя вместо резисторов 5, 6 и LCфильтров 3, 4 с параметрами R X,- , L ввести сопротивления н LC/-. фильтры с параметрами R Xi - -Х2-, , +Г2. Аналогично моделируются и другие виды несимметричных к.з. Г1 р е д м е т и з о б р е т е н и я Устройство для моделирования асинхронного двигателя, содержащее модели статорных обмоток, каждая из которых выполнена в виде контура из последовательно соединенных источника э.д.с., LC-фильтра и двух резисторов, модели роторных обмоток и резисторы, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем модель роторной обмотки выполнена в виде последоваиндуктивиостей, двух резисторов и источника Э.Д.С., причем электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и источника э.д.с. модели роторной обмотки и первого резистора, подключена параллельно резистору одного контура модели статорной

обмотки, а электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора модели роторной обмотки и второго резистора, подключена параллельно резистору другого контура модели статорной обмотки.

JА

и