1
Изобретение относится к электрической вычислительной аппаратуре.
Известно моделирующее устройство для определения статических и динамических характеристик синхронных машин, содержащее аналоговый вычислительный блок, модель магнитного поля машины, анализаторы потокосцепления обмоток статора, источники тока и блоки управления источниками тока.
Предлагаемое устройство отличается тем, что для повышения точности исследований и упрощения схемы, оно содержит две группы трансформаторов, вторичные обмотки которых подключены в соответствии с шагом обмотки ко входам модели магнитного поля машины, а первичные обмотки каждой группы соединены последовательно и подключены к аналоговому вычислительному блоку, один из входов и один из выходов которого подключены к модели магнитного поля машины возбуждения.
Цель изобретения - создание технически простого устройства, позволяющего определять и исследовать статические и динамические характеристики синхронных машнн на стадии их проектирования при относительно точном воспроизведении распределения намагничивающих сил и магнитного поля реальной машины.
На фиг. 1 приведена блок-схема моделирующего устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема модели магнитного поля; на фиг. 3-схема соединения трансформаторов, 5 моделирующих обмотку статора; на фиг. 4 - принципиальная схема аналогового вычислительного блока.
Моделирующее устройство имеет электрическую модель магнитного поля 1 (фиг. 1) и
0 аналоговый вычислительный блок 2. Модель магнитного поля соединена с аналоговым вычислительным блоком как непосредственно - для задания намагничивающей силы и измерения потокосцепления обмотки возбуждения,
5 так и через две группы трансформаторов 3 и 4, воспроизводящих обмотку статора по осям d и q.
Модель 1 выполнена из сетки активных линейных сопротивлений 5-11 (фиг. 2), воспроизводящих зазор, межполюсное и пазовые пространства, и нелинейных сопротивлений 12-21, воспроизводящих сердечники статора и ротора машины. Нелинейные сопротивления представляют собой двухполюсники, включающие транзисторы, активные сопротивления и источники опорных напряжений.
Использование транзисторов вместо применяемых в подобных схемах диодов позволяет получить высокоомный выход источников
0 опорных напряжений, что в свою очередь су3щественно облегчает задачу стабилизации опорных напряжений и уменьшает мощность источников. Демпферная система в модели воспроизводится конденсаторами, соответствующими5 демпферным стержням и участкам короткозамыкающих .колец. В связи с тем, что модель питается переменным током, конденсаторы, как и нелинейные сопротивления модели, включены в диагонали выпрямительныхю мостов, в плечи которых в случае использования конденсаторов вводят транзисторные обратимые ключи, а в случае использования нелинейных сопротивлении-диоды. 1 руппы трансформаторов 3 и 4, моделирую-15 щих обмотку статора в осях d q, состоят из одинаковых трансформаторов 22-28; 2933; 34-39 (фиг 3) с коэффициентом трансформации К трансформаторов 40-45; 4651 с коэффициентом трансформации 2К с20 возможно малыми значениями активного сопротивления, рассеяния обмоток и намагничиваюпхего тока Первичные обмотки трансформаторов включены согласно схеме соединения катушек, об-25 разующих фазу, вторичные - в соответствии с шагом обмотки машины подведены к соответствующим точкам модели магнитного поля; для рассматриваемого примера - к точкам 52, 77; 53, 78; 62, 87; 69, 76. Трансформаторызо 40-45, 46-51 дают возможность рассматривать процессы исследуемой машины в осях d и q, т. е. создать условия для задания намагничивающих сил и измерения потокосцеплений на модели в осях cf и по двухфазной и трех-35 фазной схемам соединения обмотки статора при неподвижном роторе. Вследствие использования трансформаторов для моделирования обмоток машин модель 1 питается от источников неременного тока.40 Для связи модели с аналоговым вычислительным блоком 2 необходимо преобразование переменных напряжений, измеряемых на модели, в постоянные напряжения, и наоборот, преобразование постоянных напряжений, из-45 меряемых на блоке 2, в переменные. В связи с этим принята прямоугольная форма питающего модель тока, как наиболее удобная. Аналоговый вычислительный блок 2 решает дифференциальные уравнения электрического50 равновесия синхронной машины, нагруженной на автономную индуктивно-активную нагрузку. Измеряемые на выходах интеграторов 88, 89 (фиг. 4) постоянные напряжения, соответствующие напряжениям55 / I vг у т ,УЛ d) ц)ф X I XI цепей обмотки статора оригинала, преобразу-60 ются с помощью электронных .ключей 90-93, инверторов 94, 95 и сумматоров 96, 97 в переменные напряжения и подаются .на последова4тельно соединенные с сопротивлениями 98- 101 первичные обмотки трансформаторов 22- 27, 40-45, 46-51, 28-33, 34-39. Напряжение, измеряемое на выходе интегратора 102, которое соответствует напряжению (.Tf обмотки возбуждения машины, также преобразуется посредством электронных ключей юз, 104, инвертора 105, сумматора 106 в переменное напряжение и подается через сопротивления 107, 108 на клеммы 109, МО модели магнитного поля. В приведенных обозначе со - круговая частота; ф, ,. }потокосцепления обмоток статора и ротора, измеряемые на модели магнитного ноля; „ ,, - /.-индуктивные сопротивления оомоток статора и ротора, определяе ьш с учетом отличия полей рассеяния ориi- a и модели; Х„ - индуктивное сопротив ™ нагрузки машины; 1а, /д, //-токи оомоток статора и ротора. Последовательно включенные в цепи первичных обмоток трансформаторов сопротивле воспроизводят индуктивные соиротивления Х,, соответственно в осях а и машины, а сопротивления 107, - индуктивное сопротивление рассеяния Xj. Переменные напряжения на сопротивлениях 98, 100, 107, в цепях которых протекают токи /ь /2,/з, пропорциональпые токам Iq, /d, // машины, с помощью двухполупериодных выпрямителей, включающих инверторы 111 -116, сумматоры 117-119, диоды 120-123, ключи 124, 125, преобразуются в постоянные напряжения, измеряемые на выходах су.мматоров 117-119. Электронные обратимые ключи 124, 125 используются вместо диодов для исключения неустойчивости модели в режи.мах при малых токах /d. Обратимые электронные ключи 124, 125, а также электронные ключи 90-93; 103-104, подключены к клеммам 126-131 вторичных обмоток трансформатора 33, первичная обмотка которого соединена с источником переменного тока, Предмет изобретения Моделируюшее устройство для определения статических и динамических характеристик синхронных машин, содержащее аналоговый вычислительный блок и модель магнитного поля машины, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследований и упрощения устройства, оно содерл ит две группы трансформаторов, вторичные обмотки которых подключены в соответствии с шагом обмотки ко входам модели магнитного поля машины, а первичные обмотки каждой группы трансформаторов соединены последовательно и подключены к аналоговому вычислительному блоку, один из входов и один из выходов которого подключепы к модели магнитного поля машины возбуждения.
E -zir; - - f- } .™-. 1 Г в в 1 я- Г I- Г 1I UnjU иТЬ-Г у иГиГу ч / /Н / ( 9f у ЛА f /i/ У 4f7 I I / / . / J длХ. -i;/ --/--V---- .3
(
. П
