Устройство для моделирования синхронного генератора Советский патент 1976 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к области электрического моделирования и предназначено для преобразования подводимых к устройству переменных с частотой 5U Гц тока и напряжения, пропорциональных соответственно току и напряжению статора генератора, в напряжение выхода, пропорциональное току возбуждения генератора, и может быть использовано в системах автоматики и релейной защиты генераторов. Известно устройство для моделирования синхронного генератора, содержащее трансформатор напряжения, входом подсоединенный к выходу олока задания напряжения статора, трансформаторы тока, первичные обмотки которых подключены к выходу блока задания тока статора, нелинейный блок, фильтры, выпрямитель и линейные нагрузочные элементы. Однако известные устройства не обеспечивают необходимой точности моделирования. Предложенное устройство отличается тем, что, с целью повышения точности моделирования, в нем первый выход трансформатора напряжения через последовательно соединенные нелинейный блок и цепь из параллельно включенных первичной обмотки первого трансформатора тока и первого фильтра подключен к входу второго фильтра, выход второго фильтра через цепь из параллельно включенных вторичной обмотки второго трансформатора тока и первого линейного нагрузочного элемента - к второму выходу трансформатора напряжения. Кроме того, первичная обмотка второго трансформатора тока соединена носледовательно с первичной обмоткой третьего трансформатора тока, первый выход вторичной обмотки третьего трансформатора - со средним выводом вторичной обмотки первого трансформатора тока, второй выход вторичной обмотки - с первыми входами второго и третьего линейных нагрузочных элементов, каждый из которых вторым входом подключен к одному из двух выходов вторичной обмотки первого трансформатора тока. Второй линейный нагрузочный элемент подключен параллельно к. первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная об.мотка которого подсоединена к входам выпрямителя. Схема устройства представлена на чертеже. В устройстве трансформатор 1 напряжения входом подключен к олоку- 2 задания напряжения статора, первым выходом через последовательно соединенные нелинейный блок 3, состоящий из диодов 4-7, стабилитронов 8- И, резисторов 12, 13, и цепь из параллельно включенных первичной обмотки первого трансформатора 14 тока и первого фильтра 15 -

к входу второго фильтра 16. Выход фильтра

16через цепь из параллельно включенных вторичной обмотки второго трансформатора

17тока и первого линейного нагрузочного элемента 18 подсоединен к второму выходу трансформатора 1 напряжения. Первичная обмотка трансформатора 17 тока соединена последовательно с первичной обмоткой третьего трансформатора 19 тока и обе эти обмотки подключены к выходу блока 20 задания тока статора. Первый выход вторичной обмотки трансформатора 19 соединен со средним выводом вторичной обмотки трансформатора 14, второй выход вторичной обмотки - с первыми входами второго 21 и третьего 22 линейных нагрузочных элементов, каждый из которых вторым входом подключен к одному из двух выходов вторичной обмотки трансформатора 14. Линейный, нагрузочный элемент 21 подсоединен параллельно к первичной обмотке выходного трансформатора 23, вторичная обмотка которого подключена к входам выпрямителя 24.

При чисто активной нагрузке генератора ток, подведенный к устройству, опережает напряжение на 90°.

Напряжения на вторичной обмотке трансформатора 1 и на линейном нагрузочном элементе 18 пропорциональны соответственно напряжению на выводах генератора Ui и падению напряжения от протекания тока статора / в сопротивлении Потье хр, т. е. хр.

Сумма этих величин равна напряжению Uz, пропорциональному внутренней э. д. . Генератора Ед.

Параметры нелинейного блока 3, линейных нагрузочных элементов 21, 22 подобраны таким образом, что первая гармоника тока, обусловленного напряжения 1/2, протекающего в элементах 21, 22, изменяется пропорционально составляющей тока возбуждения, соответствующей 6, определенной по характеристике холостого хода генератора, аппроксимированной отрезками прямой. Фильтры 15, 16, настроенные на частоту 50 гц, препятствуют попаданию в элементы 21, 22 высших гармонических составляющих тока.

Ток в элементе 21 от трансформатора 19 пропорционален составляющей тока возбуждения, соответствующей реакции якоря генератора IXadОтношение величин сопротивления линейных нагрузочных элементов 21, 22 равно отношению числа витков частей вторичной обмотки трансформатора 14, присоединенных к этим элементам, благодаря чему ток от трансформатора 19, протекающий через средний вывод этой обмотки, распределяется по ее

5 частям обратно пропорционально числу витков и не трансформируется в первичную обмотку.

Сумма токов в линейном нагрузочном элементе 21, обусловленных напряжением f/2 и

10 током от третьего трансформатора 19, пропорциональна полному току возбуждения генератора, вследствие чего напряжения на первичной и вторичной обмотках выходного трансформатора 23, на выходе и входе выпрямителя 24 пропорциональны току воздуждения генератора.

Формула изобретения

Устройство для моделирования синхронного генератора, содержащее трансформатор напряжения, входом подключенный к выходу задания напряжения статора, трансформаторы тока, первичные обмотки которых подключены к выходу блока задания тока ста5 то.ра, нелинейный блок, фильтры, выпрямитель и линейные нагрузочные элементы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в нем первый выход трансформатора напряжения через последовательно соединенные нелинейный блок и цепь из параллельно включенных первичной обмотки первого трансформатора тока и первого фильтра подключен к входу второго фильтра, выход которого через цепь из параллельно включенных вторичной обмотки второго трансформатора тока и первого линейного нагрузочного элемента подключен к второму выходу трансформатора напряжения, первичная обмотка второго трансформатора

0 тока соединена последовательно с первичной обмоткой третьего трансформатора тока, первый выход вторичной обмотки которого соединен со средним выводом вторичной обмотки первого трансформатора тока, второй выход вторичной обмотки - с первыми входами второго и третьего линейных нагрузочных элементов, каждый из которых вторым входом подключен к одному из двух выходов вторичной обмотки первого трансформатора

тока, второй линейный нагрузочный элемент подключен параллельно к первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входам выпрямителя.