Моделирующее устройство для исследования колебаний проводов воздушных линий электропередачи Советский патент 1977 года по МПК G06G7/62 

псюледовательно соединенных третьего усилителя переменного тока, интегратора и чет вертог о усилителя переменного тока, подключенного выходом ко второму входу сул матора. Такое устройство обеспечивает более высокую точность моделирования. На чертеже приведена блок-схема уст ройства. Моделирующее устройство содержит автогенератор электрических колебаний 1, развязывающий усилитель постоянного тока 2, решающий блок 3, сумматор 4, первый усилитель переменного тока 5, обмот ку возбуждения 6, компенсирующую обмот ку 7 и обмотку ротора 8 первого синхронного генератора, второй усилитель переменного тока 9, обмотку возбуждения 10„ пенсирующую обмотку 11 и обмотку ротора 12 второго синхронного генератора, третий усилитель переменного тока 13, интегратор 14, четвертый усилитель переменного тока 15 и электродвигатель 16. Эти аементы образуют три взаимосвян занных колебательных контура, процессы в которых в соответствии с теорией -подобия описываются следующим образом. Колебание провода воздушной линии без крутильных колебаний представляет собой развивающийся ВДОЛЬ,пролета линии - автоко лебательный процесс вертикальных перемещений провода, возникающий при воздействи на него возбу вдающих аэродинамических сил, обусловленных динамической неустойчивостью профиля обтекания обледенелого провода. Пренебрегая жесткостью провода уравнение колебания в наиболее общем виде может быть записано как уравнение коле баний абсолютно гибкой струны fl PaT.m.O (i) где m - плотность массы обледенелого провода в пролете; у - амплитуда колебаний, отсчитывае мая из беспровесного положения провода; t - время Т ) t - период вертикальных колебаний хфовода; tf(t - коэффициент затухания; Ща)- вертикальная составляющая аэродинамической сипы динамически неустойчивого профиля обтекания обледенелого про- вода; Тconst - натяэйение провода, принимаемое постоянным при небольщих амплитудах качалки гирлянд изоляторов или небольших амплитудах колебаний при жестком закреплении провода в опорных точках; X - координата точек гфовода в npt леге;о« X f), f - длина пролета; tf - ускорение силы тяжести. Силу ((.Ю как нечетную функцию угла атаки «.у-- возникающего вследствие изменения результирующей скорости ветра, набегающего на профиль, при его вертикальных перемещениях, можно представить в виде р.вда Маклорена „ „/ 1 ог%1 а i /ofy ) /, Ра та/о зг|о-уЖ ето-( f Здесь Я, (О) - нулевая точка на рабочей части кривой силы IJ, , где кинетическая энергия системы равна нулю или нижнее положение провода при 50 лебаниях). В нулевой точке силу FJ, при весьма малых углах атаки можно записать так ,) (р„ la . d i а V Для больщих углов атаки, когда влияние второго и последующих «Членов разложения (2) значительно, силу Р можно представить в следующем виде: .. 4i РО - - ...(i) -4№Ц1 | -(4/..с Уравнение () с учетом соотношения (4) после перехода к отсчету амплитуды из равновесного статического положения (пу тем подстановки (где | - стрела провеса провода в пролете при воздействия напровод собственного веса ги обледенелосо провода, постоянной вертШсальной соотавляюшей аэродинамической силы Ра - СВР ЛЬ Pqfb)) запишется так ..M- -f- l§-°f При стационарных колебаниях уравнение (6) на фазовой плоскости переменных г,р образует замкнутый ни себя предельный цикл Пуанкаре. Интегрируя уравнение (6) вдоль этого цикла по выбранной на цикле постоянной мере интегрирования, можно рао сматривать полученную сумму как произведение некоторого среднего вдоль цшсла Пуанкареуравнения колебания на постоя ную меру цикла. Полагая дрлее, что в уста новивщемся режиме колебания его амплитуд да медле1то меняется в течение периода т. е. колебания бли;жи к синусоидальным для коэффициентов g(l) и Лft , линейно з висящих от амплитуды, среднее уравнение колебаний можно записать как уравнение для средних на цикле Пуанкаре величин Л- и средней амплитуды Cf2 f 5Г В предложенном устройстве процесс колп бакий проводов воздушных линий описывается одинаковыми по форме уравнениямиз а от личие заключается лишь в размерности пе ременных и коэффициентов. Порядок работы на моделирующем уст« ройстве определяется задачей исследования процесса колебаний. В режимах исследования переходных неустойчивых процессов этот порядок должен, как правило, начи« наться с операций установки на нуль и задания исходных начальных и граничных условий задачи. В стационарных режимах автоколебания не зависят от начальных ус ловий, но связаны с формами собственных колебаний провода в пролете и граничными условиями, их определяющими Начальные yo ловия задачи на моделирующем устройстве могут быть заданы, например, :принудитбль# ной подзарядкой конденсаторов на чертеже не показаны) автогенератора 1 и блока 3 до расчетного уровня. Граничные условия определяются сдвигом фаз между напрюке ВИЯМИ на выходах усилителей о, Э, 13 и iSj который задается с помощью известных приемов ч:астотно«фазовой коррекции выход ных Сигналов этих усилите лей. Работоспособность моделирующего уст-« ройства была проверена на опытном образ це, изготовленном в лабораторнь х условийХ Практической проверкой опытного образца служили, расчеты числа полуволн и амгшиту ды колебаний ,по данным известных из лите ратуры опытов и наблюдений на действующи воздушных линиях при отсутствии значитель ных крутильных колебаний провода. Эти рао четы показали удовлетворительное соответствие результатов вычислений на маделирук шем устройстве с экспериментальными изме рениями, что подтверждает пригодность моделирующего устройства для исследования и расчетов режимов колебаний. 57 9 Формула изобретения Моделирующее устройство для исследова ния колебаний проводов воздушных линий электропередачи, содержащее два синхронных генератора с компенсирующими обмоткйми и обмотками возбуждения на статорах, ycsfлители переменного тока, электродвигатель, вал которого механически соединен с аалами CHHspoHHbfx генераторов, интегратор и решающий блок,; которого через развязывающий усилил ель посто5шного тока подключен к выходу авгогенераторе злек трических колебанийз а выход - к первому входу сумматора, выходы которого соединены соответственно со входами автогенера « тора электрических колебаний и реи1ающего блока, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности моделирование в нем обмотка возбуждения первого си№хронного генератора подк;ючена через первый усилитель переменного тока к выходу развязывающего усилителя постояшшго тока, а компенсируюц1ая обкштка первого сиипрон Ного генератора соединена последовательно с обмоткой ротора, свободный выводкоторой через второй уси,гшгель пёре угенного тока подсоединен к обмотке воз6уждеш1й второго синхронногэ генератораj компенсирующая обмотка второго синхронного генератора соединена последовательно с его обмоткой ро тора, свободный вывод которой подключен через цепочкз из последовательно соединей - ных трегьего усилителя переметюого тока, интегратора к четверт-ого усилители перемев НОГО тока,, подключенного выходом ко это рому входу сумматораё ИСТОЧННКН йкфорМаЗМНе ПрИНЯТЬ5е BD BHS мание при экспертизе; lVE.L.Torndu 3t,c Becker,,Gaff «ifif caiductcrs and а wethod fe studying ttefJi, AiEEm3fis.,vof 88/1947, p, , 2.Авторское свидетельство СССР № 378337,IMKHB 60 l/OO,16.О6ЛЗ, 3,Коган Б, Я, Электронные моделирующие устройства и их примененке для исследования систем автоматического регулиро ваняяо М, Физматгйз, 1959, стр.