Устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора Советский патент 1978 года по МПК G06G7/62 

скольжения и напряжения генератора, 3 - блок преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, 4 - источник опорных управляющих импульсов, сдвинутых относительно основного на ± - , 5,6 - гармонические преобразователи, 7 17 - усилители, 18 - 25 - ключи, 26 Ч- 33 - фильтры, 34 - 36 - элементы обратной связи, 37 - усилитель мощности, 38 - блок перемножения, 39 - преобразователь мощности, 40 - фазорасщепитель, 41 - генератор стабильной частоты, 42 - трансформатор, 43 - катушка индуктивности, 44-62 - резисторы, 63-68 - конденсаторы, 69 - переменный резистор. В предложенном устройстве выход блока 1 вычисления ЭДС генератора подключен ко входу блока 2 вычисления скольжения и напряжения генератора. Первый выход блока 2 соединен со входом блока 3 преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора. Второй выход блока 2 подключен к первому входу блока 1 вычисления ЭДС генератора, второй вход которого подключен к выходу первого гармонического преобразователя 5, а третий вход - к выходу второго гармонического преобразователя 6. Первые и вторые входы гармонических преобразователей 5, 6 подключены соответственно к первому и второму выходу блока 3. Третьи входы гармонических преобразователей 5 и 6 подключены к первому выходу источника 4 опорных управляющих импульсов. Второй выход источника 4 подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя 5, а третий выход источника 4 соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя 6. Выходы гармонических преобразователей 5, 6 подключены соответственно ко второму и третьему входам блока 1 вычисления ЭДС генератора. Устройство работает следующим образом. В блоке 1 воспроизводится величина ЭДС генератора в виде синусоидального напряжения, которое используется в блоке 2 для вычисления скольжения S ротора и напряжения Ир статора синхронного генератора. Напряжение Ир статора генератора используется в блоке 1 при вычислении ЭДС, а величина скольжения S, полученная на выходе блока 2 в виде напряжения. Используется для управления частотой выходных сигналов блока 3. Блок 3 выполнен в виде управляемого колебательного контура, на вь1ходе которого образуются наприжения, пропорциональные sin .т и cos л, где лт, - частота колебаний ротора. Выходные напряжения sin л и cos а блока 3 поступают на основные входы гармонических преобразователей 5 и 6, на управляющие входы которых поступают импульсы с выходов источника 4 опорных управляющих импульсов. На выходах гармонических преобразователей 5, 6, выполненных на базе суммирующих операционных усилителей 7, 8 с управляемыми ключами 18-21 на входах, получаются сигналы sin (л + CJ )t и cos (л + Ф )t, которые используются в блоке 1 при вычислении ЭДС генератора. Для вычисления ЭДС генератора в блоке 1 использованы величины напряжения Hj- статора и напряжение И на кольцах ротора, причем на выходах усилителей 9 и 11 получаются напряжения и fg- , пропорциональные проекциям потокосцепления в воздущном зазоре мащины Ча- на осях d, q, связанные с ротором. Величина ЭДС в виде переменного напряжения формируется на выходе усилителя мощности 37. Для вычисления скольжения S в блоке 2 использованы усилители 16, 17, преобразователь мощности 39, трансформатор 42, резисторы 56, 61, 62 и конденсатор 68, причем на вход усилителя 16 через резистор 62 поступает напряжение т, пропорциональное мо.менту турбины. Величина индуктивного сопротивления катущки индуктивности 43 должна выбираться пропорционально сопротивлению рассеяния статора. Блок 3 построен из усилителей 13-15 с соответствующими входными элементами и элементами обратной связи, причем для управления частей колебательного контура использован блок перемножения 38. Блок 4 содержит последовательно соединенные генератор стабильной частоты 41 и фазорасщепитель 40, на выходе которого образуется импульс со двигом по фазе относительно основных импульсов на угол ± - . При возникновении возмущения, сопровождающегося изменением величины и фазы напряжения Ur генератора, изменяется величина скольжения S генератора, что приводит к изменению частоты xi. S + Лд синусоидальных напряжений на выходах блока 3 и изменению частот выходных импульсов гармонических преобразователей 5 и 6. Величина и фаза ЭДС генератора на выходе блока 1 изменяются в соответствии с уравнениями синхронной мащины, которые реализуются в блоке 1. В блоке 2 по величине ЭДС вычисляются величина скольжения и величина напряжения генератора. После нескольких циклов качаний возникающие колебания затухают. В этом случае переходной режим является устойчивым. Если возникает раскачивание, то переходный режим неустойчив. Использование двух гармонических преобразователей в сочетании с блоком преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, позволяет обеспечить нормальное функционирование устройства в щироком диапазоне масщтабов времени. Формула изобретения Устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора, содержащее источник опорных управляющих импульсов, блок вычисления ЭДС генератора, выход которого подключен к входу блока вычисления кольжения и напряжения генератора, первый выход которого соединен с входом блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, а второй выход подключен к первому входу блока вычисления ЭДС генератора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности моделирования в различных масштабах времени, в том числе и в реальном масштабе времени, оно содержит два гармонических преобразователя, первые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходу блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, третьи входы гармонических преобразователей подключены к перво6

му выходу источника опорных управляюших импульсов, второй выход которого подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя, а третий выход соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя, причем выходы первого и второго гармонических преобразователей подключены соответственно ко второму и третьему входам блока вычисления ЭДС генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 238901, кл. G 06 G 7/48, 11.01.68.

2.Известия АН СССР, ж. «Энергетика и транспорт, № 4, 1970, с. 66.