Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к устройствам; моделирования электри ческих систем или устройств. Известно моделирующее устройство для исследования электромагнитных процессов, содержащее модель магнитного поля статора, две группы транс форматоров, аналоговый вычислительны блок,модель магнитного поля ротора fj Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройств для моделирования установившихся и переходных процессов в. трансформато,рах, содержащее модель магнитного поля д мрдель нагрузки, состоящую из последовательно соединенных резистора и к.онденсатора, две группы измерительных трансформаторов, последовательно соединенные первичные обмотки первой группы измерительных трансформаторов подключены к источнику питания, последовательно соединенные первичные обмотки второй группы иэ мерительных трансформаторов соединены со входом модели нагрузки 2 . Недостатком известных устройств является недостаточная точность, так как отсутствует возможность воспроизведения распределения плотности тока в поперечном сечении проводников обмотки моделируемого объекта. Целью изобретения является повышение точности устройства. Указанная деЛь достигается тем, что в устройстве одни выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов через кондейсаторы соединены с моделью магнитного поля, другие выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов объединены. На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на фиг.2,а - расчетная схема устройства; иа фиг.2,б принципиальная схема устройства, на фиг. 3,а - полоса фольги одного целого витка обмотки трансформатора, включакнцая два элементарных участка, на фиг.3,6 - Распределение плотности наведенных токов в указанной полосе фольги, на фиг,3,с - модель полосы фольги. Устройство (см.фиг.1) содержит первую группу измерительных трансформаторов 1, модель магнитного поля 2, вторую группу измерительных трансформаторов 3, модель 4. Соединенные Последовательно первичные обмотки первой группы измерит тельных трансформаторов 1 подключены. 3 . Квы ЬднШ клеммам 5 и 6 источника пйГййия, последовательно соединенные первичные обмотки второй группы иэмерит;ельных трансформаторов 3 - к клеммам 7 и 8 модели нагрузки 4, вкл чающей соединенные последовательно резистор 9 и конденсатор 10. одни вы воды вторичных обмоток иэмерительньк трансформаторов через конденсаторы 1 соединены с моделью магнитного поля выполненную в виде сеточной модели. На рис.2,а концентрические обмотки 12 и 13 исследуемого трансформатора ;.помещены между ферромагнитными поверхностями с бесконечной магнитной проницаемостью (/U ж со) , соответствукнцими ферромагнитному стержню и средней плоскости окна. Причем вторичная обмотка 13 состо ит из, трех последовательно соединенных частей. Обмотки выполнены из алюминиевой фольги. Влияние ярм и ярмрвых балок учтено введением горизонтальных пйверхностей с fU х Для определения вихревого магнитного поля рассеяния трансформатора методом аналогового математического моделирования наиболее удобно использование соответствия векторного магнитного потенциала электрическому потенциалу в проводящей среде. При плоскомеридианном представле ний магнитного поля векторный магнит ный потенциал и плотность тока имею только тангенциальные, составляюиие; (соответственно . Ац, и 6ф ) , и У1)а нение поля для кусочно-однородной среды -в цилиндрических координатах .имеет вид 9 Г I а . Л 9 г i а , л ( где у, /U - .электрическая проводимост и магнитная проницаемость среды - оригинала; . . б ц, - ПЛОТНОСТЬ тока источников оригинала. Выражение для Ац) Р полностью сов Псщаат с выражением J.((A р ,, exlp 8х/ ау /at для электрическогопотенциала U ток в электропроводящей среде в, сЛУЧаё плоскопараллелького поля, если величина удельного сопротивления сред пропорциональна, а удельная еюсрсть поверхностного слоя обратно пропорциональна удалению рассматриваемрй точки среды от оси обмо.ток, т.е - р-ро мС-Сд/р,| где Р(, и CQ- удельное сопротивление среды и удельная емкость поверхност ного слоя при единичнс удалении от указанной оси. Зависимость (3) легко осуществлятся при выполнении модели в виде етки из регулируемых активных соротивлений и конденсаторов. И:з уравнений (1) и (2) следуют ритериальные уравнения подобия РоСо t - соответственно время де t ригинала и модели. На рис.2,б группа измерительных рансформаторов 1 моделирует первичую обмотку 12, а группа 2 - вторичую обмотку 13 исследуемого трансорматора; сопротивление 14 воспрозводит магнитную проводимость элеентарного 5 астка воздушной среды исследуемой области в- осевом наравлении, а сопротивление 15 радиальном направлении. Величины сопротивлений 14 и 15 пропорциональны расстоянию моделируемого элементарного участка от оси обмотки. Конденсаторы 11 воспроизводят активные сопротивления току полосы фольги обмоток шириной, равной шагу дискретизации сетки. На границах, модели значения сопротивлений сетки в два раза больше, а ёг костей в два раза меньше, чем во внутренних областях. . ria рис.3,а представлен моделируемый участок фольги на интервале двух шагов дискретизации в осевом направлении (2 iQ ), на фиг.3,с - модель рассматриваемого участка фольги. Перпендикулярные .к поверхности фольги пунктирные стрелки на фиг.3,а указывают поток 2ФВ (Фв-поток, пронизывающий фольгу на интервале t g ). Вихревые токи, наводимые в обмотках, согласно ранее, принятому допущению, так же, как и токи истдчников, имеют тангенциальное направление. Тогда естественно принятьучто вихревые токи, наводимые показанным на фиг.3,а потоком в левой половине полосы фольги направлены вверх, а в правой половине - вниз. Причем следует ожидать, что при удалении в осевом направлении от средней линии 2 , плотность этих токов изменяется линейно от нуля до некоторого максимального значения у краев полосы , (см. фиг.3,6), вследствие чего значение плотности вихревых токов 6g,. равно плотности тока на расстоянииt // от линии ЕЕ. Следовательно/ среднее значение плотности вихревых токов рассматриваемой полосы фольги определяется по током Фд , приходящим на длину t э на модели э1аму потоку соответствует напряжение иJ. Так как суммарный вихревой токрассматриваемой поло равен ц ft в °вх.(6 где tА - толщина листа фольги, то Имеем , on .. Откуда согласно фиг.3,с, rfa модели, уравнению (8) соответствует выраж ние t..2j конденсатор Сф где с ток на фиг.3,с. Из сравнения уравнений (8) и (9 следует, что в конечно-разностном представлении процессы в проводник обмоток исследуемого трансформатор и в модели подобны. Уравнения, описывающие электрическиэ процессы в цепях первичной вторичной обмоток трансформатора при активно-индуктивной нагрузке, представим в следующем виде Wi А i J.E п,, ТТГ Ф dtbl 51ЕЛ .,,.. гдег- -рФ И Г2, ,Ф2{ активное сопроти ление и потокосцепление витка перв ной и вторичной обмоток трансформа соответственно; , Oi и D. -, токи первичной и вто ной обмоток трансформато15а; Vi/iHWa - число витков первичн и вторичной обмоток; и сет - напряжение сети; ,Сн -.активное сопротивлен и индуктивность нагрузки. Постоянные интегрирования равны нулю вследствие отсутствия постоян составляющих в токах и напряжениях трансформатора. Для цепей первичных обмоток изм рительных трансформаторов имеем сл дующие уравнения, подобные уравнен ям (10) -р uii, ui с. j - {i,dt + -fi2dt+p ij,0 -2H J тде Cjj , Cj суммарная емкость соеди ненная со вторичной обмоткой измери тельного трансформатора групп 1 и 2 соответственно; напряжение сеточной модели магнитного поля, приложенное через конденсаторы ко вторичной обмотке измерительного трансформатора групп 1 и 2; jjiij- ток в первичных обмотках измерительных трансформаторов групп 1 и 2; «ст напряжение питания модели; (jCH активное сопротивление и емкость, воспроизводящие индуктивность и активное сопротивление нагрузки соответственно. Таким образом , предложенное моделирукядее устройство позволяет простейшими средствами: резисторами, конденсаторами, измерительными трансформаторами воспроизвести электрические процессы в цепях обмотки исследуемого трансформатора, а также магнитное поле рассеяния, распределение плотности тока в обмотках в любых возможных установившихся и переходных режимах. Это, в свою очередь, позволяет рассчитывать добавочные потери, вызываняцие существенные местные перегревы в обмотках из фольги и механические усилия, действующие на обмотку при коротких замыканиях. Формула изобретения Устройство для моделирования установившихся и переходных процессов в трансформаторах,, содержащее модель магнитного прля, модель нагрузки, состоящую из последовательно соединенных резистора и конденсатора, две группы измерительных трансф9Рматоров, последовательно соединенные первичные обмотки первой группы измерительных трансформаторов подключены к источнику питания, последовательно соединенные первичные обмотки второй группы измерительных трансформаторов соединены со входом модели нагрузки, отличающеес я тем, что , с целью повышения точности, в нем одни выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов через конденсатр йл соединены с моделью магнитного поля, другие выводы вторичных обмоток измерительных трансфоЕматоров объединены. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидеТельс во СССР 481914, G Об G 7/62, 1973., 2.Авторское свидетельство СССР 438996,ifi 06 G 7/62, 1971.
