Моделирующее устройство для определения статических и динамических характеристик синхронных машин

всас аозт -

МАТА;::

О П И С-МгЯ "И"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 438996

Союз Советских

Социалистических

Республик

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.10.71 (21) 1705186/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 14.01.75 (51) М, Кл. 6 06g 7/62

Государственный комитет.

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.333(088.8) (72) Авторы изобретения

А. A. Терзян и Э. С, Фрнджибашян (71) Заявитель (54) МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СИНХРОННЫХ МАШИН

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 машин 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 в 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

10 аналоговый вычислительный блок 2. Модель магнитного поля соединена с аналоговым вычислительным блоком как непосредственно— для задания намагничивающей силы и измерения потокосцепления обмотки возбуждения, так и через две группы трансформаторов 3 и 4, воспроизводящих обмотку статора по осям d u q.

Модель 1 выполнена из сетки активных линейных сопротивлении 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 опорных напряжений, что в свою очередь су438996

3 щественно облегчает задачу стабилизации опорных напряжений и уменьшает мощность источников.

Демпферная система в модели воспроизводится конденсаторами, соответствующими демпферным стержням и участкам короткозамыкающих .колец. В связи с тем, что модель питается переменным током, конденсаторы, как и нелинейные сопротивления модели, включены в диагонали выпрямительных мостов, в плечи которых в случае использования конденсаторов вводят транзисторные обратимые ключи, а в случае использования нелинейных сопротивлений — диоды.

Группы трансформаторов 3 и 4, моделирующих обмотку статора в осях d и q, состоят из одинаковых трансформаторов 22 — 28; 29—

33; 34 — 39 (фиг. 3) с коэффициентом трансформации К и трансформаторов 40 — 45; 46—

51 с коэффициентом трансформации 2К с возможно малыми значениями активного сопротивления, рассеяния обмоток и намагничивающего тока.

Первичные обмотки трансформаторов включены согласно схеме соединения катушек, образующих 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. Трансформаторы

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 d u q по двухфазной и трехфазной схемам соединения обмотки статора гри неподвижном роторе.

Вследствие использования трансформаторов для моделирования обмоток машин модель 1 питается от источников переменного тока, Для связи модели с аналоговым вычислительным блоком 2 необходимо преобразование переменных напряжений, измеряемых на модели, в постоянные напряжения, и наоборот, преобразование постоянных напряжений, измеряемых 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 электрического равновесия синхронной машины, нагруженной на автономную индуктивно-активную нагрузку. Измеряемые на выходах интеграторов 88, 89 (фиг. 4) постоянные напряжения, соответствующие напряжениям (+ > et — . 1<,) — Х„1, (+ g g а ) +ply цепей обмотки статора оригинала, преобразуются с помощью электронных ключей 90 — 93, инверторов 94, 95 и сумматоров 96, 97 в переменные напряжения и подаются на последова5

4 тельно 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 9f++f ? обмотки возбуждения машины, также преобразуется посредством электронных ключей

103, 104, инвертора 105, сумматора 106 в переменное напряжение и подается через сопротивления 107, 108 на клеммы 109, 110 модели магнитного поля. В приведенных обозначеI I ниях а — круговая частота; фа, ф, Yf потокосцепления обмоток статора и ротора, измеряемые на модели магнитного поля;

Х„ Ху. — индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора, определяемые с учетом отличия полей рассеяния оригинала и модели; Մ— индуктивное сопротивление нагрузки машины; 1д, l, 1у — токи оомоток статора и ротора.

Последовательно включенные в цепи первичных обмоток трансформаторов сопротивления 98 — 101 воспроизводят индуктивные со1 противления Х„+Х. соответственно в осях d и q:машины,,а сопротивления 107,,108 — индуктивное сопротивление рассеяния Х,.

Переменные напряжения на сопротивлениях

98, 100, 107, в цепях которых протекают токи Ii, l, 7з, пропорциональные токам 1д, 1д, 1 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 сумматоров

117 — 119. Электронные обратимые ключи 124, 125 используются вместо диодов для исключения неустойчивости модели в режимах при малых токах 1д.

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

Моделирующее 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 содержит 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 подключены к модели магнитного поля машины возбуждения.

438996

Составители. А. Терзян и Э. Фрнджибашян

Редактор Б. Федотов Техред Т. Курилко Корректор Т. Гревцова

Заказ 366612 Изд. № 149 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 япография, пр. Сапунова, 2