SU369585A1 - УСТРОЙСТВО дл МОДЕЛИРОВАНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области аналоговой вычислительной техники.

В известных устройствах дл  моделировани  синхронных машин воспроизведение режимов работ синхронной машины осушествл етс  без учета посто нной времени в поперечной оси машины, хот  эта посто нна  значительна и может существенно вли ть на результаты расчетов. Известны схемы моделировани  синхронных машин путем воспроизведени  контуров в продольной и поперечной ос х. Машины хот  и учитывают посто нную времени в обеих ос х, но привод т к сложным решени м и кро-ме того, не дают возможности останавливать переходной процесс.

Предложенное устройство позвол ет учесть посто нную времени в поперечной оси машины иным путем, позвол ющим останавливать переходной процесс дл  записи режима и продолжить его без искажени  результатов.

В известном устройстве уравнение движени  ротора синхронной машины воспроизводитс  с помощью двух индукционных систем, причем на ротор одной из них действуют два противоположно направленных вращающих момента, создающих вредное боковое давление на ось, увеличивающее трение и уменьщающее чувствительность . Кроме того, в известных устройствах уменьшена чувствительность и неравномерность нагрева диска магнитным полем. В

результате необходимо дополнительно примен ть ферродинамические приборы специального изготовлени . В предложенном устройстве вместо сложных

ферродинамических приборов специального изготовлени  могут быть использованы обычные индукционные системы с вращающимс  полем, роторы которых объедин ютс  общей осью. В качестве таких систем могут быть использованы , например, тахогенераторы серийного изготовлени .

Предлагаемое устройство имеет большое быстродействие воспроизведени  переходных электромеханических процессов, повышенную

чувствительность, большую простоту изготовлени  и учитывает посто нную времени в поперечной оси синхронной машины.

Предлагаемое устройство отличаетс  тем, что содержит электромеханические интеграторы , каждый из которых выполнен в виде двух индукционных блоков. Ротор первого электромеханического интегратора механически св зан с ползунком первого потенциометра. Обмотки первого электромеханического интегратора соединены с выходом устройства и с источником питани . Первый потенциометр через первый усилитель подключен к обмотке второго электромеханического интегратора, ротор которого механически св зан с ротором

фазовращател , соединенного через второй

3

усилитель I второй и третий потенциометры с услмителсм люпиюстн, выход которого соедииен с катушкой индуктивности, Параллельно второму потенциометру включена фазосдвигающа  цепочка кз конденсатора и резистора, к общей точке которых подключен четвертый потенциометр, ползунок которого механически св зан с индукицонным блоком, одна из обмоток которого соединена с выходом второго усилител , друга  - с выходом третьего усилител .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из двух последовательно включенных электромеханических интеграторов 1 Я 2, которые управл ют вращением фазовращател  3, в качестве которого может быть использован, например, сельсин, статор которого обтекаетс  трехфазным током.

Интегратор 1, который одновременно  вл етс  сумматором двух вращающих моментов , состоит из двух индукциоппых блоков, роторы которых имеют ось, механически св занную с потенциометром 4 с помощью редуктора . К одному из индукционных блоков - задающему подаетс  напр жение от независимого источника тока и, таким образом, создаетс  вращающий момент, пропорциональный .ю цпости развиваемой турбиной, а к другому - следующему подаетс  панр жение и ток выходной цепи модели и создаетс  вращающий момент, направленный навстречу первому и прспорциональпый мон;ности, отдаваемой reienaTOpOM.

При возникновении небаланса вращающих моментов HieTKH нотенциометра 4, механически св занные с осью роторов индукционной системы, отклон етс  от нейтрального положени , и в цепи одной из обмоток интегратора 2, аналогичного интегратору /, возникает ток, и ротор этого интегратора начнет вращатьс , увлека  за собой ротор фазовращател  3, с которым он св зан механически.

Очевидно, что при возникновении небаланса моментов напр жение Ui,, снимаемое с нотенциометра 4, будет определ тьс  уравнением

л Л(Яслед-Язад)А

а фаза ротора сельсина измен етс  в соответствни с уравнением

8 , J и, dt К, } (Яелед - /зад) dt,

где Рслед. Яг - МОЩНОСТЬ, отдаваема  генератором;

РВ-ЛЦ PI - мощность, создаваема  турбиной; t - врем ;

1, 2, 3 - коэффициенты пропорциональности .

После дифференцировани  этих уравнений и приравнива  результирующего коэффициента пропорциональности /Срез инерции агрегата

ГУ получаетс  уравнение движени  ротора синхронной машины:

Г„

РТ - Фг ДЯ.

dt

Дл  того, чтобы переходный процесс, воспронзводимый моделью, был затухающий в цепь задающей системы интегратора / включена вторична  обмотка трансформатора 5, а его первична  обмотка включена на выход усилител  6, нанр жение которого пропорционально относительной скорости ротора моделируемой синхронной машины, т. е.

с/.. /с

Измен   коэффициент трансформации, можно устанавливать желаемое значение коэффициента К и получить уравнение затухающих колебаний:

г df dt

Дл  .менени  посто нной инерции Ту глужит реостат 7 и выпр мительный мост 8, с помощью которых измен етс  напр жение носто нного тока, вводимое в цепь одной из обмоток нервого интегратора.

Измен ть посто нную ннерции можно также с помощью реостата 9, который измен ет величину носто нного тока, нронускаемого через обмотку инд)кционной системы, дл  изменени  скорости враш,ени  ее роторов.

Наи;) жение с ротора фазовран ател  3 подаетс  через усилитель 10 на трансформатор //, имеющий две вторичные обмотки. Одна из обмоток включена на потенциометр 12, с помощью которого устанавливаетс  напр жение,

пропорциональное э.д.м. Е ,, синхронной мапиипы , а с помощью потепциометра 13, включенного через фазосдвигающую цепочку 14 и 15, и потенциометра 16, включенного через трансформатор 17, устанавливаетс  напр жение,

равное Iq (Хд-ха), сдвинутое на 90 но отнощению к э.д.с. Eq. Сумма этих двух напр жений , равна  Е , подаетс  через усилитель мощности 18 на индуктивное сонротивление 19, воспроизвод щее продольную переходную реактивность синхронной машины. Дл  управлени  величиной Iq (Хд-xd) с учетом посто нной времени контура в поперечной оси машины служит индукционный блок 20, с помощью которого перемещаютс  щетки нотенциометра

13. При этом, во-первых, измен етс  величина fq (Xq-xd) и, во-вторых, напр жение t/is, подаваемое с трансформатора 17 на вход усилител  21. Усилитель 21 с помощью фазосдвигающей

цепочки на его входе (не показанной на схеме ) настраиваетс  таким образом, чтобы при токе /5 0 и напр жении, снимаемом с нотенциометра 13, также равном нулю, вращающий момент индукционного блока 20 равн лс  бы

нулю.

В этом случае при возникновении в выходной цепи модели тока (т. е. проекции тока / на ось q) ротор индукционного блока начнет двигатьс , увлека  за собой щетку потенциометра 13. Это движение будет продолжатьс  до тех нор, иска напр жение f/i/, станет равным противоположно направленной слагающей напр жени  , определ емой током Iq выходной цепи модели синхронной машины.

Напр жение, снимаемое с потенциометра 13 и, следовательно, напр жение /, (Xq-xd) будет мен тьс  по экспоненте с посто нной времени, которую можно измен ть, мен   с помощью реостата 22 ток в цепи блока 20.

Дл  установки заданной номинальной мощности моделируемой синхронной машины служат сопротивлени  23 (дл  установки) и 24 (дл  точной установки).

Дл  изменени  коэффициента загрузки синхронной машины служит автотрансформатор 25, коэффициент трансформации которого грубо и точно можно измен ть с помощью переключателей .

Остановка процесса осуществл тс  с помощью электромагнитов 26, тормоз щих индукционные системы и одновременно прерывающих ток в обмотках индукционных систем с помощью контактов 27.

При нарушении режима новое установившеес  состо ние наступает после нескольких колебаний ротора синхронной мащины. Дл  того, чтобы ускорить установку режима можно либо увеличить демпфирование качаний путем увеличени  напр жени , снимаемого с трансформатора 25, или взаимно переключить обмотки интеграторов с помощью переключателей 28. В последнем случае процесс установки режима будет апериодическим.

Дл  учета действи  регул тора скорости предус.мотрены клеммы 29, через которые молсет вводитьс  напр жение от модели регул тора скорости. В этом случае контакт 30 размыкаетс .

Предмет изобретени 

Устройство дл  моделировани  синхронной

машины, содержащее потенциометры, индукционные блоки, фазовращатели, усилители, фазосдвигающую цепочку и источники питани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности устройства, а

также упрощени  его конструкции, оно содержит электромеханические интеграторы, каждый нз которых выполнен в виде двух индукционных блоков, ротор первого электромеханического интегратора механически св зан с

ползунком первого потенциометра, причем обмотки первого электромеханического интегратора соединены с выходом устройства и с источником питани , а первый потенциометр через первый усилитель подключен к обмотке

второго электромеханического интегратора, ротор которого механически св зан с ротором фазовращател , соединенного через второй усилитель и второй и третий потенциометры с усилителем мощности, выход которого соединен с катушкой индуктивности, параллельно второму потенциометру включена фазосдвигающа  цепочка из конденсатора и резистора, к общей точке которых подключен четвертый потенциометр, ползунок которого механически

св зан с индукционным блоком, одна из обмоток которого соединена с выходом второго усилител , друга  - с выходом третьего усилител .