SU484531A1

SU484531A1 - Device for simulating a synchronous generator

Info

Publication number: SU484531A1
Application number: SU1898842A
Authority: SU
Inventors: Всеволод Васильевич Давидович; Николай Николаевич Любин; Валерий Кузьмич Сазонов; Борис Анатольевич Хейфиц
Priority date: 1973-03-27
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1975-09-15

Description

Выход генератора 1 стабильной части подключен к первому входу сумматора частот 2, ко второму входу которого подключен блок 19 вычислени скольжени . Первый выход сумматора частот 2 через последовательно соединенные фильтр 3 и усилитель б соединен со входом широтно-импульсного модул тора 8, второй выход сумматора частот 2 через последовательно соединенные фильтр 4 и усилитель 6 св зан со входом широтно-импульсного модул тора 9. Выход широтно-нмпульсного модул тора 8 соединен с общим входом амплитудного модул тора 11 и гармонического преобразовател 15. Выход широтно-импульсного модул тора 9 соединен с обш,нм входом амплитудного модул тора 10 и гармонического преобразовател 15.The output of the stable part generator 1 is connected to the first input of the frequency adder 2, to the second input of which the slip calculation unit 19 is connected. The first output of the frequency adder 2 is connected via a serially connected filter 3 and the amplifier b is connected to the input of a pulse-width modulator 8, the second output of the frequency adder 2 is connected via a serially connected filter 4 and the amplifier 6 is connected to the input of a pulse-width modulator 9. The pulse modulator 8 is connected to the common input of the amplitude modulator 11 and the harmonic converter 15. The output of the pulse-width modulator 9 is connected to the common, nm input of the amplitude modulator 10 and the harmonic converter 15.

К обшему входу амплитудных модул торов 10 и 11 через усилитель 7 подключено выходное напр жение устройства. Выход амплитудного модул тора 10 через фильтр 12 соединен с первым входом блока 14 решени уравнений контуров машины, второй вход которого через фильтр 13 подключен к выходу амплитудного модул тора 11. На третий вход блока 14 поступает напр жение Uf, пропорциональное напр жению обмотки возбуждени генератора . Первый и второй выходы блока 14 подключены соответственно к первому и второму входам гармонического преобразовател Г5, выход которого через последовательно соединенные усилитель мощности 16, катушку индуктивности 17 и измерительный шунт 18 подключен ко входу усилител 7. Блок 19 вычислени скольжени по входам соединен с выходом усилител мощности 16, измерительным шунтом 18 и источником напр жени , пропорционального моменту турбины т. Выход блока 19 подключен ко второму входу сумматора частот 2.The output voltage of the device is connected to the common input of the amplitude modulators 10 and 11 through the amplifier 7. The output of the amplitude modulator 10 through the filter 12 is connected to the first input of the unit 14 to solve the equations of the machine circuits, the second input of which through the filter 13 is connected to the output of the amplitude modulator 11. The third input of the unit 14 receives the voltage Uf of the generator winding. The first and second outputs of block 14 are connected respectively to the first and second inputs of the harmonic converter G5, the output of which is connected through the serially connected power amplifier 16, inductance 17 and measuring shunt 18 connected to the input of amplifier 7. The slip calculation unit 19 is connected to the output of power amplifier 16 by measuring shunt 18 and a voltage source proportional to the moment of the turbine m. The output of unit 19 is connected to the second input of frequency adder 2.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Напр жение основной частоты с выхода генератора 1 поступает на вход сумматора частот 2. На выходе сумматора получаетс напр жение , частота которого равна сумме частот входных напр жений. На выходах фильтров 3 и 4 получаютс синусоидальные напр жени , сдвинутые по фазе на 90°, которые через усилители 5 и 6 поступают на входы широтноимпульспых модул торов 8 и 9 (широтно-импульсные модул торы выполнены в виде управл емых генераторов). На выходах широтно-импзльсных модул торов 8 и 9 получаютс пр моугольные напр жени , частота которых на два пор дка выше частоты напр жений, а сквал ность пропорциональна величине входных напр жений. Напр жени с модул торов 8 и 9 постунают на входы амплитудных модульторов 10 и 11.The voltage of the fundamental frequency from the output of the generator 1 is fed to the input of the frequency adder 2. At the output of the adder, a voltage is obtained whose frequency is equal to the sum of the frequencies of the input voltages. The outputs of filters 3 and 4 produce sinusoidal voltages shifted in phase by 90 °, which through amplifiers 5 and 6 arrive at the inputs of pulse-width modulators 8 and 9 (pulse-width modulators are made in the form of controlled generators). At the outputs of the pulse-width modulators 8 and 9, rectangular voltages are obtained, the frequency of which is two orders of magnitude higher than the voltage frequency, and the squallness is proportional to the magnitude of the input voltages. The voltages from modulators 8 and 9 are connected to the inputs of amplitude modulators 10 and 11.

В амплитудных модул торах осуществл етс амплитудна модул ци проход щего сигнала с помощью напр жени , поступающего с выхода устройства на общий вход модзл торов 10 и 11 через усилитель 7.In amplitude modulators, the amplitude modulation of the transmitted signal is carried out using a voltage from the output of the device to the common input of modulator 10 and 11 through amplifier 7.

Фильтры 12 и 13 настроены таким образом, что не пропускают напр жени несущей частоты , источником которых вл ютс генераторы в щиротно-импульсных модул торах 8 иFilters 12 and 13 are configured in such a way that they do not pass the carrier voltage, the source of which is the generators in the pulse-width modulators 8 and

9, а также напр жение двойной рабочей частоты устройства, образующейс на выходах амплитудных модул торов 10 и 11.9, as well as the voltage of the double operating frequency of the device, which is formed at the outputs of the amplitude modulators 10 and 11.

Напр жени с выходов фильтров 12 и 13, пропорциональные проекци м напр жени The voltages from the filter outputs 12 and 13 are proportional to the voltage projections

статора на продольную и поперечную оси ротора (, t/d -фгу), поступают На соответствующие входы блока 14 решени уравнений контуров машины, где но заданным величинам Uf, и ре, осуществл етс вычислениеof the stator to the longitudinal and transverse axes of the rotor (, t / d -fgu), go to the corresponding inputs of the unit 14 to solve the equations of the machine contours, where, but given the values of Uf, and re, the calculation is made

нанр жений ij), и ф. , пропорциональных проекци м потокосцеплени воздушного зазора на продольную d и поперечную q оси ротора .The terms ij) and f. , proportional to the projection of the air link flux on the longitudinal d and transverse q of the rotor axis.

Напр жени 1|з, и -ф с выходов блока 14 поступают на первые два входа гармонического преобразовател 15, на третий вход которого поступает напр жение с выхода широтноимпульсного модул тора 8, а на четвертыйThe voltages 1 | s and -f from the outputs of block 14 are fed to the first two inputs of the harmonic converter 15, the third input of which receives the voltage from the output of the pulse-width modulator 8, and the fourth

вход - напр жение с выхода широтно-импульсного модул тора 9. На выходе гармонического преобразовател получаетс синусоидальное напр жение, пропорциональное э.д.с. генератора за сопротивлением рассени X, .input is the voltage from the output of the pulse-width modulator 9. At the output of the harmonic converter, a sinusoidal voltage proportional to the emf is obtained. generator for scattering resistance X,.

Последнее моделируетс с помощью катушки индуктивности 17, соединенной с выходом гармонического преобразовател 15 через усилитель мошности 16.The latter is simulated using an inductor 17 connected to the output of a harmonic converter 15 via a power amplifier 16.

Вход щие в состав гармонического преобразовател 15 фильтры не внос т заметной погрешности , так как они используютс лишь дл фильтрации сигналов несущей частоты (пор дка 5 КГЦ), источниками которых вл ютс широтно-импульсные модул торы 8 и 9.The filters included in the harmonic converter 15 do not introduce a noticeable error, since they are used only to filter the carrier frequency signals (on the order of 5 KHz), the sources of which are pulse-width modulators 8 and 9.

В блоке 19 вычислени скольжени с помощью интегратора и преобразовател мощности , измер ющего выходную мощность устройства , с учетом заданной величины момента турбины /Пт получаетс напр жение, пропорциональное скольжению синхронного генератора , которое поступает на вход сумматора частот 2.In block 19, the calculation of the slip using an integrator and a power converter measuring the output power of the device, taking into account the specified magnitude of the turbine torque / PT, is obtained a voltage proportional to the slip of the synchronous generator, which is fed to the input of the frequency adder 2.

При имитации возмущений во внешней сетиWhen simulating disturbances in the external network

(короткие замыкани , включение нагрузки и др.) величина и фаза напр жени Lr на выходе модели синхронного генератора измен етс , в результате чего измен етс скольжение , вычисл емое в блоке 19, что приводит(short-circuits, switching on the load, etc.) the magnitude and phase of the voltage Lr at the output of the model of the synchronous generator changes, as a result of which the slip calculated in block 19 changes, resulting in

к изменению фазы напр жений на выходах усилителей 5 и 6. При этом вследствие изменений выходных напр жений щиротно-импульсных модул торов и входного напр жени амплитудных модул торов 10 и 11 на выходах фильтров 12 и 13 измен ютс напр жени , пропорциональные потокосцеплени м d и , что приводит к изменению выходных величин и ,; блока 14 решени уравнений контуров машины. Изменение указанных величин на входах гармонического преобразоватеto a change in the phase voltage at the outputs of amplifiers 5 and 6. Moreover, due to changes in the output voltages of the pulse-width modulators and the input voltage of the amplitude modulators 10 and 11, the voltages proportional to the flux linkages d and , which leads to a change in output values and,; block 14 solving the equations of the machine contours. The change of these values at the inputs of the harmonic transform

л 15 приводит к изменению фазы и величины напр жени 0 на выходе усилител мощности 16, пропорционального э.д.с. генератора за сопротивлением рассе ни Ха Поскольку индуктивное сопротивление катушки индуктивности 17 пропорционально индуктивному сопротивлению рассе ни обмотки статора, ток на выходе устройства пропорционален току статора моделируемого синхронного генератора .l 15 leads to a change in phase and voltage value 0 at the output of power amplifier 16, proportional to the emf. generator behind the dissipation resistance Xa As the inductive resistance of the inductor 17 is proportional to the inductive resistance of the stator winding, the current at the output of the device is proportional to the stator current of the simulated synchronous generator.

После внешнего возмущени напр жение на выходе блока 19 начинает измен тьс пропорционально абсолютной скорости ротора синхронного генератора и после р да качаний либо возвращаетс к нулевому уровню, что свидетельствует о сохранении устойчивости, либо увеличиваетс и доходит до ограничени (нарушение устойчивости).After external disturbance, the voltage at the output of block 19 begins to change in proportion to the absolute speed of the rotor of the synchronous generator and after a series of oscillations either returns to zero, which indicates that stability is maintained, or increases and reaches the limit (violation of stability).

Применение широтно-и-мпульсных модул торов 8 и 9 в сочетании с амплитудными модул торами 10 и 11 позвол ет уменьшить динамические погрешности устройства за счет меньшего запаздьивани в фильтрах при получении .напр жений, пропорциональных потокооцеплени м i()d и ajj, а также три формировании э.д.с. в гармоническом преобразователе.The use of width-to-pulse modulators 8 and 9 in combination with amplitude modulators 10 and 11 makes it possible to reduce the dynamic errors of the device due to a smaller delay in the filters upon receipt of voltages proportional to the current coupling i () d and ajj, as well as three formations in harmonic converter.

6 Предмет изобретени 6 Subject of the invention

Устройство дл моделировани синхронного генератора, содержащее блок вычислени скольжени , широтно-импульсные модул торы , усилители, катушки индуктивности, фильтры , амплитудные модул торы, сумматор частот и Последовательно соединенные блок решени уравнений контуров машины и гармонический преобразователь, отЛ(Ичаюшеес тем, что, с целью повышени быстродействи и точности вычислений, в нем вход нервого широтно-импульсного мо-дул тора через последовательно соединенные -первый усилитель и первый фильтр подключен к первому выходу сумматора частот, вход второго широтно-импульсного модул тора через последоBaTevibHo соединенные второй усилитель и -второй фильтр подключен ко второму выходуA device for simulating a synchronous generator, containing a slip calculation unit, pulse-width modulators, amplifiers, inductors, filters, amplitude modulators, a frequency adder and a sequentially connected unit for solving machine contour equations and a harmonic transducer, in order to increase speed and accuracy of calculations, in it the input of a nerve pulse-width modulator is connected through a series-connected first amplifier and first filter connected to the first output Frequency adder input of the second pulse width modulator connected through posledoBaTevibHo -second second amplifier and filter connected to the second output

сумматора частот, выход первого широтно-импульоного модул тора соединен с общим входом гармонического преобразовател и первого амплитудного модул тора, выход второго широтно-импульсного модул тора соединен сthe frequency adder, the output of the first pulse-width modulator is connected to the common input of the harmonic converter and the first amplitude modulator, the output of the second pulse-width modulator is connected to

общим входо.м гармонического преобразовател и второго амплитудного модул тора.common input of the harmonic converter and the second amplitude modulator.

L ,L,