МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к техническим средствам обучения и, в частности, к учебным моделям систем питания электрических сетей, и может быть использована для изучения режимов работы ветроэнергетических электрических установок в условиях учебных лабораторий при обучении студентов и учащихся в высших и средних профессиональных образовательных учреждениях.
Известна модель электрической системы, описанная в свидетельстве Российской Федерации №4638 на полезную модель «Модель электрической системы» по классу Н02J 3/00, заявленном 04.04.0996 г. и опубликованном 16.07.1997 г.
Указанная модель электрической системы содержит физические аналоги силовых элементов, например, синхронный генератор с приводным двигателем, трансформаторы, линию электропередачи, нагрузки и элементы ручного управления, например, систему управления возбуждением синхронного генератора и/или устройство управления процессом синхронизации генератора с электрической сетью, связанные общностью протекающих в ней процессов, при этом она дополнительно содержит программируемый контроллер и, по крайней мере, один датчик параметра режима модели, выход которого выполнен с возможностью соединения с входом контроллера, причем по крайней мере один элемент управления выполнен с возможностью передачи функции формирования управляющего воздействия контроллеру, имеет выход и/или вход для соединения соответственно с входом и/или выходом контроллера и переключатель с ручного режима управления на режим управления от контроллера.
Недостатком известной модели электрической системы является узкая область ее применения, обусловленная невозможностью моделирования с ее помощью режимов работы электрических ветроустановок из-за отсутствия в ней элементов, дающих возможность реализовать специфические зависимости скорости вращения и крутящего момента ветродвигателя.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение области применения модели электрической системы.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности реализации зависимости скорости вращения и крутящего момента ветродвигателя.
Указанный результат достигается тем, что в модели электрической системы, содержащей электрический генератор с приводным двигателем, связанный с электрической нагрузкой, программируемый контроллер и, по крайней мере, один датчик рабочего параметра модели, выход которого соединен с входом контроллера, согласно полезной модели, приводной двигатель представляет собой электродвигатель, датчики рабочих параметров модели выполнены в виде датчика скорости вращения и датчика крутящего момента электродвигателя, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами программируемого контроллера, выходом подключенного к электродвигателю.
Выполнение приводного двигателя в виде электродвигателя, выполнение датчиков рабочих параметров модели в виде датчика скорости вращения и датчика крутящего момента электродвигателя, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами программируемого контроллера, выходом подключенного к электродвигателю, дает возможность воспроизводить и изучать режимы работы электрической системы, в которой приводным двигателем генератора электрической энергии является ветродвигатель, скорость вращения и крутящий момент
которого специфически взаимосвязаны, что позволяет расширить область применения модели электрической системы.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемой модели электрической системы новые свойства, позволяющие решать поставленную задачу.
Заявляемая модель электрической системы обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что приводной двигатель представляет собой электродвигатель, датчики рабочих параметров модели выполнены в виде датчика скорости вращения и датчика крутящего момента электродвигателя, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами программируемого контроллера, выходом подключенного к электродвигателю.
Заявляемая модель электрической системы может найти широкое применение при обучении студентов и учащихся электроэнергетических специальностей в высших и средних профессиональных образовательных учреждениях, в частности, для изучения режимов работы ветроэнергетических электрических установок в условиях учебных лабораторий, и поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлена схема модели электрической системы.
Модель электрической системы, представленная на чертеже, содержит электрический генератор 1 с приводным электродвигателем 2, связанный с электрической нагрузкой 3.
К приводному электродвигателю 2 подключен выход программируемого контроллера 4. Выходы датчика 5 скорости вращения и датчика 6 крутящего момента электродвигателя 2 соединены соответственно с первым и вторым входами программируемого контроллера 4. В память программируемого контроллера 4 записана характеристика моделируемого
ветродвигателя в виде зависимости его скорости вращения от крутящего момента.
Выполнение всех частей заявляемой модели электрической системы является традиционным и используются все части по прямому назначению.
Работа заявляемой модели электрической системы осуществляется следующим образом.
При включении электропитания схемы (цепи электропитания на чертеже не показаны) на выходе программируемого контроллера 4 появляется сигнал, под воздействием которого электродвигатель 2 начинает вращаться. На выходах датчика 5 скорости вращения и датчика 6 крутящего момента электродвигателя 2 появляются сигналы, поступающие соответственно на первый и второй входы программируемого контроллера 4. Под воздействием этих сигналов и записанной в память контроллера 4 характеристики моделируемого ветродвигателя в виде зависимости его скорости вращения от крутящего момента в контроллере 4 формируется задающий сигнал, поступающий с его выхода на электродвигатель 2, который под его воздействием развивает крутящий момент и вращается со скоростью, свойственной ветродвигателю. Электродвигатель 2 вращает электрический генератор 1, который вырабатывает электроэнергию, питающую электрическую нагрузку 3.
При увеличении нагрузки 3 скорость вращения генератора 1 и, соответственно, электродвигателя 2 падает, сигнал на выходе датчика 5 скорости вращения изменяется, и контроллер 4 корректирует задающий сигнал, подаваемый на вход электродвигателя 2 для поддержания требуемой зависимости скорости вращения электродвигателя 2 от крутящего момента.
Заявляемая модель электрической системы по сравнению с прототипом имеет более широкую область применения.