| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2094839
Трансформаторні-тиристорний КОМПЕНСАТОР ВІДХИЛЕНЬ напруги І реактивної потужності
Ім'я винахідника: Климаш Володимир Степанович
Ім'я патентовласника: Климаш Володимир Степанович; Комсомольський-на-Амурі державний технічний університет
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.06.29
Використання: пропонований пристрій призначений для підвищення якості електроенергії та її економії. Суть винаходу: розширення діапазону компенсації реактивної потужності мережі і відхилень вихідної напруги, а й поліпшення масогабаритних показників трансформаторного обладнання. Поставлена мета досягається за рахунок виконання комутатора вольтододавального трансформатора у вигляді перетворювача амплітуди і фази напруги з ланкою постійного струму і двостороннім обміном енергії. У режимі вольтодобавки перетворювач отримує харчування з ланцюга навантаження, а в режимі вольтовичета повертає енергію в мережу. Управління цими режимами здійснюється системою управління фазою інвертора і системою роздільного управління реверсивним випрямлячем спільно з датчиками струму, напруги та реактивної потужності.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід використовується в установках з плавним регулюванням фази і діючого значення напруги навантаження.
Сигнал з датчика відхилення напруги навантаження подається на систему управління основним інвертором. Змінюючи кут управління тиристорами цього інвертора, здійснюють регулювання діючого значення напруги на навантаженні. Сигнал з датчика реактивної потужності мережі надходить одночасно на систему управління інвертором, веденим мережею, виходом підключеним до мережі, і систему управління випрямлячем, входом підключеним до навантаження. У режимі вольтопрібавленія цей сигнал змінює кут управління тиристорами випрямляча, а в режимі вольтовичетанія тиристорами інвертора, веденого мережею, і здійснює регулювання споживаної з мережі реактивної потужності. Дозвіл на керування випрямлячем або інвертором, веденим мережею, проводиться вузлом роздільного управління при подачі на нього сигналу з датчика напрямки вхідного струму основного інвертора. Це дозволяє здійснювати компенсацію вхідний реактивної потужності з забезпеченням заданого діючого значення вихідної напруги незалежно від знака відхилень напруги відносно заданого рівня, а й від величини і характеру навантаження. При цьому досягається розширення діапазону компенсації відхилень напруги і реактивної потужності, а й поліпшення масогабаритних показників, внаслідок підключення вхідних затискачів випрямляча до навантаження, а вихідних затискачів інвертора, веденого мережею, до мережі і застосування роздільного управління по знаку вхідного струму основного інвертора.
Винахід відноситься до енергетичної електроніці і призначене для стабілізації вихідної напруги і компенсації вхідний реактивної потужності.
Відомо трансформаторно-тиристорне регулюючий пристрій, що містить два інвертора з синхронізованими від загального генератора і два двообмоткових трансформатора, первинні обмотки яких з'єднані послідовно і включені між мережею і навантаженням. Входи інверторів підключені до загального джерела живлення, а виходи до вторинних обмоток трансформаторів [1]
Цей пристрій підтримує роздільну регулювання напруги навантаження за рахунок регулювання фази вихідної напруги одного інвертора щодо вихідної напруги іншого інвертора і підсумовування цих напруг за допомогою трансформаторів.
До недоліків пристрою слід віднести велику вагу і габаритні розміри трансформаторів, а й відсутність компенсації відхилень напруги і реактивної потужності.
Найбільш близьким до пропонованого є трансформаторно-тиристорний компенсатор відхилень напруги і реактивної потужності, який містить випрямляч, два інвертора з синхронізованими з мережею системою управління і два трифазних двообмоткових трансформатора, а й датчик реактивної потужності мережі в комплекті з двома однофазними вимірювальними трансформаторами струму і датчик відхилення напруги навантаження [2] Первинні обмотки трансформаторів з'єднані послідовно і включені між мережею і навантаженням, а їх вторинні обмотки підключені до виходів інверторів, входи яких об'єднані і через випрямляч підключені до навантаження. Керуючий вхід системи управління основним інвертором підключений до виходу датчика відхилення напруги навантаження, а керуючий вхід системи управління додатковим інвертором, веденим мережею, до виходу датчика реактивної потужності мережі.
До недоліків пристрою слід віднести велику вагу і габарити, завдяки застосуванню двох трансформаторів і до того ж із збільшеною встановленою потужністю для запобігання насичення їх магнитопроводов при швидкодіючому регулювання фаз вихідних напруг інверторів, а й обмежений діапазон компенсації відхилення напруги і реактивної потужності, внаслідок підключення випрямляча тільки до навантаження або тільки до мережі як в режимах підвищених, так і знижених значень напруги мережі при зміні величини і характеру навантаження.
Мета винаходу поліпшення масогабаритних показників і розширення діапазону компенсації відхилень напруги і реактивної потужності.
Поставлена мета досягається тим, що інші висновки первинної обмотки трансформатора підключені до мережі, до якої приєднано вихід інвертора, веденого мережею, в якості основного інвертора застосований інвертор напруги, до складу якого входить вентильний блок з прямим тиристорним і зворотним доданими мостами і вхідний фільтр з датчиком напрямку струму, крім того, введена синхронізована з частотою мережі і сфазіровать з напругою навантаження система управління випрямлячем, вузол роздільного управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, при цьому керуючі входи систем управління випрямлячем і веденим мережею інвертором підключені до виходу датчика реактивної потужності мережі, вхід контролю режиму роботи вузла роздільного управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, підключений до виходу датчика напрямку струму, а його перший і другий виходи підключені до вирішальним входів систем управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, відповідно.
На кресленні наведена функціональна схема пристрою до рівня відомих елементів.
 |
Пристрій містить трансформатор 1, основний інвертор 2, інвертор напруги, до складу якого входить вентильний блок 3 з прямим тиристорним і зворотним доданими мостами і вхідний фільтр 4 з датчиком напрямку струму, синхронізована з мережею система регулювання 5 фази вихідної напруги основного інвертора щодо напруги мережі, випрямляч 6 з синхронізованою з частотою мережі і сфазіровать з напругою навантаження системою управління 7, ведений мережею інвертор 8 з синхронізованою з частотою мережі і сфазіровать з напругою мережі системою управління 9, вузол 10 роздільного управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, а й датчик 11 відхилення напруги навантаження і датчик 12 реактивної потужності мережі. |
Трансформаторно-тиристорний компенсатор відхилень напруги і реактивної потужності працює наступним чином. Вихідна напруга пристрою 
формується з напруги мережі 
і регульованого по величині і фазі напруги K т 
, Що наводиться на первинній обмотці трансформатора 1, внаслідок харчування його вторинної обмотки напругою 
, Формованому на виході основного інвертора 2.
Вихідна напруга основного інвертора 2 в режимі вольтопрібавленія і вольтовичетанія: 
де 
и1 кут між напругою і струмом основного інвертора 2; 
в, и1, і 2 кути управління тиристорами випрямляча 6, основного інвертора 2 і інвертора, веденого мережею, 8 відповідно;
K в, K и1, K і 2 коефіцієнти перетворення випрямляча 6, основного інвертора 2 і інвертора, веденого мережею, 8 відповідно;
F ( в) і F ( і 2) передавальні функції випрямляча 6 і інвертора, веденого мережею, 8 відповідно.
За допомогою трансформатора 1 вихідна напруга основного інвертора 2 зменшується в коефіцієнт трансформації K т раз і, внаслідок зустрічного включення його обмоток, віднімається з напруги мережі В результаті цього, вираз для напруги навантаження 
для розглянутих режимів має вигляд: 
де K п1 K в · K и1 і K п2 K и1 · K і 2 коефіцієнти перетворення напруги тиристорним рекуперативним перетворювачем з ланкою постійного струму (при мостових схемах інверторів і випрямляча K п1 ~ 1 і K п2 ~ 1); 
повне опір короткого замикання трансформатора 1; 
узагальнений вектор струму навантаження.
З виразів (1) і (2) видно, що модуль і аргумент узагальненого вектора напруги навантаження можна регулювати зміною кута управління и1 тиристорами основного інвертора 2 і кутом управління в випрямляча 6 (в режимі вольтопрібавленія) або кутом управління і 2 інвертора, веденого мережею, 4 (в режимі вольтовичетанія). У пристрої зміни кутів в і і 2 проводиться в функції відхилень реактивної потужності мережі від нульового рівня, а передача управління з в на і 2 при зміні полярності струму на вході основного інвертора 2, при цьому зміна кута управління и1 основного інвертора 2 незалежно від полярності його вхідного струму виробляється в функції відхилення напруги навантаження від заданого рівня, наприклад, рівного номінальному напрузі мережі. Можливість регулювання модуля вектора напруги навантаження дозволяє вирівнювати його при відхиленнях напруги в мережі, а й при змінах величини і характеру навантаження, а можливість незалежного регулювання при цьому аргументу вектора щодо дозволяє компенсувати споживану з мережі реактивну потужність.
Досягнення ефекту обумовлено застосуванням у влаштуванні тільки одного трансформатора, а й підключенням випрямляча 6 до навантаження в режимі вольтопрібавленія і інвертора, веденого мережею, до мережі в режимі вольтовичетанія.
Таке схемне рішення дозволяє розширити діапазон регулювання або стабілізації вихідної напруги при незмінному і максимально можливому куті випередження напруги напруга або розширити діапазон регулювання або компенсації споживаної з мережі реактивної потужності при заданому діапазоні відхилень вхідної напруги і повної компенсації цих відхилень напруги на навантаженні.
Доцільною областю застосування пристрою є променергоблокі з найбільш поширеними цеховими трансформаторними підстанціями потужністю 400, 630 і 1000 кВА.
ВИКОРИСТОВУВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Толстов Ю.Г. Автономні інвертори струму. М. Енергія, 1978, с. 52-53. аналог.
2. Патент РФ N 1793514, H 02 3/18 від 15.11.93 прототип.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Трансформаторно-тиристорний компенсатор відхилень напруги і реактивної потужності, що містить датчик реактивної потужності мережі і датчик відхилення напруги навантаження, трансформатор з первинною і вторинною обмотками і основний інвертор з синхронізованою і сфазіровать з мережею системою регулювання фази вихідної напруги основного інвертора щодо напруги мережі, керуючий вхід якої підключений до виходу датчика відхилення напруги навантаження, а й інвертор, ведений мережею, з синхронізованою і сфазіровать з мережею системою управління і випрямляч, причому вхід випрямляча підключений до навантаження, а його вихідні висновки формують висновки постійного струму, до яких підключені входи основного інвертора і інвертора , веденого мережею, вторинна обмотка трансформатора з'єднана в зірку і підключена до виходу основного інвертора, а одні з висновків його первинної обмотки підключені до навантаження, що відрізняється тим, що інші висновки первинної обмотки трансформатора підключені до мережі, до якої приєднано вихід інвертора, веденого мережею, в якості основного інвертора застосований інвертор напруги, до складу якого входить вентильний блок з прямим тиристорним і зворотним доданими мостами і вхідний фільтр з датчиком напрямку струму, крім того, введена синхронізована з частотою мережі і сфазіровать з напругою навантаження система управління випрямлячем, вузол роздільного управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, при цьому керуючі входи систем управління випрямлячем і веденим мережею інвертором підключені до виходу датчика реактивної потужності мережі, вхід контролю режиму роботи вузла роздільного управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, підключений до виходу датчика напрямку струму, а його перший і другий виходи підключені до вирішальним входів систем управління випрямлячем і інвертором, веденим мережею, відповідно.
Версія для друку
Дата публікації 15.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.