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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2154333

КОМПЕНСАТОР реактивної потужності

Ім'я винахідника: Климаш В.С .; Симоненко І.Г.
Ім'я патентовласника: Климаш Володимир Степанович; Симоненко Ірина Геннадіївна; Комсомольський-на-Амурі державний технічний університет
Адреса для листування: 681013, м.Комсомольськ-на-Амурі, пр. Леніна 27, технічний університет
Дата початку дії патенту: 1997.01.24

Винахід призначений для швидкодіючої компенсації реактивної потужності мережі та стабілізації напруги навантаження при роботі в умовах м'яких мереж і резкопеременной промислової навантаження. Компенсатор містить датчик реактивної потужності мережі, датчик відхилення напруги навантаження, трансформатор, два інвертора із загальним для них фільтром і реверсивний випрямляч. Інвертори управляються системою управління, що забезпечує регулювання їх фаз відповідно на кути + і - + щодо напруги мережі. регулювання виробляється в функції реактивної потужності мережі, а регулювання в функції відхилення напруги навантаження. Технічний результат - поліпшення масогабаритних показників і підвищення швидкодії.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до енергетичної електроніці, зокрема до пристроїв підвищення якості та ефективності використання електроенергії, і може бути використано в системах електропостачання промислових підприємств.

Відомий Компенсатор реактивної потужності (Патент РФ N 1793514 від 15.11.93, кл. H 02 J 3/18), який взятий за прототип. Він містить два трифазних трансформатора з послідовно з'єднаними первинними обмотками, включеними в ланцюг навантаження, і два трифазних інвертора, об'єднані входи яких через трифазний випрямляч підключені до мережі, навантаженні або додаткової мережі. Виходи першого і другого інверторів відповідно підключені до первинних обмоток відповідно першого і другого трифазних трансформаторів. Управління фазою вихідної напруги одного з інверторів проводиться в функції відхилень вхідної реактивної потужності від нульового рівня, а управління фазою іншого інвертора - в функції відхилення вихідної напруги від заданого, наприклад номінального, рівня.

До недоліків пристрою слід віднести велику вагу і габарити трансформаторного обладнання і порівняно невисока швидкодія. Вони викликані тим, що в пристрої два трансформатора і підсумовування двох додаткових напружень, сформованих інверторами, проводиться після трансформації.

Завданням винаходу є поліпшення масогабаритних показників і підвищення швидкодії.

В результаті рішення поставленої задачі зменшений діапазон регулювання фази у вторинному ланцюзі трансформатора і, отже, подмагничивающим дію інверторів на муздрамтеатр. Це дозволило підвищити швидкість зміни фази і швидкодію пристрою, а й замість двох трифазних трансформаторів застосувати один.

Рішення поставленого завдання досягається тим, що одні висновки вторинної обмотки трифазного трансформатора підключені до виходу другого трифазного інвертора, а інші висновки його первинної обмотки підключені до мережі, причому трифазний випрямляч виконаний з двостороннім обміном енергії і між його виходом і об'єднаними входами інверторів включений індуктивно - ємнісний фільтр, а й введена загальна для інверторів система управління, що синхронізує вхід якої через блок регулювання фази синхроимпульсов підключений до мережі, а перший і другий її виходи відповідно підключені до першого і другого трифазним інверторів, забезпечуючи регулювання фази вихідної напруги першого трифазного інвертора на кут + , А другого на кут - + при зміні щодо і зміні щодо напруги мережі в діапазоні від 0 до радий, при цьому керуючий вхід системи управління инверторами підключений до виходу датчика реактивної потужності мережі, а керуючий вхід блоку регулювання фази синхроімпульсів підключений до виходу датчика, відхилення напруги навантаження.

На фіг.1 наведена блок-схема пристрою, на фіг.2 - схеми заміщення, а на фіг. 3 - тимчасові діаграми, що пояснюють принцип дії компенсатора реактивної потужності.

Пристрій (фіг. 1) містить трифазну мережу 1 та трифазному навантаженні 2. трифазний трансформатор 3, два трифазних інвертора 4 і 5 із загальною для них системою управління 6 і блоком 7 регулювання фази синхроімпульсів, трифазний випрямляч 8 з двостороннім обміном енергії, індуктивно-ємнісний фільтр 9, датчик реактивної потужності мережі 10 і датчик відхилення напруги навантаження 11.

ЕЛЕМЕНТИ СХЕМИ з'єднати наступним чином

Первинна обмотка трифазного трансформатора 3 включена між мережею 1 і навантаженням 2, а його вторинна обмотка між виходами першого 4 і другого 5 трифазних інверторів, об'єднані входи яких через фільтр 9 і трифазний випрямляч 8 підключені до навантаження (або іншому трифазного джерела напруги). Синхронізуючий вхід системи управління 6 інверторами 4 і 5 через блок 7 регулювання фази синхроімпульсів підключений до мережі, а її керуючий вхід - до виходу датчика 10 реактивної потужності мережі 1, в той час як керуючий вхід блоку 7 регулювання фази синхроімпульсів підключений до датчика 11 відхилення напруги навантаження 2.

Система управління 6 виконує функцію зсуву по фазі керуючих імпульсів на першому і другому її виходах відповідно на кути і - щодо початкової фази , Регульованою щодо напруги мережі за допомогою блоку 7.

Компенсатор реактивної потужності працює наступним чином.

Перший і другий трифазні інвертори 4 і 5 перетворюють випрямлена напруга в два змінних напруги. Вектора перших гармонік цих напруг зрушені щодо напруги мережі на загальну початкову фазу , Щодо якої один з цих векторів регулюється по фазі на кут , А інший на кут -



Внаслідок того, що інвертори 4 і 5 підключені до вторинних обмоток трансформатора 3 з обох сторін, до неї додається різниця вихідних напруг інверторів



або сума комплексно-сполучених векторів з фазою , Зображених на комплексній площині, поверненою щодо напруги мережі на кут



де до _т - коефіцієнт трансформації.

Подальші приведення всіх параметрів вторинного кола до первинної (по аналогії з загальмованою машиною подвійного живлення з навантаженням в ланцюзі статора [4]), дозволяють скласти схему заміщення компенсатора реактивної потужності (фіг. 2, а) і, в нехтуванні струмом намагнічування її спрощений варіант (фіг. 2, б), за яким з достатньою точністю визначають напругу на навантаженні 2

З останнього виразу і векторних діаграм (фіг. 3) видно, що амплітуду і фазу вектора можна регулювати, змін і . Зокрема, регулювання тільки амплітуди вгору і вниз відносно виробляється зміною від 0 до радий і при , Що дорівнює 0 або радий, а регулювання фази і зміною , Але при значенні , Приблизно рівному / 2 рад, при цьому випереджає регулювання щодо виробляється зміною від 0 до / 2 рад, а відстає від / 2 до радий. В заявляється пристрої зміна виробляється в функції відхилення від нуля реактивної потужності мережі 1, а зміна в функції відхилення від заданого рівня напруги навантаження 2.

При активно-індуктивному навантаженні і споживанні (генерації) компенсатором реактивної потужності сигнал з виходу датчика 10 реактивної потужності мережі 1 надходить на керуючий вхід системи управління 6 інверторами 4 і 5 і зменшуючи (збільшуючи) кут управління щодо початкової фази , Здійснює збільшення (зменшення) діючого значення додаткового напруги і відповідно збільшення (зменшення) фази вектора вихідної напруги , Випереджаючого вектор напруги мережі . При цьому датчик 11 відхилення напруги навантаження і подає сигнал на керуючий вхід блоку 7 регулювання фази синхроімпульсів, який, змінюючи щодо напруги мережі кут , Здійснює регулювання фази додаткового напруги і діючого значення вихідної напруги . В результаті такого амплітудно-фазового впливу на вихідну напругу першого і другого трифазних інверторів 4 і 5 вектор додаткового напруги так формує свій модуль і аргумент, що вектор напруги навантаження 2 є радіусом заданої окружності.

При активно-ємнісний навантаження компенсатор працює аналогічно, але при цьому формування вихідної напруги пристрою здійснюється в області відставання щодо напруги мережі.

В процесі стабілізації вихідної напруги при зниженому (підвищеному) значенні напруги мережі щодо заданого, наприклад, номінального значення, випрямляч 8 з двостороннім обміном енергії працює в випрямному (інверторному) режимі, забезпечуючи трансформатора 3 і всьому пристрою роботу в режимі вольтодобавки (вольтовичета) зі споживанням додаткової енергії з мережі (з рекуперацією енергії в мережу).

На час процесу переходу трифазного випрямляча 8 з випрямного режиму в інверторний режим і навпаки енергія, яка надходить в ланка постійної напруги (або струму), накопичується в фільтрі 9 і далі в режимі вольтодобавки розряджається через інвертори 4 і 5 і трансформатор і на навантаження 2, а в режимі вольтовичета через випрямляч 8 повертається в мережу.

Використання компенсатора дозволяє здійснювати повну компенсацію реактивної потужності в різних системах змінного струму із забезпеченням заданої стабільності діючого значення вихідної напруги незалежно від жорсткості зовнішньої характеристики мережі, а й від величини і характеру, навантаження.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Патент ФРН N 2531518, кл. H 02 J 3/18, 1974 - аналог.

2. Заявка Японії N 62-184512, кл. H 02 J 3/12. 1987 - аналог.

3. Патент Російської Федерації N 1793514, кл. H 02 J 3/18. 1993 - прототип.

4. Климаш BC Вольтододаткові трансформатор з тиристорним керуванням як машина подвійного живлення. У межвуз. зб. праць "Теорія і розрахунок ел. обладнання", Хабаровськ. ХПІ, 1987, с. п.114-118.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Компенсатор реактивної потужності, що містить трифазний трансформатор з первинною і вторинними обмотками, трифазний випрямляч, вхід якого підключений до навантаження або іншому трифазного джерела напруги, і два трифазних інвертора з об'єднаними входами, а й датчик реактивної потужності мережі і датчик відхилення напруги навантаження, при цьому одні висновки первинної обмотки трифазного трансформатора підключені до навантаження, а інші висновки її вторинної обмотки підключені до виходу першого трифазного інвертора, що відрізняється тим, що одні висновки вторинної обмотки трифазного трансформатора підключені до виходу другого трифазного інвертора, а інші висновки його первинної обмотки підключені до мережі, причому трифазний випрямляч виконаний з двостороннім обміном енергією і між його виходом і об'єднаними входами трифазних інверторів включений індуктивно-ємнісний фільтр, а й введена загальна для трифазних інверторів система управління, що синхронізує вхід якої через блок регулювання фази синхроімпульсів підключений до мережі, перший і другий її виходи відповідно підключені до першого і другого трифазним інверторів, забезпечуючи регулювання фази вихідної напруги першого трифазного інвертора на кут + , А другого на кут - + при зміні і в діапазоні від 0 до радий., де - Фаза керуючих імпульсів відносно синхроімпульсів і - Фаза синхроімпульсів щодо напруги мережі, при цьому керуючий вхід системи управління трифазними інверторами підключений до виходу датчика реактивної потужності мережі, а керуючий вхід блоку регулювання фази синхроімпульсів підключений до виходу датчика відхилення напруги навантаження.

Версія для друку
Дата публікації 15.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів