| 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 RU2096888
СПОСІБ РЕГУЛЮВАННЯ реактивної потужності
І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ
Ім'я винахідника: Кантер І.І .; Мітяшін Н.П .; Голембиовский Ю.М .; Томашевський Ю.Б. .; Суманеев Г.Е .; Різьбярів А.Ф.
Ім'я патентовласника: Саратовський державний технічний університет
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1996.04.08
Винахід відноситься до перетворювальної техніки і може застосовуватися для роботи в розподільних мережах промислових підприємств для компенсації реактивної потужності навантажень. Суть винаходу: підвищення швидкодії і розширення діапазону регулювання в джерелах реактивної потужності забезпечуються шляхом зміни величини напруги на накопичувальному конденсаторі в керованому перетворювачі напруги. Це досягається обчисленням значення напруги на конденсаторі, що забезпечує необхідну величину реактивної потужності, і стабілізацією його за рахунок підзарядки і розряду накопичувального конденсатора з незалежних ланцюгах. Реалізація способу в джерелі реактивної потужності шляхом введення керованого випрямляча та інвертора, веденого мережею, з'єднаних з мережею через силові трансформатори, дозволяє при збільшенні напруги зменшувати частку вищих гармонік в кривій генерується струму.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до перетворювальної техніки і може застосовуватися для роботи в розподільних мережах промислових підприємств для компенсації реактивної потужності навантажень.
Відомий спосіб регулювання реактивної потужності в тиристорному компенсаторі реактивної потужності (ТКРМ) [1] полягає в організації широтно-імпульсної модуляції напруги для дроблення процесу заряду-розряду накопичувального конденсатора.
Відомий ТКРМ, що містить трифазні мости тиристорів з відсікають діодами і коммутирующими конденсаторами і зворотних діодів, накопичувальний конденсатор, з'єднані між собою по шинам постійної напруги, по фазним висновків мости з'єднані через комутуючі реактори [1] При цьому за рахунок широтно-імпульсної модуляції напруги і збільшення частоти комутації вентилів тиристорного мосту відбувається дроблення процесу заряду-розряду накопичувального конденсатора.
Однак відомі спосіб і пристрій дозволяють отримати прийнятне значення коефіцієнта несинусоїдальності K нс лише у вузькому діапазоні регулювання реактивної потужності. При збільшенні діапазону регулювання крива струму має різко несинусоїдальний характер, а коефіцієнт несинусоїдальності становить в кращому випадку 30-40%
Найбільш близьким за технічною сутністю до винаходу є спосіб регулювання реактивної потужності [2] заснований на зміні напруги заряду накопичувального конденсатора шляхом зміни тривалості імпульсів зарядного струму за рахунок зміни моменту включення комутуючого тиристора в регуляторі постійної напруги (РПН), включеному між накопичувальним конденсатором і виходом трифазного випрямляча.
Найбільш близьким до заявляється пристрою за технічною суттю є джерело реактивної потужності (ДРП) [2] містить керований перетворювач напруги з вхідними реакторами і накопичувальний конденсатор в ланцюзі постійного струму перетворювача.
Недолік відомих способу і пристрою полягає в тому, що в них забезпечується оперативний заряд накопичувального конденсатора, а для регулювання реактивної потужності в широкому діапазоні необхідно ще і забезпечити його оперативний розряд. Один підзаряд накопичувального конденсатора не забезпечує високої швидкодії регулювання реактивної потужності ДРП, визначаючи його вузький діапазон. При цьому може бути забезпечено безперервний зміна реактивної потужності тільки випереджаючого характеру.
Завданням винаходу є підвищення швидкодії і розширення діапазону регулювання реактивної потужності.
Поставлена задача досягається тим, що в способі регулювання реактивної потужності шляхом зміни величини напруги на накопичувальному конденсаторі, включеному на вихід керованого перетворювача напруги, обчислюють значення напруги на ньому, що забезпечує необхідну величину реактивної потужності, і стабілізують його напруга на обчислюваному рівні, здійснюючи підзаряд і розряд накопичувального конденсатора з незалежних ланцюгах.
Поставлена задача досягається і тим, що джерело реактивної потужності, що містить керований перетворювач напруги з вхідними реакторами і накопичувальний конденсатор в ланцюзі постійного струму перетворювача, відповідно до винаходу забезпечений датчиками реактивної потужності і напруги, обчислювальним пристроєм для визначення напруги, виходячи із забезпечення необхідної величини реактивної потужності, вузлом порівняння, двома силовими трансформаторами, керованим випрямлячем і веденим інвертором з системою імпульсно-фазового управління, відповідні висновки постійної напруги випрямляча і інвертора підключені паралельно накопичувальному конденсатору і датчику напруги, вихід датчика реактивної потужності утворює вхід обчислювального пристрою, вихід якого з'єднаний з відповідним входом вузла порівняння, інший вхід з'єднаний з виходом датчика напруги, а вихід з входом системи імпульсно-фазового управління, два керуючих виходу якої підключені до керованого випрямляча і инвертору, відомому мережею, з'єднаних з мережею через силові трансформатори.
Саме використання керованого випрямляча та інвертора, веденого мережею, що здійснюють відповідно оперативний заряд і розряд накопичувального конденсатора з обчисленням значення напруги на ньому, забезпечує відповідно до способу стабілізацію напруги на обчислюваному рівні, що відповідає необхідній величині реактивної потужності, і тим самим досягнення мети винаходів. Це дозволяє зробити висновок про те, що заявляються винаходи пов'язані між собою єдиним винахідницьким задумом.
На кресленні показані функціональна схема ІРМ, що реалізує даний спосіб регулювання реактивної потужності, і пристрій для його здійснення.
 |
В якості регульованого параметра прийнята величина напруги накопичувального конденсатора 3. Керований перетворювач напруги 1 з вхідними реакторами 2 шляхом впливу на кут управління тиристорів забезпечує задану величину коефіцієнта несинусоїдальності кривої струму. Як нього може використовуватися автономний інвертор напруги (АІН) з зворотним доданими мостом. Регулювання реактивної потужності здійснюється наступним чином. З виходу датчика реактивної потужності 4 сигнал, пропорційний величині споживаної або реактивної потужності, надходить в обчислювальний пристрій 6, де здійснюється обчислення необхідного значення |
, Пропорційного поточного значення напруги на конденсаторі 3 U C. сигнал неузгодженості 
*, Що формується вузлом порівняння 7 надходить в систему імпульсно-фазового управління (СІФУ) 12, яка формує необхідні сигнали управління випрямлячем 10 і веденим інвертором 11, з'єднаних з мережею через силові трансформатори 8 і 9 відповідно, тим самим забезпечуючи оперативний заряд і розряд накопичувального конденсатора 3. Використання незалежних регульованих контурів заряду і розряду накопичувального конденсатора за рахунок введення відповідно керованого випрямляча та інвертора, веденого мережею, підвищує швидкодію і забезпечує широкий діапазон регулювання реактивної потужності.
Збільшення швидкодії пов'язано з тим, що максимальна затримка при регулюванні напруги на конденсаторі 3 не перевищує 1/6 частини періоду напруги мережі як при його збільшенні, так і зменшення за рахунок використання відповідно випрямляча 10 і веденого інвертора 11.
ІРМ містить керований перетворювач напруги 1 з вхідними реакторами 2 і накопичувальний конденсатор 3, включений на вихід керованого перетворювача напруги 1, датчики реактивної потужності 4 і напруги 5, обчислювальний пристрій 6 для визначення напруги, виходячи із забезпечення необхідної величини реактивної потужності, вузол порівняння 7, два трансформатора 8, 9, керований випрямляч 10 і ведений інвертор 11 з СІФУ 12. При цьому відповідні висновки постійної напруги випрямляча 10 і інвертора 11 підключені паралельно накопичувальному конденсатору 3 і датчику напруги 5, вихід датчика реактивної потужності 4 утворює вхід обчислювального пристрою 6, вихід якого з'єднаний з відповідним входом вузла порівняння 7, інший вхід з'єднаний з виходом датчика напруги 5, а вихід з входом СІФУ 12, два керуючих виходу якої підключені до керованого випрямляча 10 і инвертору 11, відомому мережею, з'єднаних з мережею через силові трансформатори 8 і 9 відповідно.
Пристрій працює наступним чином
Сигнал, пропорційний величині споживаної (генерується) реактивної потужності, з виходу датчика реактивної потужності 4 надходить в обчислювальний пристрій 6. В якості останнього може використовуватися мікропроцесор з необхідною периферією або однокристальна ЕОМ. значення 
*, Що обчислюється виходячи із забезпечення необхідної величини реактивної потужності, порівнюється вузлом порівняння 7 з сигналом , Пропорційним поточного значення напруги на конденсаторі 3. Після цього СІФУ 12 на основі сигналу неузгодженості 
формує необхідні сигнали управління відповідно керованим випрямлячем 10 і веденим інвертором 11.
Розширення діапазону регулювання, що досягається за рахунок регулювання напруги на накопичувальному конденсаторі, дозволяє зі збільшенням напруги зменшити частку вищих гармонік в кривій генерується струму.
Криву напруги на виході інверторного моста 1 компенсатора можна уявити 
де u (k1) (t) миттєве значення напруги першої гармоніки;
u (k s) (t) миттєве значення напруги s-й гармоніки.
Переходячи до комплексам, маємо.
Нехай відносна зміна U K в порівнянні з напругою мережі становить d. Тоді струм першої гармоніки, що генерується в мережу, дорівнює 
де напруга мережі;
Z 1 опір реакторів на вході перетворювача 1.
Струм s-й гармоніки дорівнює 
остаточно має 
Відносний вміст вищих гармонік зменшується в d раз. режим d 
1 забезпечується підвищують трансформаторами 8 і 9 відповідно.
Таким чином, ІРМ з новим способом регулювання підвищує швидкодію і забезпечує широкий діапазон регулювання реактивної потужності.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб регулювання реактивної потужності шляхом зміни величини напруги на накопичувальному конденсаторі, включеному на вихід керованого перетворювача напруги, що відрізняється тим, що обчислюють значення напруги на ньому, що забезпечує необхідну величину реактивної потужності і стабілізують напругу накопичувального конденсатора на обчислюваному рівні, здійснюючи підзаряд або розряд накопичувального конденсатора з незалежних ланцюгах.
2. Джерело реактивної потужності, що містить керований перетворювач напруги з вхідними реакторами і накопичувальний конденсатор в ланцюзі постійного струму перетворювача, що відрізняється тим, що він забезпечений датчиками реактивної потужності і напруги, обчислювальним пристроєм для визначення напруги, виходячи із забезпечення необхідної величини реактивної потужності, вузлом порівняння , двома силовими трансформаторами, керованим випрямлячем і веденим інвертором з системою імпульсно-фазового управління, відповідні висновки постійної напруги випрямляча і інвертора підключені паралельно накопичувальному конденсатору і датчику напруги, вихід датчика реактивної потужності утворює вхід обчислювального пристрою, вихід якого з'єднаний з відповідним входом вузла порівняння, інший вхід з'єднаний з виходом датчика напруги, а вихід з входом системи імпульсно-фазового управління, два керуючих виходу якої підключені до керуючого випрямителю і инвертору, відомому мережею, з'єднаних з мережею через силові трансформатори.
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.