Устройство для управления источником реактивной мощности

 

СООЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1267532 (59 4 Н 02 J 3/18 с ап с \ раi

I с "

)д

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3858461/24-07 (22) 22.02.85 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) В.А. Горшечниковр Г.М. Васильев, А.В. Манин и М.П. Рябов (53) 621.3.072.86(088.8) (56} Патент ClJA Ф 3703680, кл. 323/Ill, 1972.

Патент США.Р 4275346, кл. 323/210, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к области электротехники и предназначено для повышения коэффициента мощности потребителей, имеющих резкопеременный характер потребления электрической энергии и может быть использовано для создания автоматических устройств компенсации реактивной мощности. Цель изобретения — повышения быстродействия обеспечивается за счет непосредственного формирования импульсов управления тиристором 4 от угла фазового рассогласования 9, т.е. от изменения реактивной мощности нагрузки.

Использование элементов блока управления тиристором 4 (генератор пилообразных импульсов 11, формирователь импульсов управления 7) по фазоимпульсному методу одновременно и как датчик фазового рассогласования позволяет значительно повысить надежность системы автоматического управления за счет снижения количества элементов. Формирование импульсов с управления, поступающих на тиристор

4, а диапазоне от р/2 до и исклочает преждевременное включение тиристора

4 и протекание при атом через него C авариййого тока, дополнительно повышает надежность системы автоматического управления источником реактивной мощности. 2 ил.

1267532

Изобретение относится к преобразовательной техйике, предназначено для повынения коэффициента мощности потребителей, имеющих реэкопеременный характер потребления электричес5 кой энергии, и может быть использовано для создания автоматических устройств компенсации реактивной мощности. !

Цель изобретения — увеличение быстродействия и повыщение надежности устройства.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства;

15 на фиг. 2 — диаграммы, иллюстрирующие работу. устройства.

Устройство для управления источником реактивной мощности содержит датчик 1 режима сети, включающий трансформаторы тока и напряжения, связанный с питающей ошметью, к которой подключена нагрузка 2, источник 3 реактивной мощности с тиристором 4 в цепи управления. Источник 3 реактив25 ной мощности включает также трансформатор 5, крайние обмотки которого, соединенные последовательно, через конденсатор 6 подключены к,питающей сети, обмотки среднего и одного крайнего стержней образуют контур управления замкнутый на симметричный тиристор 4 для регулирования величины реактивной мощности. Тиристор 4 для осуществления управления им по фазоимпульсному методу соединен с формирователем 7 импульсов, содержащим сравнивающий диод 8, транзистор . 9 и импульсный трансформатор 10. Формирователь 7 имеет два входа: синхронизирующий о., которым задается начальная фаза и частота импульсов управления. тиристором, и управляющий вход 6, по которому осуществляется регулирование фазы импульсов управления или угла ф отпирания тиристора 4

Вход о. формирователя 7 соединен с выходом генератора ll пилообразных импульсов, содержащего транзистор

12, зарядное сопротивление 13 и времяэадающий конденсатор 14. Генератор

11 импульсов соединен через диодный ограничитель 15 с выходом фазовращателя 16, вход которого соединен с трансформатором 17 датчика 1 режима сети. Фаэовращатель 16 обеспечивает 55 сдвиг фазы на Л/2 напряжения, приложенного к генератору 11, относительно сетевого напряжения, поступающего с трансформатора !7, Управляющий вход Ь формирователя Z соединен с выходом ждущего мультивибратора 18, со-держащего транзисторы 19 и 20 и времязадающую цепочку иэ сопротивления

21 и конденсатора 22. Вход ждущего мультивибратора 18 соединен через диодный ограничитель 23 с выходом трансформатора 24 тока датчика 1 режима сети. Запускающие импульсы с трансформатора 24 тока обеспечивают формирование на выходе ждущего мультивибратора 18 импульсов положительной полярности с длительностью, равной Х/2. Генератор 11 пилообразных импульсов и формирователь 7 импульсов образуют блок 25 управления.

Устройство для управления источником реактивной мощности работает следующим образом. Пус-;ь нагрузка 2 и источник 3 реактивной мощности находятся под напряжением сети, причем, нагрузка 2 имеет индуктивный характер. С выходов трансформаторов 17 и

24 напряжения и тока поступают синусоидальные сигналы U и U2„, сдвинутые на фазовый угол р и соответствующие напряжению сети и току нагрузки, как показано па диаграмме (фиг. 2а)„ Сигнал U. трансформатора

17 напряжения преобразуется фаэовращателем 16 и диодным ограничителем 15 в прямоугольные импульсы U„,, передний фронт которых сдвинут íà 1Т/2 относительно момента перехода напряжения сети через нуль (диаграмма Е на фиг. 2). С выхода генератора !! импульсов поступают пилообразные импульсы U, (диаграмма Ь на фиг. 2) на вход a формирователей 7, синхронизированные прямоугольными импуль.сами Uq, и формируют импульсы U p управления, открывающие тиристор 4, причем формирование импульсов UÄ управления осуществляется только в диапазоне от Г/2«& (диаграмма E на фиг. 2) с длительностью Л/2 поступают на управляющий вход ь формирователя 7 и запрещают формировайие импульсов упр.;вления на тиристор.

В момент времени 3f /2+ф, т.е„ по окончании воздействия импульса 11„ (диаграмма Ь на фиг. 2), импульс U„, формирует импульс Uù, управления

1267

3 (диаграмма Е на фиг. 2), открывающий тиристор 4, через который протекает ток i (диаграмма к на фиг. 2), изменяющий величину генерируемой реактивной мощности до значения соот- 5 ветствующего величине реактивной мощности потребляемой нагрузкой 2 из сети для данного угла р

Реактивная, мощность, генерируемая источником 3, в зависимости от.изменения угла с отпирания тиристора 4 (угол отпирания тиристора определяет-. ся приходом импульса управления с импульсного трансформатора 10 и отсчитывается от конца полупериода синусодиального напряжения, приложенного к тиристору, к началу) в диапазоне от 0 до У/2, изменяется от максимального значения до нуля. При изменении потребления нагрузкой 2 реактивной мощности из сети от минимального значения до максимального и соответствующее этому изменение угла

9 цт 0 до 7Г/2, происходит формирование импульсов управления, поступающих на тиристоры 4 с формирователя 7, в диапазоне от 31/2 до Л, вызывающее изменение угла отпирания тиристора от У/2 до 0 (по принятому отсчету) и соответственно изменение величины реактивной мощности источника 3 от нуля до максимального значения. При

Ф. этом обеспечивается высокое быстро- - действие компенсации реактивной мощ- 35 ности в системе автоматического управления за счет непосредственного формирования импульсов управления . тиристором 4 от угла фазового рассогласования g, т.е. от изменения реак- 40 тивной мощности нагрузки, и отсутствие при этом постоянных времени элементов вызывающих задержку сигнала управления и снижение быстродействия системы автоматического управления 45 источником 3. Использование элементов блока управления тиристором 4 (генератор 11 пилообразных импульсов и формирователь 7 импульсов управления).по фазоимпульсному методу, одно- 5р временно и как датчик фазового рас532 согласования позволяет значительно повысить надежность системы автоматического управления за счет снижения количества элементов. Формирование импульсов управления, поступающих на тиристор 4, в диапазоне от 11/2 до Л исключает преждевременное включение тиристора 4 и протекание при этом через него аварийного тока, что дополнительно повышает надежность системы автоматического управления источником реактивной мощности.

Использование предполагаемого устройства для управления источником реакТивной мощности повышает быстродействие (от трех периодов синусоидального напряжения сети до одного периода за счет снижения постоянной времени системы уравления) и надежность (за счет уменьшения числа элементов системы управления и устранения протекания аварийных токов в источнике реактивной мощности), Формула изобретения

Устройство для автоматического управления источником реактивной мощности с тиристором в цепи управления, содержащее датчик режима сети, включающий трансформаторы тока и напряжения и блок управления тиристором, включающий генератор пилообразных импульсов, соединенный с формирователем импульсов управления тиристорами, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности, оно снабжено ждущим мультивибратором, фазовращателем и двумя диодными ограничителями, причем вход ждущего мультивибратора соединен с трансформатором тока датчика режима сети через диодный ограничитель, а его выход соединен с управляющим входом формирователя импульсов, выход фазовращателя соединен с входом генератора пилообразных импульсов через второй диодный .ограничитель, а его вход подключен к трансформатору напряжения датчика режима сети.

12б7532 17 Ь

Составитель О. Наказная

Редактор А. Ревин Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 5789/53 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприяти . У риятие, г. жгород, ул. Проектная, 4