Устройство компенсации высших гармоник, адаптированное к электроприводу переменного тока

Авторы патента:

Мещерякова Ольга Викторовна (RU)

Мещеряков Виктор Николаевич (RU)

Хабибуллин Максим Маратович (RU)

Безденежных Даниил Владимирович (RU)

H02J3/01 - устройства для уменьшения гармоник или пульсации (в преобразователях H02M 1/00)

Владельцы патента RU 2514439:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) (RU)

Изобретение относится к области электротехники, к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и может быть использовано в мощных регулируемых электроприводах переменного тока с двухзвенными преобразователями частоты, в которых входной диодный выпрямитель является нелинейной нагрузкой. Устройство компенсации содержит инвертор, повышающий трансформатор, датчик постоянного тока преобразователя частоты, датчик постоянного тока устройства компенсации, датчик переменного тока преобразователя частоты, датчик переменного тока устройства компенсации, датчик напряжения сети, блок вычисления среднего значения постоянного тока устройства компенсации, блок вычисления среднего значения постоянного тока преобразователя частоты, блок расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты, ПИ-регулятор, сумматор, блок расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети, блок умножения, блок вычитания, блок релейных регуляторов. Технический результат - повышение надежности. Устройство позволяет совместить звено постоянного тока преобразователя частоты и звено постоянного тока активного фильтра высших гармоник. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях. Устройство может быть использовано в мощных регулируемых электроприводах переменного тока с двухзвенными преобразователями частоты, в которых входной диодный выпрямитель является нелинейной нагрузкой.

Известно устройство для управления активным фильтром [патент JP №3125354, дата приоритета: 27.09.1991], содержащее сумматор, регуляторы напряжения и тока, генератор, компаратор и вычислительную схему. Сумматор складывает выходной сигнал регулятора напряжения с напряжением сети; генератор вырабатывает опорный фазовый сигнал в результате контроля нулевого уровня выходного сигнала сумматора компаратором. Полученный в результате опорный фазовый сигнал поступает в вычислительную схему. Основная составляющая выходного тока источника питания определяется вычислительной схемой, после чего определяется разность между фактическим током сети и вычисленной основной гармоникой.

Выходной сигнал регулятора напряжения, поддерживающего напряжение на стороне постоянного тока преобразователя равным заданной величине, умножается на выходное напряжение источника питания переменного тока, в результате чего определяется сигнал задания по переменному току. Полученный сигнал алгебраически суммируется с разностью между фактическим током сети и вычисленной основной составляющей со знаком, соответствующим компенсации потерь в инверторе.

Недостатком устройства является невозможность регулятором тока формировать, помимо задания на ток компенсации высших гармоник тока и напряжения, задание на компенсацию реактивной мощности в условиях динамичного режима работы нелинейной нагрузки. Также устройство может работать только с отдельным звеном постоянного тока.

Известен активный фильтр высших гармонических составляющих токов и устройство коррекции коэффициента мощности [патент US №5977660, дата приоритета: 08.08.1997], содержащее инвертор, контроллер, накопительные конденсаторы и выходной пассивный сглаживающий фильтр. Контроллер выполняет процедуру прогноза тока в следующий промежуток времени с целью уменьшения создаваемой нагрузкой разницы фаз между током и напряжением сети. Управляющая процедура выполняет интегрирование разницы между реальными токами в линии и их требуемыми значениями в эквивалентные промежутки времени на различных циклах переменного тока основной частоты. Интегральные величины можно комбинировать с пропорционально регулируемыми разностными токами для снижения или полной компенсации гармонических токов. Процедура балансировки токов позволяет активному фильтру выравнивать токи в многофазных силовых линиях. Все эти процедуры можно использовать как по отдельности, так и вместе.

Недостатки данного устройства заключаются в применении алгоритма ШИМ-модуляции напряжения активного фильтра, усложняющего систему управления и необходимость использования отдельного звена постоянного тока активного фильтра.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети, содержащее инвертор, накопительный конденсатор, выходной сглаживающий пассивный фильтр и контроллер системы управления, контроллер системы управления снабжен датчиком тока фильтра, датчиком тока сети, датчиком напряжения, формирователем импульсов на основе релейных регуляторов с изменяемой шириной гистерезиса, фазовыми преобразователями тока и напряжения, блоком фазовой синхронизации, регулятором напряжения накопительного конденсатора, причем вход датчика тока сети соединен с зажимами питающей сети, вход датчика тока фильтра соединен с зажимами линии, питающей выходной сглаживающий пассивный фильтр и инвертор, вход датчика напряжения соединен с зажимами питающей сети, выход регулятора напряжения накопительного конденсатора соединен с входами драйверов управления силовыми ключами инвертора, вход регулятора напряжения накопительного конденсатора соединен с зажимами накопительного конденсатора, выход датчика тока сети соединен с входом формирователя импульсов, выход датчика тока фильтра соединен с входом формирователя импульсов, выход датчика тока сети соединен с входом регулятора напряжения накопительного конденсатора, выход датчика напряжения соединен с входом фазового преобразователя напряжения, выход фазового преобразователя напряжения соединен с входом блока фазовой синхронизации, выход блока фазовой синхронизации соединен с входом фазового преобразователя тока, выход регулятора напряжения накопительного конденсатора соединен с входом фазового преобразователя тока, выход фазового преобразователя тока и выход регулятора напряжения накопительного конденсатора соединены с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами драйверов управления силовыми ключами инвертора [патент RU №2446536, дата подачи заявки: 30.11.2010, опубликовано 27.03.2012, Бюл. №9].

Недостатки данного устройства, при использовании совместно с регулируемым электроприводом переменного тока, заключаются в необходимости применения отдельного звена постоянного тока устройства компенсации и отдельной конденсаторной батареи в нем, а также в использовании фазовых преобразований напряжения и тока сети, усложняющих систему управления.

Цель изобретения - повышение надежности, улучшение массогабаритных показателей, а также упрощение системы управления активных фильтров высших гармоник тока. Предлагаемое устройство позволяет совместить звено постоянного тока преобразователя частоты и звено постоянного тока активного фильтра высших гармоник.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве компенсации высших гармоник, содержащем инвертор, повышающий трансформатор и контроллер системы управления, зажим «+» звена постоянного тока инвертора устройства компенсации подключен через датчик постоянного тока устройства компенсации к зажиму «+» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, зажим «-» устройства компенсации подключен к зажиму «-» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, зажим «+» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты подключен через датчик постоянного тока преобразователя частоты к первой обкладке накопительного конденсатора, зажим «-» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты подключен ко второй обкладке накопительного конденсатора, выход инвертора устройства компенсации подключен к обмотке высшего напряжения повышающего трансформатора, обмотка низшего напряжения повышающего трансформатора подключена через датчик переменного тока устройства компенсации к сети, вход неуправляемого выпрямителя подключен через датчик переменного тока преобразователя частоты к сети, вход датчика напряжения сети соединен с зажимами питающей сети, выход датчика напряжения сети подключен к входу блока расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети, выход блока расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети подключен к первому входу блока умножения, выход датчика постоянного тока преобразователя частоты подключен к входу первого блока вычисления среднего значения, выход первого блока вычисления среднего значения подключен во входу блока расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты, выход блока расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты подключен к первому входу сумматора, выход датчика постоянного тока устройства компенсации подключен во входу второго блока вычисления среднего значения, выход второго блока вычисления среднего значения подключен ко второму входу ПИ-регулятора, на первый вход ПИ-регулятора подается ноль, выход ПИ-регулятора подключен ко второму входу сумматора, выход сумматора подключен ко второму входу блока умножения, выход блока умножения подключен к первому входу блока вычитания, ко второму входу блока вычитания подключен выход датчика переменного тока преобразователя частоты, выход блока вычитания подключен к первому входу блока релейных регуляторов, ко второму входу блока релейных регуляторов подключен выход датчика переменного тока устройства компенсации, выход блока релейных регуляторов подключен к входам драйверов управления силовыми ключами инвертора устройства компенсации.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структура устройства, а на фиг.2 - осциллограммы токов. На фиг.1: 1 - двигатель переменного тока; 2 - инвертор преобразователя частоты; 3 - накопительный конденсатор; 4 - неуправляемый выпрямитель преобразователя частоты; 5 - инвертор устройства компенсации; 6 - повышающий трансформатор; 7 - датчик постоянного тока преобразователя частоты; 8 - датчик постоянного тока устройства компенсации; 9 - датчик переменного тока преобразователя частоты; 10 - датчик переменного тока устройства компенсации; 11 - датчик напряжения сети; 12 - первый блок вычисления среднего значения; 13 - второй блок вычисления среднего значения; 14 - блок расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты; 15 - ПИ-регулятор; 16 - сумматор; 17 - блок расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети; 18 - блок умножения, 19 - блок вычитания; 20 - блок релейных регуляторов. На фиг.2: I_nl - трехфазный переменный ток преобразователя частоты с выхода датчика тока 9; I_f- трехфазный переменный ток устройства компенсации с выхода датчика тока 10; I₁ - суммарный трехфазный ток сети.

Устройство компенсации высших гармоник работает следующим образом. Блок расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети 17 на основе сигналов напряжений фаз сети u_1A, u_1B, u_1C, снятых с датчика напряжения 11, вычисляет синусы мгновенных фазовых углов напряжения сети по следующим формулам:

${\begin{cases} \sin (2 π f_{1} \cdot t) = \frac{\sqrt{3} u_{1 A}}{2 \sqrt{u_{1 A}^{2} + u_{1 B}^{2} + u_{1 A} u_{1 B}}}; \\ \sin (2 π f_{1} \cdot t + \frac{2 π}{3}) = \frac{\sqrt{3} u_{1 B}}{2 \sqrt{u_{1 A}^{2} + u_{1 B}^{2} + u_{1 A} u_{1 B}}}; (1) \\ \sin (2 π f_{1} \cdot t - \frac{2 π}{3}) = \frac{\sqrt{3} u_{1 C}}{2 \sqrt{u_{1 A}^{2} + u_{1 B}^{2} + u_{1 A} u_{1 B}}}, \end{cases}$

где f₁ - частота напряжения сети; t - текущее время.

В блоке умножения 18 синусы мгновенных фазовых углов напряжения сети умножаются на заданную амплитуду тока сети $I_{1 m}^{*}$ , формируя задание на мгновенные значения фазных токов сети $I_{1 A}^{*}$ , $I_{1 B}^{*}$ , $I_{1 C}^{*}$ , по формулам:

${\begin{cases} i_{1 A}^{*} = I_{1 m}^{*} \sin (2 π f_{1} \cdot t); \\ i_{1 B}^{*} = I_{1 m}^{*} \sin (2 π f_{1} \cdot t + \frac{2 π}{3}) \\ i_{1 C}^{*} = I_{1 m}^{*} \sin (2 π f_{1} \cdot t - \frac{2 π}{3}) . \end{cases}; (2)$

Таким образом, заданный ток сети совпадает по фазе с напряжением сети, что означает поддержание устройством единичного коэффициента мощности, потребляемой электроприводом.

Сигналы постоянного тока преобразователя частоты I_d и постоянного тока устройства компенсации I_df, снимаемые с датчиков токов 7 и 8 соответственно, имеют пульсации, обусловленные постоянным обменом мощности между инвертором устройства компенсации 5 и накопительным конденсатором 3. Поэтому указанные сигналы усредняются за некоторый промежуток времени T_k в блоках 12, 13 по формулам:

${\begin{cases} I_{d c p} = \frac{1}{T_{k}} \int_{0}^{T_{k}} I_{d} \cdot d t; \\ I_{d f c p} = \frac{1}{T_{k}} \int_{0}^{T_{k}} I_{d f} \cdot d t, \end{cases} (3)$

где I_dcp, I_dfcp - усредненные значения токов преобразователя частоты и устройства компенсации соответственно.

В блоке расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты 14 вычисляется предварительное задание на амплитуду тока сети $I_{1 m p}^{*}$ по формуле:

$I_{1 m p}^{*} = \sqrt{2} k_{c x} I_{d c p}, (4)$

где k_cx=0,816 - коэффициент выпрямления по току трехфазной мостовой схемы.

Однако использование предварительного задания на амплитуду тока сети $I_{1 m p}^{*}$ в качестве основного задания на амплитуду тока сети $I_{1 m p}^{*}$ приводит к частичному потреблению активной мощности электропривода через инвертор устройства компенсации. Это связано с тем, что формула (4) вычисляет требуемую амплитуду тока сети $I_{1 m p}^{*}$ приблизительно, не учитывая гармонический состав тока сети, потери в неуправляемом выпрямителе 4 и т.д. В результате ток через инвертор устройства компенсации возрастает, что приводит к необходимости завышать мощность инвертора.

Минимизация тока инвертора устройства компенсации осуществляется с помощью ПИ-регулятора 15. ПИ-регулятор корректирует предварительное задание на амплитуду тока сети $I_{1 m p}^{*}$ с помощью сумматора 16 таким образом, чтобы усредненное значение постоянного тока устройства компенсации I_dfcp равнялось нулю. В этом случае потребление активной мощности электропривода через инвертор устройства компенсации отсутствует.

Задание на трехфазный переменный ток устройства компенсации $I_{f}^{*}$ вычисляется по формуле:

$I_{f}^{*} = I_{n l} - I_{1}^{*}, (5)$

где $I_{1}^{*}$ - задание на трехфазный ток сети с выхода блока 18; I_nl - трехфазный переменный ток преобразователя частоты с выхода датчика тока 9.

Поддержание заданного тока устройства компенсации I*_f осуществляется с помощью блока релейных регуляторов 20. Блок релейных регуляторов содержит в себе три релейных регулятора токов фаз устройства компенсации. В них вычисляются разницы между заданными и фактическими значениями мгновенных фазных токов устройства компенсации Δi_fA, Δi_fB, Δi_fC по формуле:

${\begin{cases} Δ i_{f A} = i_{f A}^{*} - i_{f A}; \\ Δ i_{f B} = i_{f B}^{*} - i_{f B}; \\ Δ i_{f C} = i_{f C}^{*} - i_{f C}, \end{cases} (6)$

где $i_{f A}^{*}$ , $i_{f B}^{*}$ , $i_{f C}^{*}$ - задания на мгновенные фазные токи устройства компенсации; i_fA, i_fB, i_fC - фактические значения мгновенных фазных токов устройства компенсации.

Состояние выходов релейных регуляторов Q_A, Q_B, Q_C определяется по следующему алгоритму:

${\begin{cases} Q_{A} = 1, е с л и Δ i_{f A} \geq h / 2; Q_{A} = 0, е с л и Δ i_{f A} \leq - h / 2; \\ Q_{B} = 1, е с л и Δ i_{f B} \geq h / 2; Q_{B} = 0, е с л и Δ i_{f B} \leq - h / 2; \\ Q_{C} = 1, е с л и Δ i_{f C} \geq h / 2; Q_{C} = 0, е с л и Δ i_{f C} \leq - h / 2, \end{cases} (7)$ ,

где h - зона гистерезиса, задаваемая равной 5…10% от номинального тока инвертора устройства компенсации.

Выходы релейных регуляторов подключены к входам драйверов ключей инвертора устройства компенсации. Выход релейного регулятора каждой фазы управляет сразу двумя ключами, находящимися в одном плече инвертора устройства компенсации, причем состояния этих двух ключей всегда противоположны: если один открыт, то другой закрыт.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет компенсировать высшие гармоники тока сети, потребляемые регулируемым электроприводом с двухзвенным преобразователем частоты, используя более простую схему с общим звеном постоянного тока и меньшим числом математических операций в системе управления.

Устройство компенсации высших гармоник, адаптированное к электроприводу переменного тока, содержащее инвертор, повышающий трансформатор и контроллер системы управления, отличающееся тем, что зажим «+» инвертора устройства компенсации подключен через датчик постоянного тока устройства компенсации к зажиму «+» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, зажим «-» инвертора устройства компенсации подключен к зажиму «-» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, зажим «+» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты подключен через датчик постоянного тока преобразователя частоты к первой обкладке накопительного конденсатора, зажим «-» неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты подключен ко второй обкладке накопительного конденсатора, выход инвертора устройства компенсации подключен к обмотке высшего напряжения повышающего трансформатора, обмотка низшего напряжения повышающего трансформатора подключена через датчик переменного тока устройства компенсации к сети, вход неуправляемого выпрямителя подключен через датчик переменного тока преобразователя частоты к сети, вход датчика напряжения сети соединен с зажимами питающей сети, выход датчика напряжения сети подключен к входу блока расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети, выход блока расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети подключен к первому входу блока умножения, выход датчика постоянного тока преобразователя частоты подключен к входу первого блока вычисления среднего значения, выход первого блока вычисления среднего значения подключен к входу блока расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты, выход блока расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты подключен к первому входу сумматора, выход датчика постоянного тока устройства компенсации подключен во входу второго блока вычисления среднего значения, выход второго блока вычисления среднего значения подключен ко второму входу ПИ-регулятора, на первый вход ПИ-регулятора подается ноль, выход ПИ-регулятора подключен ко второму входу сумматора, выход сумматора подключен ко второму входу блока умножения, выход блока умножения подключен к первому входу блока вычитания, ко второму входу блока вычитания подключен выход датчика переменного тока преобразователя частоты, выход блока вычитания подключен к первому входу блока релейных регуляторов, ко второму входу блока релейных регуляторов подключен выход датчика переменного тока устройства компенсации, выход блока релейных регуляторов подключен к входам драйверов управления силовыми ключами инвертора устройства компенсации.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокочастотных энергосистемах. Техническим результатом является улучшение массогабаритных показателей, уменьшение затрат и расширение области применения.

Способ энергосбережения // 2480883

Изобретение относится к области электротехники, а именно к повышению качества тока в электропитающих сетях. .

Способ повышения качества электрической энергии // 2475914

Изобретение относится к электроэнергетике и к электротехнике и может быть использовано для повышения качества электрической энергии в энергетических или автономных системах электроснабжения при наличии как симметричной, так и несимметричной нагрузок.

Устройство для компенсации тока 3-й гармоники нейтрали сети // 2447563

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения эффективности передачи электрической энергии путем снижения высших гармоник тока в трехфазных четырехпроводных электрических сетях.

Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 9) // 2447562

Устройство для преобразования формы напряжения потребителя // 2442273

Изобретение относится к электротехнике. .

Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 8) // 2442262

Способ извлечения энергии высших гармоник одной или нескольких фиксированных частот // 2442261

Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 7) // 2442260

Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии в n-фазной системе энергоснабжения (вариант 1) // 2442259

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для повышения качества и эффективности использования электроэнергии в n-фазных системах энергоснабжения.

Способ прогнозирования распределения гармонических составляющих тока и напряжения по неразветвленным участкам шестипроводной линии электропередачи // 2529640

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности прогнозирования распределения гармонических составляющих тока и напряжения по неразветвленным участкам шестипроводных линий электропередачи. Согласно способу исследуемую неразветвленную часть шестипроводной линии электропередачи разбивают на однородные участки, определяют спектральные составы напряжения и тока в какой-либо точке исследуемого участка, а также определяют место нахождения источников каждой гармонической составляющей электрической энергии. 1 ил.

Устройство фильтрации гармоник сетевого напряжения // 2538179

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - уменьшение потерь энергии, обусловленных постоянным подключением к сети резонансных фильтров-подавителей, гармоники которых в данный момент отсутствуют. Устройство фильтрации гармоник сетевого напряжения содержит включенный в сеть последовательно с нагрузкой, датчик тока (резистор), измерительный трансформатор, напряжение на первичной обмотке которого создается датчиком тока, а вторичная обмотка подключена ко входу анализатора гармоник с числом выходов, равным числу гармоник, подлежащих подавлению, компараторы, устройство, задающее пороговый уровень (УЗПУ), коммутаторы фильтров, LC фильтры-подавители. Управляющие входы коммутаторов соединены с выходами компараторов уровней отдельных гармоник. 1 ил.

Способ снижения влияния высших гармоник на электрооборудование // 2543075

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - снижение коэффициента несинусоидальности напряжения сети и уменьшение влияния высших гармоник тока при наличии переменной нелинейной нагрузки. Способ заключается в том, что при возникновении высших гармоник со стороны нелинейной нагрузки исследуемого предприятия на выходе понижающего трансформатора устанавливают емкостное сопротивление, параметры которого выбирают из условия снижения несинусоидальности напряжения на нагрузке. 2 ил.

Способ согласования несимметричной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой на частотах явно выраженных гармонических составляющих токов и напряжений // 2546977

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электрической энергии потребителю с помощью неизолированной несимметричной линии электропередачи трехпроводного исполнения. Технический результат - согласование несимметричной трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой на частотах различных гармоник - достигается в результате выполнения определенных условий, заключающихся в сопоставлении действительного и эталонного сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов на частотах гармонических составляющих, поступающих в нагрузку. При этом реализация согласования на частоте одной гармоники приведет к изменению спектра гармонических составляющих токов и напряжений, а значит, согласование должно быть реализовано поэтапно, где поочередно будет происходить согласование на частоте каждой явно выраженной гармоники. Исходные данные о напряжениях и токах в линии могут быть получены через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока или в виде делителей напряжения и шунтов переменного тока, анализаторов спектра и т.д. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, регулировочные автотрансформаторы, автоматизированные технологические комплексы, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как маломощные гидроэлектростанции или электростанции других типов, синхронные компенсаторы, фильтры высших гармонических составляющих токов и напряжений различных модификаций. 5 ил.

Устройство фильтрации и компенсации системы тягового электроснабжения переменного тока // 2547443

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока, в частности к системе автоматизации устройств фильтрации высших гармоник тока и напряжения и компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки (ФКУ). В ФКУ содержатся фильтры на 150 и 250 Гц, а также полосовой фильтр с резистором для фильтрации гармоник 350 Гц и выше. Технический результат - снижение потерь мощности в ФКУ. Для снижения потерь мощности в ФКУ предлагается ввести контактор для отключения резистора полосового фильтра при малых значениях напряжения высших гармоник. 1 ил.

Система распределения мощности // 2551411

Изобретение относится к системам распределения мощности на морских судах. Система распределения мощности содержит первую шину распределения, вторую шину распределения и мультиимпульсный выпрямитель, имеющий выводы, подключенные к первой шине распределения. Также система содержит генератор с множеством выходов, причем n фаз первого ас выхода имеют фазовый сдвиг относительно m фаз второго ас выхода. Первая часть n фаз первого ас выхода имеет фазовый сдвиг на заданный положительный угол относительно m фаз второго ас выхода, а вторая часть n фаз первого ас выхода имеет фазовый сдвиг на заданный отрицательный угол относительно m фаз второго ас выхода. Минимизируются гармонические искажения. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ синтеза частотных фильтров для систем генерации, преобразования и распределения электрической энергии // 2559787

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для синтеза частотных фильтров, обеспечивающих минимизацию искажений тока и напряжения в системах генерации, преобразования и распределения электрической энергии. Предлагаемый способ может применяться в синтезаторах фильтров, а также в регуляторах многочастотных адаптивных устройств фильтрации спектра, структура и параметры которых определяются в реальном масштабе времени на основании измерений. Техническим результатом изобретения является расширение спектров частот фильтрации синтезируемых частотных фильтров, повышение точности и вычислительной эффективности синтеза частотных фильтров, а также возможность использования способа при синтезе частотных фильтров с целью реализации адаптивных устройств фильтрации спектра. Технический результат достигается тем, что при соблюдении определенных условий задают путем измерений основную частоту, а также напряжение и реактивную мощность фильтра на основной частоте, задают путем измерений любое требуемое количество n частот пропускания фильтра (1≤n<∞), определяют (n-1) частот задерживания фильтра, определяют необходимую структуру фильтра, которая состоит из n колебательных контуров, первый из которых последовательный, а остальные (n-1) параллельные, затем вычисляют значение емкости последовательного колебательного контура, формируют матрицу синтезируемого фильтра, определяют индуктивности фильтра путем решения матрицы синтезируемого фильтра методом Гаусса-Жордана или другими численными методами, далее вычисляют емкости параллельных колебательных контуров фильтра, после чего производят вывод данных о структуре и параметрах элементов, а также о заданных и измеренных величинах, с целью физической реализации и мониторинга синтезируемых фильтров. При этом способ позволяет с высокой точностью и вычислительной эффективностью в реальном масштабе времени синтезировать частотные фильтры, которые обеспечат фильтрацию любых n частот спектров тока и напряжения в системах генерации, преобразования и распределения электрической энергии. 8 ил.

Трехфазный трансформаторный фильтр // 2559822

Изобретение относится к области электротехники. Трехфазный трансформаторный фильтр содержит два трехфазных трансформатора, первичные обмотки первого из которых включены в треугольник, а второго в звезду. Основные вторичные обмотки каждой фазы соединены согласно последовательно между собой, причем первые крайние выводы каждой фазы соединены между собой в нулевую точку, а вторые крайние выводы являются выводами для подключения однофазных и трехфазных нагрузок. Коэффициенты трансформации трансформаторов выбирают таким образом, чтобы напряжения на вторичных обмотках обеих трансформаторов были одинаковыми. Технический результат - подавление высших гармоник при нелинейном характере нагрузки. 1 ил.

Устройство компенсации высших гармоник и коррекции несимметрии сети // 2573599

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение коэффициентов искажения синусоидальности формы кривых тока и напряжения сети. В устройстве компенсации высших гармоник и коррекции несимметрии сети, содержащем инвертор, накопительный конденсатор, выходной сглаживающий пассивный фильтр и контроллер системы управления, контроллер снабжен датчиком тока фильтра, датчиком тока сети, датчиком напряжения, формирователем импульсов на основе релейных регуляторов с изменяемой шириной гистерезиса, фазовыми преобразователями тока и напряжения, блоком фазовой синхронизации, регулятором напряжения накопительного конденсатора. Контроллер системы управления снабжен блоком выявления составляющих токов обратной и нулевой последовательности и блоком фазовой коррекции несимметричных составляющих тока, при этом вход блока выявления составляющих токов обратной и нулевой последовательности соединен с выходом датчика тока сети, а выход блока выявления составляющих токов обратной и нулевой последовательности соединен с входом блока фазовой коррекции несимметричных составляющих тока, который также соединен с выходом блока фазовой синхронизации, при этом выход блока фазовой коррекции несимметричных составляющих тока соединен с входом формирователя импульсов. 1 ил.

Способ и устройство управления адаптивной системой энергосбережения n-фазной сети // 2586061

Использование: в области электротехники. Техническим результатом является улучшение качества тока за счет повышения быстродействия процессов компенсации реактивной мощности в условиях переменных нагрузок и отказов отдельных элементов, уменьшения перегрузок реактивных элементов и элементов коммутации и повышение надежности функционирования. Согласно изобретению число реактивных элементов М в каждой из N батарей реактивных элементов увеличивают до значения M+K, где К - число резервных реактивных элементов, которое выбирается из условия обеспечения непрерывности технологического процесса потребителей энергии. Подключение каждого из реактивных элементов в каждой из N батарей реактивных элементов производят индивидуально в моменты равенства напряжения на соответствующих реактивных элементах при произвольном его значении и напряжения сети с учетом результатов постоянной выполняемой диагностики исправности каждого из реактивных элементов. При этом подключение каждой из N батарей реактивных элементов к сети осуществляют после момента завершения коммутации реактивных элементов в соответствующей из N батарей реактивных элементов. После этого формируется управляющая команда для уточнения настроек адаптивного компенсатора гармоник. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.