Регулируемая система электропитания

 

Союз Советск

Социалнстическнк

Республнк

/00

Гекудерстекины1 коптит

СССР во далам кзабретвнкй к OTKpblIHN

316.

8) (72) Авторы нэобретения

П. Д. Дегтярев, A. М. Пружанский, Б. Б. Петров и И. Г. Ибрагимов (73) Заявитель

Производственное объединение "Техэнергохимпром (54) РЕГУЛИРУЕМАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Изобретение относится к устройствам для регулирования потребляемой электроэнергии и может быть испэльзовано для регулирования мощности, поступающей от трехфазного источника питания к нагрузкам, соединенным в треугольник.

Известны регулируемые системы электропитания, s которых регулирование мощности, потребляемой нагрузкой, осуществляетсяя при помощи авт этр ансформаторов, магнитных усилителей или индукционных регуляторов (1) .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулируемая систеМа электропитания нагрузок, соединенных в треугольник, содержащая трехфазный источник питания, ток от которого .подводится к нагрузке через регуляторы напряжения (2) .

Общей особенностью известных регулируемых систем электропитания является тэ, что ток, потребляемый,нагрузкой,< полностью проходит через регуляторы

2 мэщнэсти. Пээтэму установочная мощность регуляторов должна быть не меньше максимальногэ значитя мощности, потребляемой нагрузкой, потери электроэнергии в регуляторах мощности относительно вели»

$ ки, коэффициент мощности (сск g ) регулируемой системы электропитаний значительно ниже единицы, так как он зависит от соотношения величин активной мощности, проходящей через регуляторы, 16 и реактивной мощности этих регуляторов (для случаев регулирования мощности при помощи автотрансформаторов, индукционных регуляторов и т,й.) или от глубины регулирования напряжения (для случая регулирования мощности при помощи тиристорных регуляторов напряжения, магнитных усилителей и т.п.).

Белью (иаэбретения является снижение потерь электроэнергии путем снижения

Я! установочной мощности регуляторов, Это достигается тем, что в т рэдлагаемой регулируемой системе электропитания нагрузок, соединенных в треугольник, содер»

657519 жащей трехфазньей источник питания и регуляторы мощности, включенные между источником питания и нагрузками, каждый из регуляторов мощности подключен к средней точке плеча соответствующей наг- % ря зкир при этом вершины треуголы»ика нагрузок подсоединены непосредственно к источнику питания. па фиг. 1 приведена принципиальная схема регулирования описываемой системы Ед электропитания; на Чяг. 2 - векторная диаг-, рамма токов нагрузки„на феег. 3 - принципиальная схема (пример конкретного выполнения) регулируемой системье электропитания., Нагрузочные резисторы 1-6 (см. фиг. 1) соедичены в треуголыпек, к вершинам которого (зажима л 7 - 9) ееепосредствеелно подключен трехфазный елсточнеек питания (фазы А, В, С). К средееим токам каждоуо плеча треугольника нагрузок (зажимам 10- 2О

12) трахфазньей источник питания (фазы А, В, C) подключеч через регуляторы 13-.15 мощности так, чтобы к средней точке (зажиму 1О) резисторов 1 и 2, питающихся по фазам A и В непосредственно от источЯ

: ника питаиея, бьиеа подведена фаза С через регулятор Е 3, к средней точке (зажиму 11) резисторов 3 и 4, питающихся по фазам 8 и С непосредственно OT источника питания, Оьпеа подведена фаза A через регулятор 14 а к средней точке (зажиму 12) резисторов 5 и 6, питающихся по фазам C u A непосредственно от ис, точника питания, была подведена фаза В

35 через регулятор 15.

Когда регуляторы 13 — 15 отключены, каждая пара резисторов 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 включена последовательно, а когда регуляторы веелю»еенье, каждая паоа peanс, TopoB 1 и 4, 2 и D 3 и 6 включена паГ

49 раллельно.

Если принять, что сопротивления резисторов 1 - 6 одинаковы и равны Р то общее сопротивление нагрузки между фазами изменяется в пределах от 2Р (при отключеиньех регуееяторах 13 - 15) до R/2 (при полностью открытых регуляторах), т.е. в четыре раза СоответИ ственно изменяется потребляемая нагру=.кой"-мощность.

При отиееоченньех регуляторах 13 — 15 г через резисторы 1 — 6 протекщот фазные токи 3 - J . От источника питания

Я при этом протекают линейные токи 3<

3, В резисторах 1 - 6 выделяется мощность P равная 1у73 Ю„. 3д . р где Π— линейное напряжение источника

А питания (,„е — линейный т Ок От истОчни я ка питания.

Когда сопротивления резисторов 1 — 6 (pQBHbI между собой» линейные Toicn также

Ф равны между собой„т.е. е = J = „Е =3

4 "5 6

При включенных регуляторах 13 - 15 к резистору 1 прикладывается линейное напряжение и ток 3, протекающий через резйстор 1, увеличивается в два раза по сравнению с первоначальным фазным током е и oTcTBBT ot тока

« O

3> по фазе на ЗО . Через резистор 2

«

Ф протекает ток 3< по величине также вдвое болыний первоначального тока 3 о но Опережающий его по фазе на 30 . Через регулятор 13 при этом протекает ток, равнъей геометпической сумме тоg e ков Е и е и по величине равный удЕ военному значению первонанального линейного тока 3

Аналогично,. через резистор 3 протекает ток «1, через резистор 4 — ток.

Д, через резистор 5 - ток 3 и чеЕ» ° „° Е2 рез резистор 6 — ток. g, IqoTopbie no своим величинам вдвое, больше первоначальных фазньех токов 3 и .е и по о фазе отстают или опережают нх на ЗО .

Линейные токи источника питания, протекающие через зажимы 7 — 12, равны соотв тственно геометоической сумме. то7 ЕЕЕ Я ЕОЕ IQ ЕЕ) И 12 Q ЕУ I>n > - а по своей величелеее равны удвоенному зелачеепею линейных Усков

Если вести рассуждения относительно одной фазы (например, фазы А), то, когда регулятОр 14- полностью Отключен, От источника питания протекает ток Л, Когда же этот регулятор полностью вклеочен Ä TO через зажим 7 протекает ток, равный по величине же времл через зажим 11 OT источника питания через регулятор 14- протекает линейный ток .31, равный геометрической сумме токов 3 и и по вели1О чине равный удвоенному значению тока ! ф е

Таким образом, от источника питания по фазе А течет линейный ток, в четыре раза больший первоначального тока Д

Отсюда следует, что и потребляемая нагрузкой мощность возрастает также в четыре раза

Половина мощности проходит через ре« гуляторы 13 - 15 через зажимы 10 - 12, а другая половина проходит непосредственно от источника питания к нагрузке через зажимь{ 7 - 9.

В промежуточных режимах, когда регуляторы 13 - 15 включены частично, мэш= ность, подводимая к резистэрам 1 - 6 непосредственно эт источника питания, большB MOIII«ocTH} подводимой K наГрузкB через регуляторы. Рази}»ца между э-.ими мощностям{» vocTBHB»ttto уменьшается пэ мере Включения регуляторов 13 — 15.

На фиг. 3 приведен пример конкретного выполне«ия регулируемой системы электропитания, применяемой для электрообо» рева стекловаренной печи, при psctjo ложе«Ни электродов в один рчд, где

16 - электроды, установленные в стеклоМНСССЕ,}

17 H 13 - эвтэматическтсе твь»»{л»эчатгзг{и* т » H 20 — He}28K,"{ютч атэс»{{в

Вi

2 1 — THpHGTopHbt}j трехфазтньтй рег глятэр напряже«ия типа РН »"»" - 330-GQO„

}тзобрете}{{»е o6jj QjiQBT} слeij 2{ними пре

H МУ2ЦЕСТВ а ?гг{, Так как через регулягоры 13 — 15

ПРОТЕ{»ИЕТ ток} МИКСИМаЛЬ«аЯ ?38?{?»ч}{}{а KO TopoI о tipott op»i?jot»Q половине максимальной{{ мэшчэстцт пэтребляемг}й нат 0 г з кой То уста«ОВочная мэ»{{{»осtb регулято.=роВ может быть принята pae«ojj пonoBH«e этОЙ максимальной 4{292«ocтц

/Met»bitte«HB yet ановэ {нэй мй?И«ости

pBj yjjjjTOpObi т{ОЗВОЛЯЕТ УМЕНЬШИТЬ CT{)!j мость системы„

ОбщИЙ Кэзс}ч?}»ПИЕ}»т МО»{ХНОСТИ»?радла гаемой регулируемэй системы электропитания намного выше коэффициента мо»цности извест«ых систем. Это эбъясняется тем чтэ кээффициент мошнэсти ycTQ

НОВКИ ЗЛЕ{»троз{»8рг{»я j»OTODOft П сдВэдится к нагрузке непосредстве«но От истэч ника питания (с{3Я{р ), равен BgHнице.

М

Коэффициент мэшности усГ .новкир элект роэнергия которой проходит через регу-. ляторы 13 - 15 (СО { «Р ), меньше единицы.

В случае полного включения и полного отключения регуляторов 13 — 15 обший кэ}эффициент мэп»ности системы так:ке равен единице. В промежуточных режимах коэффициент моштности всей систеМЫ МЕНЬШЕ ЕДИН{»ЦЬ»т НО ИамНЭГО ВЫШ8 КО

Ю эфф{{п}»е{»та мэ»пнэст»» известнььх систем .

Вследствие применения регуляторов

13 - 15, установочная мошность котэрых

ВДВЭB МЕНЬШ8, ЧЕМ У ПРИМ8НЯЕМЫХ Раиеэт соответственно у-ме{{ь{даются потери элект 6 роэнергии в них и повь»шается КПЛ систеhjb4

УВЕЛИЧЕН»»Е Ктс И И КОЭффИЦИЕНТа МЭНности системы приводит к снижению р аКТИВ{»ЫХ H аКТИВНЫХ ПОТЕРЬ В ПИТаЮ}ДЕЙ

И {сеги и следоватэ- ь{»о к Освобожден{»ю

{}ЭПЭЛН}»теЛЬ«ой МОИНОСТИ ЭНЕРГНИ ДЛЯ ПИт а {{{ и -РУГHK {тРТРегбитель и электРоэ{»етс

Г«{т, (Р эрмула н"-.Об»зетения

Рс. .ул{труемая система электропитания

Нап{2УЗЭ{гс СЭЕДЦ«ен«ЫХ В ТР8УГОЛЬ{»{»Ке СО

25 „

ДЕрж}сц?ая т?2ЕХфаз«ЫЙ ИСТОЧНИК ПИТННИЯ И р= I y;IBTOttbt МО»ЦНЭСтц, ВКЛ}ОЧЕ»»}{Ь»Е МЕжДУ НСТЭЧ«ИКОМ П«ТаНИЯ И {»аГРУЗКа??»И}

Э Т Л И Ч а Io»Ц Q и С Я TB}4p ЧТО} С ЦЕ

2Ib}O C??«2с.8:(Ия i{OTepb ЭЛЕКч р} ЭПЕргнн ПУЗА

ТЕМ СН}{2}КЕНИЯ УСТН«OBOtj«OI» МОЩНОСТИ РЕ-

ГУЛЯТОЭЭВ} КажДЫй ИЗ Р8ГУЛЯТЭРОВ МОП;НОС» И Пг ДКЛЮс}ЕН K СВ8ДНЕ}? ТОЧКЕ ПЛЕЧа

COOTBeTCTB"}"Ю?ЦЕЙ т»а». Р }гзки IIPH ЭТOM BBP" с -д

ШИНЫ Т}}38УГОЛЬН{»ка НаГрУЗОК IIOACOBIIHIIL bt сгЕПЭСЭЕДСТВ=}}т»Э K т»СТОЧ}»ттКс Пнтаит»я

ViCTOijjtHKH HПфОРМЕЦИИт ПРИНЯТЬ»Е ВО внц?,а«це jjpH BKc jepj изB

1. Пр ?жа{»ск}{й А, М. Методы проектирования электрических и плазменно

ЭЛЕ}{тр}тс»ВСКИХ СТ8} Л{теареН{»ЫХ П8ЧЕИ

С6оРННК ТРУДОВ ОКЬ ЗТХИМ МХП, Bbtp, 1Р7 т с. ст»3 ду с2, т {Вансц"К Б, т .с Лс{ДМан Р Л„РУИНОВ Б, Я, . THpHCT{,. - т.-. H t»QI"tjj»T}jbje

Стаот»тт»»зато 6 He tpjj?j.{j«t}, Ъ «3?НЕр» }»ясг

1868, с. 7В.

657519

Рнк 2

Составитель Л. Дементьева

Редактор A. Пейсоченко Техред 3. Фанта Корректор И. Му ка

Заказ 1817!53 Тираж 856 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4