Устройство электроснабжения

 

1. УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ , содержащее последовательно соединенные регулятор постоянного напряжения с блоком управления, имеющим управляющий вх-од,ЬС -фильтр и тирирторный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором и датчиком тока в цепи питания, . батареей коммутирующих конденсаторов на выходе и ключевым элементом, вьтолненным в виде диода на входе, который включен в непроводящем направлении по ртношению к питающему напряжению, а также задающий генератор и фазосдвигающий узел, имеющий вход синхронизации и вход управления, причем выход задающего генератора соединен с входом синхронизации фазасдвиг ающего узла, выход которого ,. подключён к входу блока формирования управляющих импульсов, о т л а ющ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности, оно снабжено пятью ключами, имеющими входы управления, тремя источниками опорных напряжений, логическим элет ментом НЕ, сумматором, узлом сравнения , усилителем и нелинейным элементом , причем первый и второй ключи J включены между выходами соответственно первого и второго источников опорных напряжений и управляющим входом блока управления регулятором постоянного напряжения, третий и четвертый ключи - между выходами соответственно второго и первого источников опорных напряжений и первым входом сумматора , выход которого соединен с входом управления фазосдвигающего узла, пятый ключ включен между выходом датчика тока и прямым входом (Л узла сравнения, инверсный вход которого соединен с выходом третьего источника опорного напряжения,а выход через последовательно соединенные 8 е усилитель и нелинейный элемент со вторым входом сумматора, при этом управляющие входы второго, четверто го и пятого ключей соединены с вы- . ходом логического элемента НЕ, вход .которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей и образует управляющий вход устройства электроснабжения . 2. Устройство по п. I, о т л и - чающееся тем, что упомянутый нелинейный элемент выполнен в виде диода, включенного в прямом направлении между выходом усилителя и вторым входом сумматора.

, (19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3631052/24-07 (22) 10.08.83 (46) 30.11 .84, Бюл. ¹ 44 (72) И.И.Артюхов (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . № 896724, кл. Н 02 M 7/515, 1982.

2, Авторское свидетельство СССР № 1001373, кл. Н 02 M 5/27, 1983.

3. Авторское свидетельство СССР № 1069101, кл. Н 02 M 7/515, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ЗЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные регулятор постоянного напряжения с блоком управления, имеющим управляющий вход, LC -фильтр и тиристорный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором и датчиком тока в цепи питания, батареей коммутирующих конденса- торов на выходе и ключевым элементом, выполненным в виде диода на входе, который включен в непроводящем направлении по отношению к питающему напряжению, а также задающий генератор и фазосдвигающий узел, имеющий вход синхронизации и вход управления, причем выход задающего генератора соединен с входом синхронизации фазосдвигающего узла, выход которого подключен к входу блока формирования управляющих импульсов, о т л и„ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности, оно снабжено пятью ключами, имеющими

g I) Н 02 М 7/515» Н 02 3, 3/00 входы управления, тремя источниками опорных напряжений, логическим эле-. ментом НЕ, сумматором, узлом сравнения, усилителем и нелинейным элементом, причем первый и второй ключи ! включены между выходами соответственно первого и второго источников опорных напряжений и управляющим входом блока управления регулятором постоянного напряжения, третий и четвертый ключи — между выходами соответственно второго и первого источников опорных напряжений и первым входом сумматора, выход которого соединен с входом управления фазосдвигающего узла, пятый ключ включен между выходом датчика тока и прямым входом узла сравнения, инверсный вход которого соединен с выходом третьего источника опорного напряжения а выход через последовательно соединейные усилитель и нелинейный элемент со вторым входом сумматора, при этом > управляющие входы второго, четверто. го и пятого ключей соединены с вы- . ходом логического элемента НЕ, вход ,которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей и образует управляющий вход устройства электроснабжения.

2. Устройство по п. I о т л ич а ю щ е е с я тем, что упомянутый нелинейный элемент выполнен в виде диода, включенного в прямом направлении между выходом усилителя и вторым входом сумматора.

) 127057

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для органиэации систем централи зованного электроснабжения на частотах, отличающихся, как правило, от общепромышленной.

Известно устройство для электроснабжения, содержащее по крайней мере два объединенных по выходу инвертора, регуляторы постоянного напряжения в цепи питания каждого инвертора, выполненные в виде полууправляемых мостов с установленными на их выходах LC -фильтрами, блоки управ ления регуляторами, датчики тока в цепи питания инверторов, узлы сравнения сигналов, а также сумматор и делитель, соединенные последовательно, и умножители сигналов датчиков тока, входы которых соединены с выходами делителя, причем выход каждого из датчиков тока подключен к одному из входов сумматора, а выходы умножителей подключены к одним из входов узлов сравнения, другие входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков тока, при этом выходы узлов сравнения подключе ны к входам соответствующих блоков управления регуляторами (lj .

В данном устройстве обеспечивается заданная загрузка произвольного количества объединенных по выходу инверторов во всем диапазоне изменения параметров нагрузки.

В результате. этого может быть достигнута предельная мощность системы электроснабжения. Структура выпрямительной части устройства реализуется минимальным количеством управляемых вентилей. .Однако во входном токе устройства дополнительно к нечетным возникают четные гармоники, которые-отрицательно сказываются на работе уст" ройств электропитания на промышленной частоте.

Известно устройство электроснабжения, в котором инверторы разделены на две равные rio мощности группы, при этом регуляторы постоянного напряжения одной группы инверторов выполнены с совмещенной анодной неуправляемой группой вентилей, а другой — с совмещенной катодной .неуправ ляемой группой вентилей (2) .

Недостатком указанного устройства является большая установленная мощность силового оборудования системы компенсации реактивной мощности, обес печивающей требуемое качество ряда характеристик. Это связано с тем,, что в этом устройстве не предусмотрена перестройка структуры вентильно-реакторного. комплекта в зависимости от величины и характера на-. грузки..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее последовательно соединенные регулятор постоянного напряжения с блоком управления, имеющим управляющий вход, LC -фильтр и тиристорный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором и датчиком тока в цепи питания, батареей коммутирующих кон,енсаторов на выходе и ключевым элементом на входе, выполненным в виде диода, включенного в непроводящем направлении по отношению к питающему напряжению, а также задающий генератор и фазосдвигающий узел, имеющий вход синхронизации и вход управления, причем выход задающего генератора соединен .с входом синхронизации фаэосдвигающего узла, выход которого подключен к входу блока формирования управляющих импульсов (3) . . Данное устройство может работать как в режиме инвертирования, так и в режиме компенсации, благодаря чему при организации системы электроснабжения на базе группы подобных устройств резко уменьшается требуемое количество компенсаторов и суммарная установленная мощность системы компенсации реактивной мощности.

Перевод известного устройства из одного режима в другой производится подачей необходимых управляющих воздействий на управляющие входы блока управления регулятором постоянного напряжения и фазосдвигающим узлом системы управления тиристорным мостом. При этом скорость изменения фазы управляющих импульсов тиристор- . ного моста должна находиться в определенной зависимости от скорости изменения питающего напряжения, подаваемого с выхода регулятора через LC -фильтр на вход тиристорного моста. В,противном случае при переводе устройства из одного режима

) в другой возможны перегрузки, при1водящие к аварийным ситуациям.

1127057 4

Однако в известном устройстве необходимые функциональные связи между блоком управления регулятором постоянного напряжения и фазосдвигающим узлом системы управления тиристорным мостом отсутствуют, что является причиной. снижения надежности работы известного устройства и сужения, вследствие этого, диапазона его возможных применений. 1О

Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства для электроснабжения.

Указанная цель достигается тем, что устройство электроснабжения, содержащее последовательно соединенные регулятор постоянного напряжения с блоком управления, имеющим управляющий вход, LC -фильтр и тиристорный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором и датчиком тока в цепи питания, батареей коммутирующих конденсаторов на выходе и ключевым элементом, выполненным в виде диода на входе, который включен в непроводящем направлении по отношению к питающему напряжению, а также задающий генератор и фазосдвигающий узел, имеющий вход синхронизации и вход управления, причем выход задающего генератора . соединен с входом синхрочизации фазосдвигающего узла, выход которого подключен к входу блок" формирования управляющих импульсов, снабжено 35 пятью ключами,, имеющими входы управ.ления, тремя источниками опорных напряжений, логическим элементом НЕ, сумматором, узлом сравнения, усилителем и нелинейным элементом, при этом первый и второй ключи включены между выходами соответственно первого и второго источников опорного напряжения и управляющим входом блока управления регулятором постоянно- 45

ro напряжения, тре-.ий и четвертый ключи — между выходамч соответственно второго и первого источников опорного напряжения и первым входом сумматора, выход которого соединен с 50 входом управления фазосдвигающего узла, пятый ключ включен между вы-. ходом датЧика тока и прямым входом узла сравнения, инверсный вход которого соединен с выходом третьего 55 источника опорного напряжения, а выход — через последовательно сое- . диненные усилитель и нелинейный элемент подключен к второму входу сумматора, причем управляющие входы второго, четвертогб и пятого ключей соединены с выходом логического элемента НЕ, вход которого образует управляющий вход устройства для электроснабжения и соединен C управляющими входами первого и третьего ключей.

Нелинейный элемент выполнен в виде диода, включенного в прямом направлении между выходом усилителя и вторым входом сумматора.

На чертеже показана схема пред-. лагаемого устройства.

Устройство электроснабжения содержит регулятор 1 постоянного напряжения с блоком 2 управления, имеющим управляющий вход 3, 1.С -фильтр 4, тиристорный мост 5 с блоком 6 формирования управляющих импульсов, реактором 7 и датчиком тока 8 в цепи питания, батареей 9 коммутирующих конденсаторов на выходе и ключ ев ым элементом l О, выполненным в виде диода. Схема устройства включает в себя также задающий генератор 11, фазосдвигающцй узел 12,.имеющий вход 13 синхронизации и вход 14 управления, ключи 15-19 с входами. управления 20-24, источники опорных напряжений 25-27, логический элемент

НЕ 28, сумматор 29, узел 30 сравнения, усилитель 31 и нелинейный элемент 32, выполненный в виде диода. Вход логического элемента НЕ 28, соединенный с управляющими входами

20 и 22 ключей 15 и 17 соответственно, образует управляющий вход 33 устройства для электроснабжения.

Оперативный перевод устройства из режима инвертирования в режим компенсации и наоборот производится без применения какой-либо силовой кон-, тактной аппаратуры путем изменения состояния на входе 33. При наличии на этом входе сигнала логической единицы ключи 15 и 17 открыты, в результате чего напряжение U> опорного источника 25 поступает на управляющий вход 3 блока 2 управления, а напряжение U<< источника 26 — на вход сумматора 29. Одновременно на входах 21, 23 и 24 ключей 16, 18 и 19.соответственно присутствуют сигналы логического нуля, вследствие чего эти ключи закрыты. Если принять, что при построении блока 2 управле1127057 ния и фазосдвигающего узла 12 использован вертикальный принцип, то при условии U2 c U> и указанном состоя25 нии на входе 33 регулятор 1 будет вырабатывать напряжение, соответ- 5 ствующее работе устройства в режиме передачи активной. мощности из се- .

TB 1 в ceTb 2я B управляющие HM пульсы на тиристоры моста 5 будут поступать в фазе, соответствующей 10 работе моста в режиме инвертирова,ния.

При изменении состояния входа 33 на противоположное на входах 20 и 22 появляются сигналы логического нуля, а на входах 21, 23 и 24 — логической единицы. Ключи 15 -и 17 закры" ваются, а 16, 18 и 19 открываются.

При открывании ключа 1.6 на входе 3 . блока 2 управления появляется потен- щ циал, соответствующий нулевому вначению выходного напряжения регулятора 1. Одновременно с этим на вход 14 фаэосдвигающего узла 12 через сумматор 29 и ключ 18 от источника 25 поступает сигнал, соответствующий сдвигу импульсов управления тиристорами моста 5 в сторону опережения на угол 1 = — — — p

rpe /3о — наперед заданная величина угла эапирания. При появлении сигнала логической единицы на входе

24 ключ 19 открывается и подключает прямой вход узла 30 сравнения к дат

35 чику 8 тока. На инверсный вход ysла 30 сравнения поступает сигнал U источника 27 опорного на z пряжения, пропорциональный макси мально допустимому току тиристорного . 40 моста 5. Такчм образом, выходной сигнал узла 30 сравнения пропорционален разности между фактической величиной .тока, потребляемого мостом 5, -и его допустимьм значением.

Если при переводе устройства из режима инвертирования в режим компенсации входной ток моста 5 не превышает допустимого значения, то выходной сигнал узла 30 сравнения отрицателен и вследствие наличия нелинейного элемента 32 не поступает на вход, сумматора 29. В результате этого на управляющем входе 14 узла 12 существует сигнал, соответствующий работе устройства в режиме компенсации. При превышении током моста 5 допустимого значения на выхо. де узла 30 появляется положительный сигнал, который через усилитель 31 и включенный в прямом направлении диод 32 подается на вход сумматора 29, где он складывается с сигналом U< источника 25. Потенциал на входе 14 фазосдвигающего узла 12 увеличивается, что приводит к уменьшению угла сдвига фаз управляющих импульсов моста 5 и соответствующему -уменьшению тока этого моста.

Таким образом, введение в схему устройства для электроснабжения 3 дополнительных элементов, устанав-. ливающих функциональные связи между блоком управления регулятором постоянного напряжения и фазосдвигающим узлом системы управления тиристорного моста, позволяет сни1эить в переходных режимах токовые нагрузки на силовые элементы и тем самым повысить надежность работы.

Нри укаэанных на схеме связях между элементами перевод из одного режима в другой производится за минимальное время, так как он осуществляет.по максимальному току реактора. Скорость перевода ограничивается лишь инерционностью звена постоянного тока, обусловленной, главным образом, дискретностью закона управления регулятором постоянного напряжения и свойствами LC -фильтра.

Наличие одного управляющего входа устройства для электроснабжения повышает удобство эксплуатации и упрощает процесс сопряжения данного устройства с ему подобными при организации системы электроснабжения.

1127057, . ВНИИПИ Заказ 8753/43 Тираж 666 Подписное

Филиаи ППП "Патент", r.Óïãîðîä, ул.Проектнак, 4