Устройство для симметрирования трехфазных несимметричных нагрузок с изменяющимися во времени параметрами

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повьппение качества симметрирования путем увеличения быстродействия. С датчика 2 линейных напряжений один сигнал, пропорциональный напряжению и. , подается на первый вход умножителя (У) 5, а другой - Удс - на У 6. На другие входы этих У подаются сигналы , пропорциональные линейным токам 1о и I-, с датчиков 3 токов. Посо -6 с тоянные составляющие полученных сигналов отфильтровываются фильтрами (Л Фа9.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ()9) {11) (594 Н 02 3 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3849390/24-07 (22) 05. 02. 85 (46) 07.02.87. Бюл. У 5 (7 1 ) Ин с ти тут элек тр один амик и АН

УССР (72) А.К. Шидловский, А.Д. Музыченко, Г.А. Москаленко, А.П. Трофименко, А.В Долгинцев, В.В. Алексеенко, В.Т. Третьяк, А.В. Козлов, А.В. Зощенко, В.Я. Майер и Е.В. Беляева (53) 621 316.761 21 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 920959, кл. Н 02 J 3/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ó 964853, кл. Н 02 J 3/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1130948, кл. Н 02 Т 3/26, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ

ТРЕХФАЗНЫХ НЕСИММЕТРИЧНЫХ НАГРУЗОК

С ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ВО ВРЕМЕНИ ПАРАМЕТРАМИ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения— повышение качества симметрирования путем увеличения быстродействия. С датчика 2 линейных напряжений один сигнал, пропорциональный напряжению

11„, подается на первый вход умножи4ь теля (У) 5, а другой — 0 — на У 6.

На другие входы этих У подаются сигналы, пропорциональные линейным токам I> и I, с датчиков 3 токов. Пос- а тоянные составляющие полученных сигналов отфильтровываются фильтрами

12888?О

Решив эту делим

АВ

3

+Re

35 CA

Nc (2) 11с - 7m Nc

7, 8, а переменные суммируются сумматором (С) 9. С датчика опорного напряжения сигнал, пропорциональный напряжению ц, стабилизируется

А стабилизатором 10 амплитуды, с выхо" дом которого соединены оба входа У

11. Фильтр 12 пропускает переменный сигнал двойной частоты, который подается на вход фаэовращателя 14 на iY/2 и первые входы У 15, 18. С выхода фазовращателя сигнал поступает на первые входы У 16, 17. С выхода

С 9 сигнал. двойной частоты поступает на вторые входы У 15, 17 и на вход фаэовращателя 13 íà A/2.. На выходе

Изобретение относится к электроI технике и может быть использовано в трехфазных электрических сетях для симметрирования напряжений при несимметрии, вызванной подключением трехфаэных несимметричных нагрузок с параметрами, изменяющимися во времени.

Цель изобретения — повышение качества симметрирования путем увеличения быстродействия устройства.

На фиг. приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— совмещенная диаграмма токов обратной последовательности.

Устройство содержит трехфазную несимметричную нагрузку 1, параметры которой изменяются во времени, датчик 2 линейных напряжений, датчик

3 токов, датчик 4 опорного напряжения. Все элементы подключены к трехфазной сети. Блок-схему можно условно разбить на три функциональные части: блок выделения действительной и мнимой составляющей пульсирующей мощности; блок преобразования, блок управления, исполнительный орган.

Блок выделения действительной и мнимой составляющей пульсирующей мощности включает в себя датчик 2 линейных напряжений, датчик 3 токов, датчик 4 опорного напряжения, умножители 5 и 6, фильтры 7 и 8 постоянной составляющей сигнала, сумматор 9, стабилизатор 10 амплитуды опорного

С 20 сигнал пропорционален действительной части пульсирующей мощности.

Выходы У 17 и У 18 через инвертор

19 подключены к С 21, на выходе которого сигнал пропорционален мнимой части пульсирующей мощности. С помощью делителей 22, 24, 25, инвертора 26, С 27, 28, инверторов 23, 26 получают сигналы управления, поступающие на вход блоков управления

29, 30, 31, которые формируют сигнал для управления элементов исполнительного органа 32. Быстродействие повышается эа счет использования блоков с высоким быстродействием. 2 ил, 2 напряжения, ум..ожитель ll, фильтр 12 постоянной составляющей сигнала, фазовращатели 13 и 14 íà %Г/2, умножители 15-18 аналоговых сигналов, инвертор 19, сумматоры 20 и 21.

Блок преобразования содержит делитель 22 инвертор 23, делители 24 и 25, инвертор 26, сумматоры 27 и 28.

Блок управления включает в себя блоки 29-31 управления, которые подключены к реактивным элементам исполнительного органа 32, присоединенного к трехфазной сети.

Работа устройства основана .а реализации аналитических зависг .остей между пульсирующей мощностью в сети, обусловленной нагрузкой, и параметрами элементов исполнительного органа.

Система уравнений, описывающая режим в сети, записывается следующим образом:

1ь

II

-) a 6

7L

Nñ QA e + Qâ e + Q вс cA

N +И =0

C) C p й„+ Я,„+ ЯА= 0 систему уравнений, опре- 3 ReNc -Х„М, 7

3 1288

В уравнениях (2) присутствуют действительные и мнимая часть пульсирующей мощности. Выразим пульсирующую мощность, обусловленную нагрузкой, через линейные напряжения, например U и U(t„, и линейные токи, например Ja u J,, при условии,,что с ось действительных чисел совпадает с направлением фазного напряжения, например, в фазе А. 10

Разложим переменную составляющую пульсирующей мощности N на дейстс вительную и мнимую части при принятой системе координат

° j(2vt+q „1 -j2ut

К,.н,е " (e -,(con(2utiq„ (+

+ э!n(2uk q„j). (сов 2ы1 -j e n 2и )

= N, j (c os (t u t < q „) go s 2 и 1 Ы и (2 и 1

Ф(„)щь 2и ) (э »(гяур ц„1с05 9 язв

- 05 (Яы Юц) впали@.N, cosy, ° jk Б п

- (1 е и t. i N N с 4 с (3) 25

Принцип работы устройства основан на реализации аналитических зависимостей (2) с помощью выражения (3).

Устройство работает следующим образом. ЗО

С датчика 2 линейных напряжений . один сигнал, пропорциональный напряжению Ц„ подается на первый вход умножителя 5 аналоговых сигналов (далее умножителя), а другой — U умножителя 6.,На другие входы этих умножителей подаются сигналы„ пропорциональные линейным токам I> и Т с датчика 3 токов.. Перемноженйый сйгнал имеет постоянную и переменную (двойной частоты) составляющие. Постоянные составляющие отфильтровываются фильтрами 7 и 8 постоянной составляющей сигнала (далее фильтр), например с помощью конденсаторов, а переменные суммируются сумматором 9.

С датчика 4 опорного напряжения сигнал, пропорциональный фазному напряжению U, подается на вход стабилизатора 10 амплитуды опорного напряжения, с выходом которого соединены оба входа умножителя 11. Сигнал иа выходе упомянутого умножителя имеет также йостоянную и переменную (двойной частоты) составляющие.

Фильтр 12 постоянной составляющей,.

5 соединенный с выходом умножителя

ll, пропускает переменный сигнал двойной частоты, который подается на

820 4 .вход фаэовращателя 14 на Т /2 и первые входы умножитепей 15 и 18. С выхода упомянутого фазовращателя сигнал поступает на первые входы умножителей 16 и 17.

С выхода сумматора 9 переменный сигнал двойной частоты поступает на вторые входы умножителей !5 и 17 и

3 на вход фазовращателя 13 на «ц /2, выход которого соединен с вторыми входами умножителей 16 и 18. Выходы умножителей 15 и 16 подключены к входу сумматора 20, на выходе которого сигнал пропорционален действительной части пульсирующей мощности.

Выходы умножителей 17 и !8 через инвертор 19 подключены к сумматору

2I, на выходе которого сигнал пропорционален мнимой части пульсирующей мощности.

Выход сумматора 20 соединен с входом делителя 22, который уменьшает сигнал, пропорциональный ReN в

-13 раз, с выхода этого делителя сигнал поступает на один вход сумматора

27 и на вход инвертора 23, выход которого подключен к одному входу сумматора 28.

Выход сумматора 21 подключен к входу делителя 24, где сигнал, пропорциональный JmN<, уменьшается в

2/3 pas, и входу инвертора 26, выход которого соединен с входами сумматоров 27 и 28.

Так м образом, на выходе сумматора 27 сигнал пропорционален выраже13 ReNñ,- Jmkf t нию — --- — - — ---, а на выходе сум3 †.13Вей, — JmN матора 28

На выходе делителя 24 сигнал пропорционален

-ТшИ . Сигналы от сумматоров 27 и 28 и делителя 24 поступают на вход блоков 29-31 управления. Эти блоки формируют сигнал для управления реактивной мощностью элементов исполнительного органа 32. Реактивные элементы исполнительного органа 32 подключены между фазами сети и компенсируют токи обратной последовательности, выз-ванные подключением трехфаэной несимметричной нагрузки 1, параметры которой изменяются во времени.

В устройстве имеются фильтры постоянной составляющей сигнала (емкости), однако они выполняют не функции сглаживания напряжения, а фильтрации (отделения) постоянной составляюшей

5 2888 от переменной, которая используется для управления исполнительным органом симметрирующего устройства. Быстродействие этих фильтров высоко (О,OI мс).

Общее быстродействие устройства— не более половины периода сети.

Формула,изобретения

Устройство для сьмметрирования Ю трехфазных несимметричных нагрузок с изменяющимися во времени параметрами, содержащее датчик линейных токов, датчик линейных напряжений, два двухвходовых умножителя аналоговых сигналов, первые вхбды которых соединены соответственно с двумя выходами датчика линейных токов, а вторые входы — с двумя выходами датчика линейных напряжений, двухвходовый сумматор, а также испблнительный орган, выполненный на регулируемых многосекционных конденсаторных батареях, соединенных в треугольник, и имеющий три блока управ25 ления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества симметрирования путем увеличения быстродействия устройства, оно дополнительно снабжено датчиком опорного напряжения, стабилизатором амплитуды опорного напряжения, двумя фаэовращателями, пятью двухвходовыми умножителями аналоговых сигналов, четырьмя двухвходовыми сумматорами, 35 тремя инверторами, тремя фильтрами постоянной составляющей сигнала, тремя делителями, тремя блоками .управления, при этом выходы первого и второго двухвходовых умножителей аналоговых сигналов соответственно через первый и второй фильтры постоянной составляющей сигнала подключены к входам первого двухвходового сумматора, входы датчика опорного напряжения подключены к трехфаэной сети, а выход через стабилизатор

20 амплитуды опорного напряжения подключен к входам третьего двухвходового умножителя аналоговых сигналов, соединенного с входом третьего фильтра постоянной составляющей сигнала, выход первого двухвходового сумматора подключен K âõîäó первого фаэовращателя и к первым входам четвертогои пятого двухвходовых умножителей аналоговых сйгналов, выход первого фаэовращателя подключен к первым входам шестого и седьмого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов, выход третьего фильтра постоянной составляющей сигнала соединен с вторыми входами четвертого и седьмого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов и через второй фазовращатель — с вторыми входами пятого и шестого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов, выходы четвертого и шестого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов присоединены к входам второго двухвходового сумматора, выход седьмого двухвходового умножителя аналоговых сигналов через первый инвертор подключен к первому входу третьего двухвходового сумматора, к второму входу которого подключен выход пятого двухвходового умножителя аналоговых сигналов, выход второго двухвходового сумматора через первый делитель соединен с первым входом четвертого двухвходового сумматора и входом второго инвертора, подключенного к первому входу пятого двухвходового сумматора, выход третьего двухвходового сумматора через второй делитель и через третий инвертор соединен соответственно с входом второго блока управления и входом третьего делителя, подключенного к вторым входам четвертого и пятого двухвходовых сумматоров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и третьего блоков управления.

1288820

Составитель И. Мирошников

Техред И.Попович Корректор Л. Патай Редактор С. Патрушева

Заказ 7819f54

Тираж б41 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4