Компенсатор реактивной мощности

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в установках электропитания. Цель изобретения - уменьшение уровня искажений тока. сети. Это достигается благодаря тому, что регулирующий орган 8 дискретного действия выполнен многоуровневьм , т.к. содержит совокупность трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно, а первичные посредством ключей подсоединены к входным зажимам. Кроме того, в компенсатор введены логическая схема 3 с входами X. и X, и выходами у, х,- х и , реверсивный счетчик 4, компаратор тока 5, компаратор напряжения 6 и формирователь импульсов 7. В компенсаторе изменение коэффициента гГередачи регулирующего органа 8 происходит лишь в том случае , если изменяется величина индуктивности нагрузки. При постоянной нагрузке напряжение на емкости 9 стабилизируется по амплитуде. Форма напряжения при этом остается чисто синусоидальной . 5 ил. СП :А: 4 4

СОЮЗ СООЕТСНИХ

NU

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (11) (11 4 Н 02 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС1 ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3886033/24-07 (22) 16.04.85 (46) 30.05.87. Бюл. У 20 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) В.В.!Один (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 642825, кл. Н 02 J 3/18, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 603047, кл. H 02 J 8/18, 1978. (54) КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в установках электропитания. Цель изобретения — уменьшение уровня искажений тока сети. Это достигается благодаря тому, что регулирующий орган 8 дискретного действия выполнен многоуровневым, т.к. содержит совокупность трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно, а первичные посредством ключей подсоединены к входным зажимам. Кроме того, в компенсатор введены логическая схема 3 с входами х, и х и выходами

y, =x, х и у =х, х, реверсивный счетчик 4, компаратор тока 5, компаратор напряжения 6 и формирователь импульсов 7. В компенсаторе изменение коэффициента передачи регулирующего органа 8 происходит лишь в том случае, если изменяется величина индуктивности нагрузки, При постоянной нагрузке напряжение на емкости 9 стабилизируется по амплитуде. Форма напря- @ жения при этом остается чисто синусоидальной. 5 ил.

С:

1314415

50 кции у» =х, у =Х," где х, и маемые с

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в установках электропитания.

Цель изобретения — уменьшение уровня искажений тока сети.

На фиг.1 приведена электрическая схема предложенного компенсатора реактивной мощности, на фиг.2 — схема трансформаторно-ключевого регулирующего органа, являющегося составной частью регулирующего органа дискретного действия; на фиг.3 — схема компаратора; на фиг.4 — схема формирователя импульсов; на фиг.5 — временные диаграммы для основных:величин: а — напряжение U сети переменного тока, б — напряжение Г на выходе компаратора напряжения, в — тока в сети при индуктивной нагрузке, г напряжение Б, на выходе компаратора тока при индуктивной нагрузке, д— напряжения U на выходе формирователя импульсов при индуктивной нагруз ке, е — напряжения 0 на суммирующей входе реверсивного счетчика, х — тока i в сети при емкостной нагрузке, з — напряжения U на выходе компаратора тока при емкостной нагрузке, и — напряжения U< на выходе формироВателя импульсов при емкостной нагрузке, к — напряжения Б на вычитающем входе реверсивного счетчика.

Компенсатор реактивной мощности содержит (фиг. 1) регулирующий орган

1 дискретного действия, подключенный к первому зажиму сети переменного тока и соединенный параллельно с нагрузкой 2, каскадно соединенные логическая схема 3 и реверсивный счетчик 4, выходы которого подкпючены к управляющим входам регулирующего . органа дискретного действия, компаратор 5 тока, подключенный к второму зажиму сети переменного тока и соединенный последовательно с регулирующим органом дискретного действия, компаратор 6 напряжения, подключенный к зажимам сети переменного тока, и формирователь 7 импульсов, соединенный входом с выходом компаратора тока.

Один вход логической схемы соединен с выходом компаратора напряжений, а второй вход — с выходоь, формирователя импульсов.

Регулирующий орган дискретного действия выполнен многоуровневым. Он содержит трансформаторно-ключевой регулирующий орган 8, включенный по схеме вольтодобавки и подсоединенный к конденсатору 9.

Трансформаторно-ключевой регулирующий орган 8 (фиг.2) содержит совокупность трансформаторов 9, вторичные обмотки которых соединены последовательно, а первичные — посредством ключей 10 и 11 подсоединены к входным зажимам. Ключи 10 и 11 выполнены на симметричных тиристорах.

Управляющие входы х ключей 11 подсоединены к управляющим входам трансформаторно-ключевого регулирующего органа непосредственно, а ключей 10— через логические инверторы 12.

Числа витков трансформаторов 9 выбраны таким образом, что коэффициент трансформации каждого последующего из них в два раза превышает коэффициент трансформации предыдущего. Управляющий сигнал х=(х,, х, x„), осуществляет подключение к сети переменного тока трансформаторов с номерами, соответствующими номерам разрядов кода х, в которых имеются сигналы "1". При этом устанавливаются коэффициенты передачи трансформаторно-ключевого регулирующего органа

k=k (х,+2х +2 х +...+2 хп) > где k — коэффициент трансформации первого трансформатора, х,.х,...,х — сигналы управляющего кода, принимающие значения "0" или "1".

Возможно другое исполнение регулирующего органа дискретного действия. Трансформаторно-ключевой регулирующий орган может быть выполнен в виде одного трансформатора с секционированной вторичной обмоткой, числа витков в секциях которой кратны целой степени числа два. Возможно вообще бестрансформаторное исполнение, когда энергоемкий регулирующий орган дискретного действия выполнен в вида совокупности параллельных ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные конденсатор и управляющий ключ.

Логическая схема 3 реализует фунг х напряжения Ц 4 и Б, снивыходов формирователя им13144 пульсов и компаратора напряжения соответственно.

C Компаратор тока 5 (фиг.3) содер- жит резистор 13, параллельно которому подключены входы компаратора 14 (фиг.4).

Работа компенсатора реактивной мощности происходит следующим образом. При равенстве реактивной мощности нагрузки 2, имеющей индуктивный 10 характер, реактивной мощности регулирующего органа дискретного действия 1, имеющей емкостный характер, имеет место полная компенсация. При этом ток д совпадает по фазе с напря-15 жением U<.

При изменении нагрузки, например, увеличения ее индуктивности возникает отставание тока i от напряжения

U, (фиг.5а,б). Компаратор 6 напряже- gp ния и компаратор 5 тока формируют напряжения U и U> (фиг.5г,б). Формиро" вателем 7 из наяряжения формируются импульсы U, которые проходят через логическую схему 3, поступают на сум- 25 мирующий вход реверсивного счетчика

4, изменяя код х и увеличивая коэффициент передачи k траисформаторноключевого регулирующего органа 8.

При этом напряжение на конденсаторе 9 30 .У =(1+1с) Uz(1+k) U„ âoçðàñòàåò, что приводит к увеличению уровня реактивной мощности. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не произойдет компенсация реактивной можности на- . 35

z грузки.

При уменьшении индуктивности нагрузки 2 происходит аналогичные процессы с той разницей, что логической схемой 3 формируются импульсы U,,по- 40 ступающие на вычитающий вход реверсивного счетчика 4. При этом, вследствие изменения кода происходит уменьшение напряжения на конденсаторе 9, а следовательно, и величины его ре- 45 активной мощности. Процесс уменьшения напряжения продолжается до тех

15 4 пор, пока не наступит полная компен- сация.

В данном компенсаторе реактивной мощности изменение коэффициента передачи трансформаторно-ключевого регулирующего органа происходйт лишь в том случае, если изменяется величина индуктивности нагрузки. При постоянной нагрузке напряжение на емкости 9 стабилизируется по амплитуде. Форма напряжения при этом остается чисто синусоидальной. Синусоидальным является и ток.

Таким образом, компенсатор реактивной мощности обладает меньшими искажениями тока, сети.

Формула и э о б р е т е н и я

Компенсатор реактивной мощности, содержащий орган дискретного действия с выводами для подключения к зажиму сети переменного тока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения уровня искажения тока сети, он снабжен компаратором напряжения, компаратором тока, формирователем импульсов, реверсивным счетчиком и логической схемой, с входами х, и х, подключенными соответственно к формирователю импульсов и компаратору напряжения, и выходами у, и у, подключенными к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, причем логическая схема реализует функции у, =х, х и у =x, х, выходы реверсивного счетчика подключены к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, который выполнен многоуровневым и соединен последовательно с компаратором тока, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, причем компаратор тока и компаратор напряжения подключены к выводам для подключения к зажимам сети переменного тока.

СРие. 3

Фиг. Ф

1 3 1 441 5

Риз. 5

Составитель О.Наказная

Техред А.Кравчук Корректор E.Ðoøêî

Редактор М.Товтин

Заказ 2216/53

Тираж 619 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