Регулятор напряжения

 

Изобретение относич-ся к области электротехники, а именно к полупроводниковым регуляторам напряжения переменного тока. Изобретение может быТь использовано в цеховых сетях и системах электроснабжения с низким коэффициентом мощности, а также для поддержания оптимального входного коэффициента мощности регулятора. питающего асинхронный электродвигатель , работающий с переменной нагрузкой на валу, в цехах с индукционными печами. Целью изобретения является раздельное регулирование активной и реактивной мощности нагрузки, а также стабилизация входного коэффициента мощности регулятора при изменении характера и величины нагрузки. При подаче напряжения датчик напряжения 9 и датчик тока 10 подают сигналы через операционные усилители 11, логический элемент И-НЕ 12, регуляторы скважности 4,5 и формирователи импульсов 6,7 на вентили 2,3. Согласно логике их переключения при совпадении знаков напряжения и тока включаются вентили 2, а вентили 3 отключены , и, наоборот, в знакопеременные интервалы вентили 2 отключаются, а включаются вентили 3. В результате изменяется контур протекания реактивного тока нагрузки и реактивной мощности , т.е. через дополнительный резистор 16 в однофазном регуляторе или с фазы на фазу посредством параллельных вентилей 3 для многофазных реактивных нагрузок. 2 ил. « (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

J 1 Н 02 М 5 257 (50 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3908746/24-07 (22) 11.06.85 (46) 07.02.88. Бюп. У 5 (71) Куйбьппевский авиационный завод и Куйбьппевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) В.Д.Дудышев, В.М.Нестеренко, М.М.Левинсон и О.Н.Катаев (53) 621.316.722(088.8) (56) Петров Л.П. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 5-22.

Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок, — М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 66. (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относигся к области электротехники, а именно к полупроводниковым регуляторам напряжения переменного тока. Изобретение может быть использовано в цеховых сетях и системах электроснабжения с низким коэффициентом мощности, а также для поддержания оптимального входного коэффициента мощности регулятора, питающего асинхронный электродвигатель, работающий с переменной нагрузкой на валу, в цехах с индукционными печами. Целью изобретения является раздельное регулирование активной и реактивной мощности нагрузки, а также стабилизация входного коэффициента мощности регулятора при изменении характера и величины нагрузки. При подаче напряжения датчик напряжения

9 и датчик тока 10 подают сигналы через операционные усилители ll, логический элемент И-НЕ 12, регуляторы скважности 4,5 и формирователи импульсов 6,7 на вентили 2,3. Согласно логике их переключения при совпадении знаков напряжения н тока включаются вентили 2, а вентили 3 отключены, и, наоборот, в знакопеременные интервалы вентили 2 отключаются, а включаются вентили 3. В результате изменяется контур протекания реактивного тока нагрузки и реактивной мощности, т.е. через дополнительный резистор 16 в однофазном регуляторе или с фазы на фазу посредством параллельных вентилей 3 для многофазных реактивных нагрузок ° 2 ил.

1372464

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковым регуляторам напряжения переменного тока, и может быть использовано в цеховых сетях и системах электроснабжения с низким коэффициентом мощности, а также для поддержания опти1 мального входного коэффициента мощности регулятора, питающего асинхрон- lð ный электродвигатель, работающий с переменной нагрузкой на валу, в цехах с индукционными печами.

Целью изобретения является раздельное регулирование активной и ре- 15 активной мощности нагрузки, а также стабилизация входного коэффициента мощности регулятора при изменении характера и величины нагрузки.

На фиг.! показана блок-схема пред- 2р ложенного однофазного регулятора напряжения; на фиг.2 — блок-схема трехфазного регулятора напряжения.

Регулятор переменного напряжения содержит реактивную, например индук- 25 тивную, нагрузку (индукционная печь, трансформатор) 1, последовательно с нагрузкой управляемый вентиль 2 с двусторонней проводимостью, вентиль

3, параллельный реактивной нагрузке 30 с дополнительной нагрузкой R в одно3 фазной схеме (фиг.l), регуляторы 4 и

5 скважности импульсов, например одновибраторы, формирователи 6 и 7 импульсов, например генераторы Ройера и датчик 8 фазового сдвига напряжения и тока на входе регулятора напряжения.

В состав датчика 8 входят датчик 40

9 напряжения, выполненный, например, в виде маломощного трансформатора напряжения, датчик 10 тока, например, трансформатор тока, операционные

Усилители 11 и логический элемент И- 45

НЕ 12 сравнения с двумя инверсными выходами. Выходы 13 и 14 логического элемента 12 присоединены через регуляторы 4 и 5 скважности и формирователи 6 и 7 импульсов на управляющие входы силовых вентилей 2 и 3, причем выход 13 элемента 12 формирует прямоугольный сигнал длительностью знакопостоянного интервала входных напряжений .и токов регулятора, а выход 14 элемента 12 — прямоугольный сигнал

55 длительностью знакопеременного интервала входных напряжений и тока регуля тора.

Для устранения кратковременных пикон коммутационных напряжений вентили шутированы встречно включенными стабилитронами 15. Последовательно с вентилем 3 в однофазной схеме включен резистор 16.

За период сетевого напряжения регулятор при работе на смешанную нагрузку имеет четыре характерных интервала работы, из них,по два знакопостоянных интервала входных напряжения и тока, соответствующих потреблению активной мощности из сети, и два энакопеременных интервала, соответствуют щих реактивной направляющей потребляемой мощности реактивной нагрузки.

Регулятор работает следующим образом.

С подачей сетевого напряжения на силовой вход регулятора напряжения датчик 9 напряжения и датчик 10 тока подают сигналы через операционные усилители ll, логический элемент ИНЕ 12, регуляторы 4 и 5 скважности и формирователи 6 и 7 импульсов на управляющие электроды силовых вентилей

2 и 3. Согласно логике их переключений при совпадении знаков входных напряжений и тока включаются последовательные с нагрузкой 1 вентили 2, а вентили 3, параллельные нагрузке

1, отключены.

В знакопеременные интервалы вентили 2 отключаются, а включаются шунтирующие нагрузку полностью управляемые вентили 3. Затем цикл повторяется.

В результате контур протекания реактивного тока нагрузки и реактивной мощности изменяется не через сеть, а через дополнительный резистор 16 в однофазном регуляторе (фиг.1) или с фазы на фазу посредством параллельных вентилей 3 для многофазных реактивных нагрузок (фазная циркуляция реактивной мощности).

В связи с тем, что сумма реактивных токов эа период питающей сети в многофазных цепях без нулевого провода равна нулю, то шунтирующие нагруз-. ку 1 вентили 3, управляемые датчиком

8 фазы, обеспечивают идеальную циркуляцию реактивной мощности и токов по фазам индуктивной нагрузки l при единичном входном коэффициенте мощности регулятора.

Таким образом, благодаря устранению обмена реактивной мощностью наг1372464 рузки с сетью входной коэффициент мощности регулятора напряжения неизменен и равен единице, т.е. стабилен при изменении характера и величины нагрузки. В этом режиме стабилизации коэффициента мощности регуляторы 4 и 5 скважности повторяют длительности выходных импульсов с выходов 13 и 14 логического элемента И-НЕ.

Раздельное регулирование активной и реактивной мощности достигается в предложенном регуляторе напряжения путем раздельного регулирования управляющих импульсов регуляторами 4 и 5 скважности, например, вручную.

В этом случае при изменении скважности управляющего импульса от регулятора 4 изменяются, например стабилизируются, вентилем 2 напряжение и активная составляющая мощности нагрузки при изменении ее параметров, а реактивная составляющая входного тока изменяется аналогично, например стабилизируется, путем изменения открытого состояния вентиля 3 по команде регулятора 5 скважности.

В схеме предложенного регулятора напряжения возможен режим взаимосвязанного регулирования активной и реактивной мощности нагрузки.

Соотношение установленных мощностей последовательного и параллельного силовых вентилей равно соотношению ак— тивной и реактивной мощности нагрузки, 5

Формула изобретения

Регулятор напряжения, содержащий управляемый вентиль двусторонней проводимости, включенный последователь— но с нагрузкой, и блок управления, выполненный в виде последовательно соединенных регулятора скважности и формирователя импульсов управления, отличающийся тем, что, с целью стабилизациями входного коэффициента мощности регулятора при изменении характера и величины нагру ки и с целью раздельного регулирован:"I активной и реактивной мощности нагрузки, он снабжен дополнитель -.ым управляемым вентилем двустороннеГ, проводимости, включенным через резистор параллельно нагрузке, и датчиком фазового сдвига входных напряжения и тока регулятора, выполненным в ви,.е датчика напряжения и тока, выходы которых соединены через усили-.елиограничители с входами логическо о элемента И-НЕ, один из выходов которого соединен через регулятор скважности и формирователь импульсов с управляющим входом вентиля двусторонней проводимости, включенного последовательно с нагрузкой, а друге выход соединен через другой регулятор скважности и формирователь импульсов с управляющим входом дополнительного упомянутого вентиля.

1372464

Составитель О.Наказная

Редактор О ° 1Орковецкая ТехредМ.Моргентал Корректор А.Тяско

Закаэ 492/48

Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4