Регулятор тиристорного компенсатора реактивной мощности

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системе автоматического регулирования тиристорного компенсатора реактивной мощности мощных несимметричных , быстроизменяющихся нагрузок промьшшенных предприятий. Цель изобретения - повышение надежности. Цель достигается путем упрощения . функционального преобразователя 6, который управляет работой трехфазного реактора в зависимости от изме-, и вычисленной величины регулируемого параметра - реактивной мощности . Функциональный преобразователь содержит устройство фазового управления 23, накопительно-задающий блок 27, аналого-импульсный преобразователь 25, нуль-орган 22, логическое устройство 20. К входу аналого-импульсного преобразователя подключен сумматор регулируемого параметра 5, выход устройства фазового управления подключен к блоку управления тиристорами . Логическое устройство может быть реализовано средствами аналоговой , цифровой техники или их комбинацией . Регулятор реализует известный алгоритм Штейнметца, преобразуя его в угол управления тиристорами в .зависимости от частоты напряжения питающей трехфазной сети. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„Я0„„144307 (51) 4 Н 02 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f1Q ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 3865533/24-07 (22) 12.03.85 (46) 07. 12. 88. Бюл. У 45 (75) Н.Б.Мещеряков (53) 621.316.925 (088.8i (56) Авторское свидетельство СССР

У 964851, кл. Н 02 J 3/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1091273, кл. Н 02 J 3/18, 1984. (54) РЕГУЛЯТОР ТИРИСТОРНОГО КОИПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системе автоматического регулирования тиристорного компенсатора реактивной мощности мощных несимметричных, быстроизменяющихся нагрузок промьш ленных предприятий. Цель изобретения — повышение надежности.

Цель достигается путем упрощения функционального преобразователя 6, который управляет работой трехфазного реактора в зависимости от изме-. ренной и вычисленной величины регулируемого параметра — реактивной мощности. Функциональный преобразователь содержит устройство фазового управления 23, накопительно-задающий блок

27, аналого-импульсный преобразователь 25, нуль-орган 22, логическое устройство 20. К входу аналого-импульсного преобразователя подключен сумматор регулируемого параметра 5, выход устройства фазового управления подключен к блоку управления тиристорами. Логическое устройство может быть реализовано средствами аналоговой, цифровой техники или их комбинацией. Регулятор реализует известный алгоритм Штейнметца, преобразуя его в угол управления тиристорами в .зависимости от частоты напряжения питающей трехфаэной сети. 3 ил. з 14 руемого делителя) и далее к ИП 18, от которого также обязательно запитан 1цИИ 31.

Регулятор TKPM работает следующим образом.

Предварительно от ИП 18 через ЗУ

19, установка которого соответствует требуемому коэффициенту мощности на конкретной нагрузке 7, и кнопку 4! предварительного накопления заряда подается напряжение на накопительнозадающий блок. Затем подается питание на все остальные элементы регулятора TKPM. После этого информацию регулируемого параметра (реактивной мощности) получают в дальнейшем непрерывно от ДТ 1, питающей сети бло. ка 2 умножения. Инверторы 4 и сумматоры 5, реализующие известный алгоритм Штейнметца, в виде реактивной мощности (+Ядь +Я + „) поступают на вход ФП 6. Параллельнб на вход нульоргана 22 (ОУЗО) поступает синхрони- зирующее напряжение от ДНЗ, синфазное для данного тиристорного ключа, например, 12, управляющего в течение полупериода питающего напряжения работой реактора 9.

Подробно рассмотрим работу одного канала ФП 6, например, для управления тиристором 12 и синфазного для него напряжения U> . На инверсный вход нуль-органа 22 (компаратора 30) поступает + U . Допустим, поступил сигм нал со знаком "-" и он присутствует на входе компаратора 30 в течение полупериода — U><. При этом сигнал на выходе компаратора 30 в течение полупериода открывает ключи 33 и 34.

Если сигнал с выхода АИП 25 положителен (+ „ ), то открыт ключ 37 и емкости 40 через ключи 33 и 37 разряжаются с некоторой постоянной времени. Если в этот же полупериод контролируемый параметр — О, то ключ

37 закрывается, открывается ключ 36 и через 38.2 от ИП 18 некоторый заряд поступает в блок 27 (емкости 40).

Далее через полпериода у напряжения

U

ft ll на +, тогда выходной сигнал компаратора 30 соответствует логическому нулю . При этом ключи 3 3, 3 4, 3 6, 3 7 и 3 8, 2 закрываются и о ткрывае тся ключ 3 5, происходит запуск ШИИ 3 1 по инв ер сн ому входу, а н а потенциальный вход через ключ 3 5 подключается к блоку 2 7 . Длительность выходного им43076 4 пульса ШИИ 35 (а он положителен) прямо пропорционален напряжению модулирующего сигнала. т.е. напряжению накопительно-задающего блока 27. Задний фронт импульса ШИМ 35 (логический ноль) запускает элемент 32.1, а выходной положительный импульс элемента 32. 1 (выходной импульс УФУ. 23)

1О поступает на управляющий электрод тиристорного ключа 12, в общем случае через усилитель с гальванической развязкой, например, через оптоэлектронный ключ. При этом выходной сигнал с

15 УФУ 23 одновременно для продолжения работы данного плеча ФП 6 в автоматическом режиме поступает на ключ

32.2 и 32.3. Данная логическая связь необходима для того, чтобы в блок 27 поступил сигнал сброса (если в качестве блока 27 стоит емкость 40, .то она разряжается, а если цифровой регистр, то запись в нем стирается).

После очистки (сброса) блока 27 он

2 через ключ 38.1 вновь записывает информацию в соответствии с уравнением

Lpq. I д = И С U, где L<» I>> †.сог ответственно индуктивность и ток фазы

AB U — напряжение источника питания при моделировании ; МС вЂ” промоделированчая емкость С в масштабе М, Далее сформированный сигнал управления должен быть подан на соответствующий тиристорный ключ (например, 12). Это происходит следующим образом. При преходе синхронизирующего напряжения через ноль в положительную область(например, для тиристора

12), на выходе нуль-органа 22 форми4О руется отрицательный сигнал. Этот сигнал закрывает ключи 33 и 34 и открывает ключ 35. Одновременно отрицательный сигнал поступает на синхронизирующий вход УФУ 23 (ШИМ 31), запус4 кается отрицательным фронтом один из входов схемы 2 НЕ-И 32.1 совпадения.

Через ключ 35 сформированное напряжение в блоке 27 (конденсатор 40) поступает на модулирующий вход 28

УФУ 23 (ИИИ 31). При этом длительность выходного сигнала ШИМ 31 (его выходной импульс положителен) прямо пропорциональна напряжению модулирующего сигнала, т.е. напряжению блока

27 (конденсатора 40). Выходной сигнал ШК! 31 по выходу 39, но он положителен, а выходной единичный сигнал схемы 32,1 совпадения возможен только тогда, когда выходной сигнал ШИМ

Ъ с

2ь

:?5

5 1А!

31 нулевой, Таким образом длитель: ность вяходного сигнала Ш!ь 31 пропорциональна напряжению в блоке 27 (конденсатора 40), сформированному в функции непрерывного регулируемого параметра + Я в течение 180 эл. град. за предь?ду?ций полупериод питающего напряжения сети для данного плеча ТРГ, управляющего работой реа:;<тора (например,9) через ткристорный ключ (тиристор 12). В результате OHHсанного процесса работы ФП 6 регулятора TI(PY? («a примере каналов управ.ления тиристоров 12, 15 )происходит реализация процесса автоматического регулирования в функции регулируемого параметра + g реактивной мощности

1 согласно формуле 1U= — — или, что тп

elqq

1 же, по формуле Ц = --- . Работа .и остальных каналов

Таким образом предлагаемое устройство позволяет реализовать СЛР регулятора ТКРИ в функции чепрерывного симметрирования реактивной Moli?HocTH на входе узла нагрузки в зависимости от непрерывно поступающего сигнала регулируемого параметра в виде измеренной и вычисленной реактивной мощности и преобразованной в угол управления тиристорных ключей ТРГ согласно извесгному алгоритму управления

ТРКМ.

В дополнении к описанной работе одного цикла, равного периоду напряжения питающей сети, необходимо доба.— вить, что сигнал с выхода схемы

32.1 совпадения поступает одновременно через блок управления на тиристор

12 и на вход ключа 38. I который автоматически производит подготовку накопительно-задающего блока 27 (заряжает конденсатор 40) через задающее устройство 19 от ИП 18. Тем самым подготавливается обеспечение работы каждого канала ФП 6 в течение слецу!сщего периода. Чередование работы каналов управления тиристорами 12-17 происходит автоматически в функции регулируемого параметра в зависимости от частоты питающего напряжения трехфазной сети.

Реализация предлагаемого устройства позволяет искл?очить в частности необходимость применения специальных

43076 6

ôaa011oI3opoTHbIx устройств, tlpocтить систему автоматического регулирования регулятора TKI?N. сделать ее значительно более помехоустойчквой, простой к надежной в эксплуатац?п! б снижения динамических пОказятелс - : кроме того„ устройство легко может быть реализовано на аналоговых, цифJ?oItbli. элементах клк кх комбинации.

Ф о р м у л а и з о 0 p "- т е и к я

Регулятор тирксторного ко Ilteaca тора реактивной мощности, содержащий присоединенную к зажимам для подключения < !!Ита!ощей сети параллельно ескмметри-и!Ой нагрузке баTaрею кондеl?сатОрОв и TpeõôaçíytÎ группу ppaк торов с ткр:.!сторпыми регуляторамк, датчики тока нагрузки, дат ики напряжения питающей сети, подключе? Ные 1e

ЛОГО-импульсные EtppoGpaaoBaTc„ блоку управления тиристорами, источпик 11апряженкя О т л и ?I a !о щ и Й с я TPM что с целью повью!ения !?а дежпостк, фу!?!ецио!?аль!?ый преобразователь снабжен устройством фазового управления, выполненным в вице широтно-импульсного модулятора, элемента 2НЕ-И и двух ключей,, накопительно-задающим блоком и логическим устройством, выполненпьп? в виде семи кхпочей? причем Вь!хОд дат?И?к ? напря— жепкя пита!ощей ceTH coe t!Hcl. C пульОрганом, выход которого соедипен с

DxG;,1aìH lпиро тно — и! !пуль си О гс 610дуля— тора и элемента 2НЕ-И бг!Ока фазового управления и с тремя к!Но=?1?м!1 логического устройства, два вторых входа пег?вогo и второго клочей соединены и подключены к выходу четвертого ключа логического устройства к к накопительно-задающему блоку., соединенному также с входаь?и четвертого и пятого ключей логического устройства, а также с вторым входом третьего кл?оча логического устройства, выход которого соединен с входом шестого 1?;!?оча логкческсго устройства, инверс ?ый вход которого соединен с входом седьм01 0 ключа и входом апалогÎ-?ь!пульснаго преобразователя,, вхсд которого соедкнен с выходом сумматора регулируемого параметра, второй вход седь1443 мого ключа логического устройства соединен с выходом второго ключа, выход первого ключа соединен с вторым входом широтно-импульсного устройст5 ва фазового управления, управляющий вход которого соединен с источником напряжения, а его выход является выходом элемента 2НЕ-И и выходом регулятора и через первый ключ устройства фазового управления подключен к

076 8 второму входу четвертого ключа, вы-„ ход которого соединен с входом второго ключа устройства фазового управления, второй вход которого и выход соединены соответственно с первым и инверсным входами первого ключа устройства фазового управления, а выход шестого ключа соединен с вторым входом пятого ключа, выход которого подключен к накопительно — задающему блоку.

1443076

Составитель О.Наказная .

Редактор O.Головач Техред М.Моргентал

Корректор М.Демчик

Подписное

Тираж 651

Заказ 6995

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

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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