Автоматический регулятор конденсаторной батареи

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования коэффициента мощности электроустановок с помощью конденсаторных батарей. Цель - повышение точности регулирования и упрощение за счет регулирования в зависимости от сигнала, пропорционального разности полного тока сети и его активной составляющей, т.е. I м(1-COSφ). Для этого в регулятор дополнительно введены двухвходовой логический элемент И 6, два триггера 9, 10, двухвходовой логический элемент ИЛИ 12, формирующие импульс, управления ключом 5 при несовпадении знаков тока и напряжения. Измерение сигнала управления производится цифровым интегрированием тока в интервале несовпадения знаков тока и напряжения с помощью двух частотно-импульсных преобразователей 7, 8 и реверсивного счетчика 11. Переключение секций конденсаторной батареи осуществляется в зависимости от числа, записанного реверсивном счетчике с помощью программатора 13 и коммутатора 14. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (S1)S Н 02 .7 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 4484887/24-07 (22) 20.06..88 (46) 23.09,90. Бюл. Ф 35 (71) Владимирский политехнический институт (72) С,И.Малафеев и В.С.Мамай (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1029324, кл. H 02 J 3/18, 1982, (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования коэффициента мощности электроустановок с помощью конденсаторных батарей, Цель — повышение точности . регулирования и упрощение за счет регулирования в зависимости от сигнала, пропорционального разности пол.ЯК 1594645 А 1

2 ного тока сети и его активной составляющей, т.е. I (1-cos(p). Для этого в регулятор дополнительно введены двухвходовой логический элемент И 6, два триггера 9,10 двувходовой логический элемент ИЛИ 12, формирующие импульс, управления ключом 5 при:-несовпадении знаков тока и напряжения.

Измерение сигнала управления производится цифровым интегрированием тока в интервале несовпадения знаков тока и напряжения с помощью двух частотно-импульсных преобразователей

7,8 и реверсивного счетчика !1,Переключение секций конденсаторной батареи осуществляется в зависимости от

<О числа, записанного в реверсивном счетчике с помощью программатора 13 и коммутатора 14, 2 ил.

1594645

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования коэффициента мощности электроустановок с помощью конденсаторных батарей.

Цель изобретения — повышение точности регулирования и упрощение устройств а.

На фиг.1 приведена функциональная схема автоматического регулятора кон. денсаторной батареи; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу р егулят ор а.

Автоматический регулятор конденсаторной батареи содержит преобразова тель 1 напряжения, преобразователь

2 тока, первый 3 и второй 4 компараторы, управляемый ключ 5, двувходовый логический элемент И 6, первый 7 и 20 второй 8 частотно-импульсные преобразователи, первый 9 и второй 10 Tтриггеры, реверсивный двоичный счетчик 11, двувходовый логический элемент ИЛИ 12, программатор 13 и ком- 25 мутатор 14 секций конденсаторной батареи.

Выход преобразователя 1 напряжения соединен с первым входом компаратора 3, второй вход которого объединен с вторым входом компаратора 4 и соединен с шиной нулевого потенциала. Выход преобразователя 2 тока соединен с первым входом компаратора 4, выход которого соединен с одним из входов логического двувходового элемента И 6 и Т-входом Т-триггера 10, Выход компаратора 3 соединен с другим входом элемента И 6 и Твходом Т-триггера 9. К-входы перво40

ro и второго Т-триггеров 9 и 10 объединены и подключены к выходу элемента И 6, а выходы соединены с соответствующими входами двувходового элемента ИЛИ 12, выход которого сое- 4с динен с управляющим входом управляемого ключа 5. Входы частотно-импульсных преобразователей 7 и 8 объединены и через управляемый ключ соединены с выходом преобразователя 2 тока..Выход частотно-импульсноro преобразователя 7 соединен с суммирующим входом двоичного реверсивного счетчика 11, а выход частотно-импульсного преобразователя 8 " с его вычитающим входом. Выходы счетчика 11 соединены с выходами программатора 13, выход которого соединен с входом коммутатора

14 секций конденсаторной батареи.

Автоматический регулятор конденсаторной батареи работает следующим образом.

На выходе преобразователя 1 формируется сигнал U пропорциональный напряжению U = +sin фазы электрической сети, который поступает на первый вход компаратора 3. На выходе последнего формируется последовательность импульсов (фиг,2).

Ц< при U, 00, 0 при U <0, U з где 1l = const — сигнал, соответствующий уровню логической "1", На выходе первичного преобразователя 2 тока формируется сигнал

11, пропорциональный току

T. в п(Π†. с11) фазы электрической сети, который поступает на первый вход компаратора 4, на выходе которого формируется последовательность импульсов при >01

0 при i.<0.

Компараторы 3 и 4, двувходовый логический элемент И 6, два Т-триггера 9 и 10, двувходовый логический элемент ИЛИ 12 представляют собой логическую схему формирования сигналов логической "1" при несовпадении знаков сигналов U и i:

Т Т

U, О+ U при — — — < < — —

1 2 4 4

U 11.

Т ЭТ

Опои.— --

4 4 где Т вЂ” период питающего напряжения.

Формирование сигнала Б осуществляется следующим образом.

Импульсы UЗ и U4 сдвинутые по фа зе на угол у поступают на Т-входы соответственно первого 9 и второго

10 Т-триггеров и передними фронтами один раз за период устанавливают их в единичное состояние. При этом первый T-триггер 9 всегда устанавливается в единичное состояние в начале периода, а второй Т-триггер 10 — в момент времени, сдвинутый относительно начала периода на = i(p/2 II,где (p - угол сдвига фаз между током и напряжением. При этом в случае отс15946 тающего тока 7 О, опережающего

В.(0. На выходе двувходового элемента И 6 формируются импульсы, при сов.падении импульсов U и U . Передний фронт импульсов 11 производит уста5 новку триггеров 9 и 1О в нулевое . состояние. В результате при отстающем токе Т-триггер 9 устанавливается в единичное состояние при t = О и воз-10 вращается в нулевое состояние при

С . Установка Т-триггера 10 в единичное состояние импульсом U сов6 падает с моментом установки его в нулевое состояние импульсом U при — Следовательно, при отстающем токе на выходе второго T-триггера 10 сигнал всегда равен О. При опережающем токе установка первого Т-триггера 9 в единичное состояние импульсом 20

Б совпадает с моментом установки

его в нулевое состояние импульсом U<, Следовательно, при опережающем токе на выходе первого Т-триггера 9 сигнал всегда равен 0 ° Второй Т-триггер 10 25 устанавливается в единичное состояние при t = Т- импульсом U и возврае щается в нулевое состояние в начале следующего периода импульсом U . ИмIIyIi cbr U4 H U повторяются на выходе 30 логического элемента ИЛИ 12.

Таким образом, на выходе логического элемента ИЛИ 12 в каждом периоде напряжения сети формируется импульс при несовпадении знаков тока и напряжения.

Импульсы U

В связи с тем, что в случае отстающего и опережающего тока сигналы, 45 поступающие с выхода управляемого. ключа, имеют разные знаки, то частотно-импульсные преобразователи 7 и Я имеют разные статические характеристики: 50

K7U+ при U< < О;

О при Оы) 0, О при П <0, К Б при Б5 >О, 55 где f f — выходные частоты преоб8 разователей 7 и 8;

-7Н при П ) О, l л

ы„» $ п,ас = к,к, 1I sini t— о О

К К 7ТмТ вЂ” g) d t = — — — — -- — (1-cos ") 21Г

= KI (1 — cos(p) коэффициент передачи преобразователя тока; где К

КК т,.т

К = — — — — — коэффициент и р о 3 f порциональности.

Число N„, записанное в двоичном реверсивном счетчике 11, поступает на программатор, который в зависимости от кода числа и алгоритма коммутации включает нужное количество секций конденсаторной батареи.

Включение секций конденсаторной батареи приводит к увеличению компенсирующего емкостного тока и, следовательно, уменьшению угла (сдвига фаз между током и напряжением.Включение секций происходит до тех пор, пока регулируемая величина КТ (1

cosy) не достигнет значения, меньшего зоны нечувствительности устройства.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении регулирование осуществляется в зависимости от параметра Х„(I-cosy ), т.е. разности полного тока и его активной составляющей.

5 6

К, К вЂ” коэффициенты передачи частотно-импульсных преобразователей 7 и 8, К7 КВ

При отстающем токе сигнал U с вы5 хода управляемого ключа 5 имеет отрицательный знак, т. е. U . < О, Импульс

U<, действующий в течение интервала преобразуется первым частотно-импульсным преобразователем 7 в частоту следования импульсов Е7, которые поступают на суммирующий вход двоичного реверсивного счетчика 11. При опережающем токе сигнал U ) О. Импульс U< преобразуется вторым частотно-импульсным преобразователем 8 в частоту импульсов, которые поступают на вычитающий вход двоичного реверсивного счетчика 1). Следовательно, в двоичном раверсивном счетчике 11 записывается число при U

11

1594645

Таким образом, применение в авто- 5 матическом регуляторе конденсаторной батареи управляемого ключа, двувходового логического элемента ИЛИ,дополнительного частотно-импульсного преобразователя, двух Т-триггеров и двувходового логического элемента И позволяет повысить точность регулирования, помехозащищенность и упростить конструкцию устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Автоматический регулятор конденсаторной батареи, содержащий преобразователь напряжения, преобразователь тока, два компаратора, один

Зона нечувствительности регулятора, необходимая при дискретном регулировании реактивного тока, может быть реализована смещением статичес5 ких характеристик частотно-импульсных преобразователей 7 и 8 или алгоригмом работы программатора 13.

Таким образом регулирование осуществляется в функции параметра I (1-cos(p), который измеряется путем интегрирования тока в интервале несовпадения знаков тока и напряжения одной фазы. Несимметрия напряжений не оказывает влияния на точность измере- 15 ния параметра регупирования.Изменения напряжения в электрической сети, не связанные с изменением реактивной составляющей тока, не влияют на точность регулирования конденсаторной батареи, что выгодно отличает предлагаемый алгоритм регулирования от регулирования по реактивной мощности. вход первого из которых подключен к выходу преобразователя тока, частотно-импульсный преобразователь,последовательно соединенные реверсивный счетчик, программатор и коммутатор секций конденсаторной батареи, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования при отклонениях частоты и несимметрии фазовых напряжений и упрощения устройства, в него введены управляемый ключ, двувходовый логический элемент И, два Т-триггера, двувходовый логический элемент ИЛИ и второй частотно-импульсный преобразователь, вход которого объединен с входом первого частотно-импульсного преобразователя и через управляемый ключ соединен с выходом преобразователя тока, а выход подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого частотно-импульсного преобразователя, первый вход первого компаратора подключен к выходу преобразователя напряжения, второй вход объединен с вторым входом второго компаратора и соединен с шиной нулевого потенциала, выходы первого и второго компараторов подключены к Т"входам соответственно первого и второго Т-триггеров и входам логического элемента И, выход которого подключен к объединенным R-входам первого и второго Т-триггеров, выходы которых подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход .которого соединен с управляющим входом управляющего ключа.

1594645

Ь и ц

0 г ту, т

Уу

0 /ю

27- Г

Л7-<

Фиг. 2

Редактор И.Шмакова

Заказ 2835 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 и

0 5

Ыу

Й3

0 и, Составитель В.Клещенко

Техред Л.Олийнык Корректор N.Èàêñèìèïèíåö