Способ управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием

 

Сущность изобретения: в качестве элемента , формирующего импульсы подмагничивания, используют накопительный конденсатор. Его подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения, после чего конденсатор подключают к обмотке управления, В момент перехода его тока через нуль конденсатор отключают от обмотки и подключают к источнику электрической энергии. Процесс заряда и разряда конденсатора на обмотку управления осуществляют циклически , а заданное значение тока разряда накопительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени, синхронизированные с напряжением питания управляемого ферромагнитного устройства.

CGlO3 СОВ!Г! СКИХ

С 3I.!ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОсудАРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (л (:: (21) 4771272/07 (22) 14,12.89 (46) 30.10.92, Бюл. М 40 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) Е,Н.Бродовой (56) Дорожко Л.И. и др. Детекторы с поперечным подмагничиванием. М.: Энергия, 1977.

Авторское свидетельство СССР

M 989597, кл. Н 01 F 29/14, 1982, Обручник В.П. Дискретно управляемые ферромагнитные устройства для преобразования параметра электроэнергии. M. Наука, 1979, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФЕРРОМАГ-.

НИТНЫМ УСТРОЙСТВОМ С ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления и повышения быстродействия ферромагнитных устройств с подмагничиванием.

Известен способ непрерывного управления электрическими реакторами с подмагничиванием, заключающийся в подаче к обмотке подмагничивания регулируемого постоянного напряжения, под действием которого в этОй цепи протекает постоянный ток,изменяющий насыщение магнитопроводов и соответственно потребляемый ток.

Недостатком этого способа является то, что при его реализации подмагничиваемые ферромагнитные устройства имеют низкое быстродействие.

„, SU„, 1772868 А! (Я)5 Н 02 J 3/18, Н 01 F 29/14 (57) Сущность изобретения: в качестве элемента, формирующего импульсы подмагничивания, используют накопительный конденсатор, Его подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения, после чего конденсатор подключают к обмотке управления, В момент перехода его тока через нуль конденсатор отключают от обмотки и подключают к источнику электрической энергии, Процесс заряда и разряда конденсатора на обмотку управления осуществляют циклически, а заданное значение тока разряда накопительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени, синхронизированные с напряжением питания управляемого ферромагнитного устройс гва.

Известен способ дискретного управле-, з ния ферромагнитным устройством с подмагничиванием, заключающийся в формировании подмагничивающих импульсов в обмотке, шунтированной диодом и подключенный к источнику постоянного тока через управляемый элемент, например, тири-, G стор. ОО

Подмагничивающие импульсы в этой цепи созда!отся путем коммутации управляющего элемента. аюпов

Данный способ является наиболее близким к предлагаемому изобретению и принят авторами за прототип.

Недостатками данного способа является низкое быстродействие, достигаемое в устройствах с подмагничиванием, при его реализации. Это объясняется тем, что ско1772868

10

30

i 1 sin(co,t+ л), Л

U o сп eln(®О т+ 2 ), 35

Физическая сущность предлагаемого

50 подключении к обмотке управления разряжается и создает ток разряда, изменяющий-, p p . о > g g) .со (q )+ y ся по колебательному закону. K .2. Ф1

Рассмотрим этот процесс при допущерость передачи энергии, идущей на насыщение магнитопровода ферромагнитного устройства, при наборе или сбросе мощности, определяется постоянной времени цепи управления, которое имеет большое значение. В связи с чем переход от одного установившегося режима к другому осуществляется с большой инерционностью.

Целью данного изобретения. является повышение быстродействия управляемых ферромагнитных устройств. с подмагничиванием при реализации предлагаемого способа.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что подмагничивающие импульсы в обмотке управления формируют с помощью накопительного конденсатора, который подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения, отключают его и подключают к выводам обмотки управления, после этого в момент перехода его тока через нуль конденсатор отключают от обмотки и подключают к источнику электрической энергии, причем процесс заряда и разряда накопительного конденсатора на обмотку управления осуществляют циклически, а заданное значение и полярность тока разряда какопительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени синхрониизированные с напряжением питания управляемого ферромагнитного устройства.

Отличительные признаки от прототипа: формирование подмагничивающих импульсов накопительным конденсатором; порядок подключения и .отключения . накопительного конденсатора к источнику электрической энергии и обмотке управления; „формирование заданного значения и полярности тока в обмотке за счет подключения к ней накопительного конденсатора в заданные моменты времени синхрониэированные с напряжением питания устройства. способа управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием заключается в использовании для создания подмагничивающих импульсов энергии предварительно заряженного конденсатора, который при нии. что кривая намагничивания стали сердечника аппроксимируется двумя прямолинейными отрезками, Накопительный конденсатор подключается к источнику электрической энергии и заряжается до заданного значения напряжения, Значение этого напряжения выбирается из условия обеспечения заданного импульса подмагничивания, амплитудное значение которого обеспечивает номинальное значение рабочего тока.

По окончании процесса заряда накопительного конденсатора его отключают и подключают к выводам обмотки управления с помощью коммутационного устройства, например, тиристорного коммутатора, При этом в накопительном конденсаторе и обмотке управления возникает ток. который в общем случае описывается уравнением

l Ime- з!и(в, t+m), где lm — амплитудное значение импульсов подмагничивания; в о — частота колебательного разряда.

При этом напряжение на обмотке подмагничивания изменяется по закону, описываемому уравнением

Uco = Ucm е " з1п(в р т + и/2 ), где Осп — значение напряжения,до которого заряжен накопительный конденсатор, учитывая, что при разряде накопительного конденсатора используется первый импульс, а также пренебрегая потерями

R =О, то формулы для тока и напряжения можно упростить и записать в следующем виде:

Ucm . 1

re lm = — -, во = -

L — индуктивность реактора со стороны обмотки управления.

3а счет изменения Uco на выводах обмотки управленйя, в стержнях магнитопровода возникают однонаправленные магнитные потоки с частотой в .

Изменение суммарных магнитных потоков в стержнях происходит согласно выражению где Ф,— магнитный поток, обусловленный напряжением сетевой частоты в<, Фп о — магнитный поток, обусловленный напряжением 14О с частотой в,;

1772868 ф — сдвиг по фазе между максимальными значениями ©m,и Ф ц стержне, зависящий от момента подключения накопительного конденсатора к обмотке управления.

Изменение момента времени подключения накопительного конденсатора к обмотке управления, изменяет фазу ф магнитного потока Фц относительно

Ф®,, и cooTBBTGTBGHHo максимальное значение Ф,, Изменение Ф, приводит к изменению значения импульса тока в оомотке управления и соответственно к изменению потока подмагничивания встержнях.

Таким образом. изменением момента

Составитель Е,Бродовой

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор fl.Филь

Редактор

Заказ 3850 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключения накопительного конденсатора к обмотке управления можно изменить значение импульса магнитного потока

Ф,2 тока i и задавать любое значение по.стоянного магнитного потока в стержнях 20 магнитопровода и соответственно рабочего тока. Частота а) р определяет быстродействие устройства и при значении а =

=,100...628 с скорость перехода, при питании устройства напряжением сети, с одного режима работы к другому происходит за t =

0,01 с. То есть достигается высокое быстродействие. Такое же быстродействие достигается и при уменьшении потребляемого тока, при этом накопительный конденсатор 30 подключается к обмотке управления противоположной полярностью.

При поддержании статического режима работы УФУ, с неизменным значением потребляемого тока, процесс заряд-разряд 35 осуществляется циклически.

Для поддержания заданного значения тока потребляемого из сети. необходимо создавать небольшие добавки подмагничива- . ющего потока в магнитопроводах, чтобы 40 компенсировать его уменьшение. Обеспечить такой режим можно, как описывалось выше, за счет изменения подключения накопительного конденсатора к обмотке управления. 45

При переходе тока накопительного конденсатора через ноль, напряжение íà его зажимах изменяет полярность и уменьшается относительно первоначального значения Ucm. Поэтому заряд накопительного 50

Конденсатора до заданного значения необходимо производить подключением его K источнику электрический энергии, когда разность напргокений на накопительном конденсаторе и источнике электрической энергии блиэо < к нулевому значению. Это позволит избежать бросков тока при зарядке, снижению потерь энергии, а также использовать для зарядки накопительного конденсатора нерегулируемый источник напряжения.

Частота подключений и разряда накопительного конденсатора к обмотке управления зависит от постоянной времени цепи управления, Для мощных устройств, у которых,как правило,добоотность велика, частота подключений составляет один раз в

10-30 периодов частоты сети. Для устройств меньшей мощности — один раз в 6 — 8 перлодов..

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить быстродействие ферромагнитных устройств и использовать их для повышения динамической устойчивости линий электропередач и значительно повысить экономический эффект от их применения.

Формула изобретения

Способ управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием, заключающийся в том, что формируют подмагничиваюшие импульсы в обмотке управления, о т л и ч а ю гд и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в качестве элемента формирующего импульса подмагничивания s обмотке управления используют накопительный конденсатор, который подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения, откл;очают его и подключают к выводам обмотки управления, после этого в момент перехода его тока через нуль конденсатор отключают от обмотки и подключают к источнику электрической энергии. причем процесс заряда и разряда накопительного конденсатора на обмотку управления осуществляют циклически, а заданное значение тока. разряда накопительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени, синхронизированные с напря>кением питания управляемого ферромагнитного устройства,