Способ регулирования формы кривой питающего напряжения



Способ регулирования формы кривой питающего напряжения

 


Владельцы патента RU 2449457:

Апарин Владимир Александрович (RU)
Шевцов Александр Александрович (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам производства, преобразования и распределения электрической энергии, и может быть использовано в системах энергоснабжения электротехнических и энергетических цепей с искаженной формой напряжения для повышения качества сети электроснабжения, повышения стабильности и качества работы технологического оборудования, для приведения сети электроснабжения к нормативному состоянию. Технический результат заключается в полной компенсации отклонений от требуемой для питания потребителей формы напряжения. Способ заключается в том, что измеряют мгновенные значения напряжения на входе регулирующего устройства Uвх, на выходе регулирующего трансформатора, входящего в состав фильтро-регулирующего устройства Uтр, затем, зная требуемую форму напряжения Uид, вычисляют мгновенное значение напряжения, которое необходимо сгенерировать и ввести через трансформатор в сети в соответствии с формулой: Uинв=Kтр·(2·Uтр+Uвх-Uид). 1 ил.

 

Предложенное изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам производства, преобразования и распределения электрической энергии, и может быть использовано в системах энергоснабжения электротехнических и энергетических цепей с искаженной формой напряжения для повышения качества сети электроснабжения, повышения стабильности и качества работы технологического оборудования, для приведения сети электроснабжения к нормативному состоянию. Технический результат заключается в полной компенсации отклонений от требуемой для питания потребителей формы напряжения.

Способ заключается в том, что измеряют мгновенные значения сетевого напряжения на входе регулирующего устройства Uвх, на выходе согласующего трансформатора, входящего в состав фильтрорегулирующего устройства Uтр. Затем, зная требуемую форму питающего напряжения Uид, вычисляют мгновенное значение напряжения, которое необходимо сгенерировать и ввести через трансформатор в сеть в соответствие с формулой:

где Ктр - коэффициент трансформации используемого трансформатора.

где U1, U2 - напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора сообветственно.

Известны способы устранения высших гармонических составляющих с помощью активных фильтров, которые генерируют в питающую сеть такое напряжение, что суммарное напряжение, подаваемое на нагрузку, практически не содержит высших гармоник и синусоидально. Однако в таких устройствах не учитываются искажения, вносимые трансформатором, с помощью которого активный фильтр подключается к питающей сети. Поэтому, в итоге, известные способы не позволяют привести форму кривой напряжения на нагрузке к идеальной. Также устройства этого класса не регулируют основную гармонику по амплитуде, что востребовано в ряде случаев на практике. В то же время известен способ регулирования амплитуды основной гармоники питающего напряжения сети с применением вольт-добавочных трансформаторов. Однако этот способ не позволяет регулировать спектральный состав кривой питающего напряжения сети и позволяет производить только ступенчатую регулировку уровня напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, описанный в патенте на изобретение «Способ управления активным фильтром с последовательной компенсацией» SU 1169106 A, кл. H02M 1/12, 1980 и принятый за прототип. Способ заключается в том, что измеряют мгновенные значения напряжений на входе сети Uвх и на нагрузке Uвых. На основании значения выпрямленного входного напряжения вычисляют амплитуду основной гармоники. Формируют эталонный сигнал исходя из амплитуды основной гармоники входного напряжения и фазы выходного напряжения. Разницу между выходным и эталонным напряжениями подают на усилитель сигнала, подключенный через трансформатор к нагрузке последовательно с сетью. Тем самым компенсируют высшие гармонические составляющие напряжения сети.

Недостатком описанного способа является формирование эталонного сигнала на основании значения выпрямленного напряжения сети. Это приводит к тому, что амплитуда получающегося напряжения на выходе будет зависеть от спектрального состава напряжения сети. Также недостатком этого способа является отсутствие учета влияния нелинейных искажений, вносимых согласующим трансформатором.

На чертеже представлена структурная схема системы электроснабжения потребителя Zн от питающей сети с напряжением Uн, разложенным на идеальную составляющую Uид требуемую для питания нагрузки Zн, и напряжение помехи Uпом, описывающего помехи от других потребителей и искажения в сети, поступающие от поставщика электрической энергии, с включенным последовательно фильтро-компенсирующим устройством, состоящим из управляемого источника напряжения Uинв и трансформатора TV с выходным напряжением Uтр.

Напряжение, поступающее из сети, можно представить в виде двух последовательно включенных источников ЭДС:

где Uвх - напряжение, поступающее от поставщика,

Uид - требуемое напряжение, которое необходимо обеспечить на нагрузке,

Uпом - напряжение помехи или отклонение входного напряжения от требуемого.

Исходим из того, что на нагрузке необходимо обеспечить напряжение, соответствующее идеальному:

Составим уравнения по 1-му закону Кирхгофа:

где Uинв - напряжение, генерируемое инвертором;

UIтр - приведенное ко вторичной обмотке напряжение, генерируемое в сеть фильтрокомпенсирующим устройством;

Uпот - напряжение потерь в трансформаторе.

Для первичной обмотки трансформатора:

где UIинв - приведенное к первичной обмотке напряжение, генерируемое инвертором;

UIпот - приведенное к первичной обмотке напряжение потерь в трансформаторе.

Подставив (3) в (5):

Тогда с учетом (4) имеем:

Следовательно для обеспечения (4) необходимо выполнение следующего условия:

Тогда для первичной обмотки, с учетом потерь в трансформаторе:

Имеем:

Подставив (7) в (8)

Подставив (12) в (8)

Тогда

С учетом (4)

тогда с учетом коэффициента трансформации (2):

с учетом (3):

Таким образом (18) описывает значение напряжения дополнительного управляемого источника напряжения, которое с учетом искажений, вносимых согласующим трансформатором TV, супперируется с сетевым напряжением, поступающим от поставщика, и результирующее скорректированное напряжение подается на нагрузку. В результате, к потребителю поступает синусоидальное напряжение заданной амплитуды для случая промышленных сетей электроснабжения или напряжение заданной формы для любых других случаев.

Применение описанного способа вычисления компенсирующего воздействия позволяет скомпенсировать искажения напряжения, вносимые трансформатором.

Описанный способ регулирования сетевого напряжения может быть реализован, например, следующим образом. Напряжения Uтр и Uвх снимаются с датчиков напряжения и поступают в вышеперечисленный модуль, где хранится информация о значении коэффициента трансформации и величине (идеального) требуемого напряжения. Система управления по (18) вычисляет напряжение управляемого источника напряжения, в роли которого может выступать например мостовой инвертор напряжения, вторичная обмотка которого включается последовательно с питающей сетью. Сумма напряжения сети и напряжения вторичной обмотки трансформатора поступает на нагрузку.

Способ управления формой кривой питающего напряжения с учетом потерь в трансформаторе, заключающийся в том, что измеряют выходное напряжение активного фильтра, формируют эталонный сигнал синусоидальный формы с частотой, равной частоте основной гармоники выходного напряжения, и формируют управляющий сигнал путем вычитания эталонного сигнала из выходного напряжения активного фильтра, который усиливают и суммируют с входным напряжением активного фильтра, отличающийся тем, что для получения требуемой формы напряжения на выходе фильтра требуемый эталонный сигнал задают заранее, а для учета искажений, вносимых согласующим трансформатором, входящим в состав последовательного активного фильтра, дополнительно измеряют напряжение на выходах согласующего трансформатора и вычисляют напряжение компенсационного воздействия как произведение коэффициента трансформации согласующего трансформатора на разность суммы входного напряжения и удвоенного напряжения на трансформаторе и требуемого напряжения на нагрузке, заданного предварительно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано преимущественно в мощных электроприводах, применяемых в средневольтных (6 35 кВ) трехфазных электрических сетях.

Изобретение относится к области силовой электроники. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленности для управления двигателем переменного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сетевых источниках вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регуляторам мощности, и может быть использовано, например для управления яркостью света или скоростью вращения вентилятора.

Изобретение относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в энергетике для передачи сигналов диспетчерского управления, противоаварийной автоматики и релейной защиты энергетических объектов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в тяговом приводе электроподвижного состава с двигателями постоянного тока

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано при эксплуатации преобразовательной схемы

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано и может быть использовано в силовой электронике

Изобретение относится к колейному транспортному средству (F), в частности рельсовому транспортному средству, содержащему простой относительно своей конструкции и одновременно особенно эффективный фильтр паразитного тока. Для этого фильтр паразитного тока имеет опирающийся через опорный изолятор (S1) на крышу (D) рельсового транспортного средства (F) индуктивный конструктивный элемент (L1). При этом в опорный изолятор (S1) интегрирован по меньшей мере один другой конструктивный элемент фильтра паразитного тока. Технический результат заключается в упрощении конструкции фильтра и улучшения его аэродинамических характеристик. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями постоянного и переменного напряжения, а также активными выпрямителями. Техническим результатом является повышение динамической точности в области малых значений глубины синхронизации, меньших уровня 2,0, за счет измерения периода напряжения сети TC за время TC/6 или 60 эл. град., Устройство синхронизации представляет собой замкнутую интегрирующую автоколебательную систему с контуром амплитудной коррекции по частоте. Адаптивное интегрирующее устройство синхронизации содержит первый сумматор (1), интегратор (2), второй сумматор (3), релейный элемент (4), три одинаковые схемы синхронизации (5)-(7), логический элемент (8) функции «3 ИЛИ», преобразователь периода в напряжение (9), третий сумматор (10), амплитудный модулятор (11) и источник опорного напряжения (12). 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе переменного тока. Технический результат - увеличение угла задержки импульсов до 18 эл. градусов в средней части полупериода напряжения и уменьшение максимальной мощности полной нагрузки тиристорных преобразователей. В способе фазового управления двумя или более тиристорными преобразователями, одновременно работающими на индивидуальные нагрузки и питаемыми от одной сети переменного тока, импульсы разных преобразователей подают со сдвигом между собой на угол Δα, который выбирается равным максимальному Δαmax, если импульсы управления находятся в средней части полупериода сетевого напряжения, плавно увеличивается от нуля до Δαmax в области от 0 эл. градусов сетевого напряжения между прямыми Δα=α*Δαmax/18 и Δα=α*Δαmax/54, где α - угол выдачи первого импульса управления, эл. градусов, и плавно уменьшается от Δαmax до нуля при углах управления, приближающихся к 180 эл. градусам между прямыми Δα=(180-α)*Δαmax/18 и Δα=(180-α)*Δαmax/54.Угол Δαmax выбирается в пределах 1-18 эл. град. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для демпфирования крутильных колебаний во вращающейся системе. Технический результат - осуществление демпфирования колебаний без использования датчиков вращающегося момента. Система контроллера для демпфирования крутильного колебания соединена с преобразователем, который питает электрическую машину, соединенную с цепью привода, и содержит входной интерфейс, конфигурированный для приема измеренных данных, связанных с переменными преобразователя или электрической машины, и контроллер, связанный с входным интерфейсом. Контроллер вычисляет по меньшей мере одну динамическую компоненту вращающего момента вдоль секции вала цепи привода на основании данных, полученных от входного интерфейса, генерирует данные управления для преобразователя для демпфирования крутильного колебания в механической цепи привода на основании упомянутой по меньшей мере одной динамической компоненты вращающего момента и посылает данные управления в преобразователь для модулирования активной мощности, обмен которой осуществляется между преобразователем и электрической машиной. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования мощности переменного тока промышленной частоты в произвольную мощность. Технический результат - сокращение расстояния разводок между схемой защиты и переключающим элементом. Устройство (3) преобразования мощности, которое непосредственно преобразует мощность многофазного переменного тока в мощность переменного тока. Схема преобразования имеет множество первых переключающих элементов (311, 313 и 315) и множество вторых переключающих элементов (312, 314 и 316), которые подключены к фазам (R, S, T) многофазного переменного тока и может переключать течение тока между двумя направлениями. Устройство преобразования мощности также обеспечено следующим: входными линиями (R, S, T), подключенными к входным терминалам переключающих элементов; и выходными линиями (P, N), подключенными к выходным терминалам переключающих элементов. Выходные терминалы первых переключающих элементов расположены в одной линии также как и выходные терминалы вторых переключающих элементов. Также линия, сформированная выходными терминалами первых переключающих элементов параллельна линии, сформированной выходными терминалами вторых переключающих элементов. Вышеупомянутые выходные линии расположены вертикально ниже, чем вышеупомянутые входные линии. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в машине с управляемым преобразователем приводом. Технический результат - усовершенствование рабочих характеристик машин. Преобразователь (VFG) частоты выполнен таким образом, что на диаграмме Кэмпбелла для рабочей машины (WM) получаются пересечения собственной крутильной частоты ротора (R) машины (М) с V-образными симметричными прямыми межгармонической частоты возбуждения для выходных частот F1, F2, F3, … Fi. Частоты F1, … Fi сгруппированы в области G1, …, Gi, … Gz концентрации по частоте вращения машины. В Gi объединены Fi, таким образом близко расположенные друг относительно друга, что в каждом случае они имеют друг с другом общую исходную точку на оси абсцисс. Верхняя и нижняя граница области G1, …, Gi, … Gz концентрации определены точкой пересечения наиболее низкой и/или второй наиболее низкой, и/или третьей наиболее низкой собственной крутильной частоты ротора с двумя прямыми пары лучей межгармоник первого порядка соответствующей области G1, …, Gi, … Gz концентрации. Каждая область G1, …, Gi, … Gz концентрации определяет запрещенный диапазон (FA). Машина имеет рабочий диапазон (OR) частоты вращения, который лежит вне запрещенных диапазонов (FA). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

В настоящем изобретении раскрыта схема (300) источника электропитания режима ожидания для двухпроводной системы интеркома и устройство. Схема (300) источника электропитания режима ожидания разделена на два модуля, в которых первый модуль источника электропитания является источником электропитания схемы (302) режима ожидания, и второй модуль источника электропитания является источником электропитания схемы (304) рабочего режима. Источник электропитания схемы (304) рабочего режима выключается переключателем (310) стабилизированного тока, когда устройство нагрузки находится в режиме ожидания. Источник электропитания схемы (302) режима ожидания содержит цепь (306) стабилизированного тока, причем полное сопротивление цепи переменному току является большим. С помощью указанной схемы источника электропитания режима ожидания достигается большее полное сопротивление переменному току для системы интеркома с двухпроводной шиной, что позволяет обеспечить достаточное электропитание для множества устройств нагрузки в условиях как рабочего режима, так и в режиме ожидания. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх