Регулятор переменного напряжения



Регулятор переменного напряжения
Регулятор переменного напряжения
Регулятор переменного напряжения

 


Владельцы патента RU 2507669:

Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" (RU)

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким. Технический результат заключается в создании регулятора переменного напряжения с улучшенными качествами выходного напряжения и входного тока. Для этого заявленное устройство содержит в каждой фазе цепочку из n-последовательно включенных конденсаторов, две группы управляемых однонаправленных ключей из n вентилей и две группы диодов из n-1 диодов каждая, в устройство введены в каждую фазу цепочки из n-последовательно соединенных ячеек, состоящих из цепочки последовательно соединенных демпфирующего резистора и демпфирующего конденсатора, параллельно соединенных с ключом переменного тока, которые последовательно соединяют с балластным конденсатором и параллельно с балластным реактором, а нагрузка последовательно соединена с последней ячейкой. 3 ил.

 

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор трехфазного переменного напряжения, бестрансформаторное устройство повышения переменного напряжения, регулируемый источник стабильного переменного напряжения и как устройство плавного пуска асинхронных двигателей.

Известен регулятор переменного напряжения (патент 2122274 C1 RU, МПК H02M 5/22. Регулятор трехфазного напряжения), содержащий в каждой фазе последовательно включенные входной LC-фильтр, входной ключ, выполненный в виде встречно-параллельного соединения вентиля с полным управлением и диода, реактор выходного фильтра, а также выходной ключ, подсоединенный к точке соединения входного ключа и реактора выходного фильтра.

Однако указанный регулятор имеет недостаток - автономию фаз нагрузки, что зачастую недоступно.

Кроме того, известен регулятор переменного напряжения (патент 2373625 С1 RU, МПК H02M 5/257. Многозонный регулятор переменного напряжения), который является прототипом предлагаемого изобретения, содержащий в каждой фазе цепочку из n-последовательно включенных конденсаторов, две группы управляемых однонаправленных ключей из n вентилей и две группы диодов из n-1 диодов каждая, причем одна подгруппа n управляемых однонаправленных ключей, соединенных последовательно, подключена катодом крайнего ключа к фазе питающей сети, а анодом другого крайнего ключа подгруппы - к соответствующей фазе нагрузки, вторая группа последовательно включенных управляемых ключей подключена анодом крайнего ключа к той же фазе питающей сети, а катодом - к той же фазе нагрузки, при этом между анодами последовательно включенных управляемых ключей первой подгруппы и отводами цепочки из n-последовательно включенных конденсаторов включены диоды первой дополнительной группы, катодами к отводам, между катодами последовательно включенных управляемых ключей второй подгруппы и отводами цепочки из n-последовательно включенных конденсаторов также включены диоды второй дополнительной группы, анодами к отводам, последовательно включенных конденсаторов.

Однако этот регулятор имеет низкое качество выходного напряжения и входного тока.

Задачей предлагаемого изобретения является создание регулятора переменного напряжения с улучшенным качеством выходного напряжения и входного тока.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом регуляторе в каждой фазе параллельно балластным конденсаторам введены цепочки из последовательно соединенных балластного реактора и ключа переменного тока, а каждый ключ переменного тока параллельно соединен с демпфирующим резистором и конденсатором.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого регулятора переменного напряжения. На фиг.2 приведены временные диаграммы токов и напряжений. На диаграммах токов и напряжений (фиг.2) показаны: а) входной ток iA и напряжение фазы А uA предлагаемого регулятора переменного напряжения, б) входной ток iA и напряжение фазы А uA прототипа, в) импульсы, подаваемые на ключ переменного тока реакторной ветви в разных ячейках, г) напряжение на ячейках, д) выходной ток iHA и напряжение нагрузки uHA предлагаемого регулятора переменного напряжения, е) выходной ток iHA и напряжение нагрузки uHA прототипа. На фиг.3 показана векторная диаграмма, поясняющая принцип работы регулятора.

Предлагаемый регулятор содержит в каждой фазе цепочку из n последовательно соединенных ячеек, состоящих из цепочки последовательно соединенных демпфирующего резистора 1 и демпфирующего конденсатора 2 параллельно соединенных с ключом переменного тока 3, которые последовательно соединены с балластным конденсатором 4 и параллельно с балластным реактором 5, нагрузка 6 последовательно соединена с последней ячейкой.

Регулятор (фиг.1) работает следующим образом. Импульсы (фиг.2в), подаваемые на ключи 3, поочередно включают их, тем самым замыкая и разрывая цепи, содержащие балластные реакторы 5, которые обеспечивают работу двух- и n-ячеек, которые и определяют количество зон 2 или n. Ячейки содержат балластные реакторы 5, конденсаторы 4 и ключи переменного тока 3. В зависимости от длительности включения ключа, возможно осуществить регулирование, в результате которого изменяется напряжение на нагрузке. Особенность работы двух ячеек заключается в том, что импульсы, подаваемые на ключи переменного тока 3 в разных ячейках, сдвинуты друг относительно друга по фазе на угол, равный 360n/N, где N-число последовательно включенных ячеек в фазе, n-номер ячейки. Это обеспечивает повышение качества входной и выходной энергии регулятора, что видно по уменьшению величины пульсаций в выходном напряжении (фиг.2д) по сравнению с пульсациями напряжений ячеек (фиг.2г) и выходным напряжением в одноячейковом регуляторе (фиг.2е). Благодаря многозонности регулятора возможно получить более высокое повышенное выходное напряжение по сравнению с аналогичными регуляторами с меньшим числом зон, т.к. коэффициент преобразования каждой ячейки остался прежним, а входное напряжение увеличилось пропорционально числу зон. При переключении вектора V1L (фиг.3) можно получить необходимое напряжение на нагрузке, поскольку результирующий вектор выходного напряжение будет определяться геометрической суммой векторов V1C и V1L, тогда как вектор V1C всегда будет оставаться включенным. За счет использования балластных конденсаторов 4 и реакторов 5 можно получить результирующее напряжение на нагрузке, которое будет регулироваться, исходя из комбинации напряжений на балластных конденсаторах 4 и реакторах 5 и изменения длительности импульсов, подаваемых на ключи 3 соответственно.

Демпфирующий резистор 1 и демпфирующий конденсатор 2 необходимы, чтобы во время выключения ветви с реактором, накопленная в нем энергия перенаправилась в демпфирующую ветвь, такое решение позволяет улучшить качество напряжения в нагрузке.

Таким образом, в предлагаемом регуляторе переменного напряжения улучшается качество входной и выходной энергии регулятора, что видно по уменьшению величины пульсаций в выходном напряжении по сравнению с пульсациями напряжений ячеек и выходным напряжением в одноячейковом регуляторе.

Регулятор переменного напряжения, содержащий в каждой фазе цепочку из n-последовательно включенных конденсаторов, две группы управляемых однонаправленных ключей из n вентилей и две группы диодов из n-1 диодов каждая, отличающийся тем, что в него вводят в каждую фазу цепочку из n последовательно соединенных ячеек, состоящих из цепочки последовательно соединенных демпфирующего резистора и демпфирующего конденсатора, параллельно соединенных с ключом переменного тока, которые последовательно соединяют с балластным конденсатором и параллельно с балластным реактором, а нагрузка последовательно соединена с последней ячейкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат заключается в повышении надежности регулятора переменного напряжения путем диагностирования отказов в силовых ключах.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может использоваться, например, в регуляторах температуры. .

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорожном транспорте. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе для регулирования трехфазного напряжения и частоты на выходе матричного преобразователя, который выполнен на 9 транзисторах в узлах решетки, образованной пересечениями i=1, 2 трехфазных горизонтальных шин питания и j=1, 2 трехфазных вертикальных шин нагрузки.

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

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию напряжения, и может найти применение в устройствах для автоматического регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регуляторах переменного напряжения, в том числе работающих на ламповую нагрузку. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве регулирующего органа стабилизаторов напряжения, к форме выходного напряжения которых предъявляются повышенные требования. Технический результат - повышение надежности и упрощение алгоритма управления. Тиристорный регулятор переменного напряжения содержит трансформатор, вторичная обмотка которого подключена между зажимами сети и нагрузки, блок управления, состоящий из трансформатора управления, источника питания, синхронизированного широтно-импульсного модулятора и выходных каскадов, и четыре цепочки, каждая из которых составлена из тиристора с отсекающим диодом, которые соединены по мостовой схеме. Одна диагональ моста отсекающими диодами связана с зажимами сети, а другая, образованная встречно-включенными тиристорами, через датчик тока соединена с первичной обмоткой трансформатора. Каждая цепочка зашунтирована антипараллельным управляемым вентилем. Между одноименными выводами тиристоров диагонали сети установлены коммутирующие конденсаторы, а датчик тока выходом соединен с блоком управления. По регулировочным свойствам такой тиристорный регулятор приближается к устройствам на полностью управляемых ключах, имеет минимальное количество силовых элементов, проще алгоритм управления, выше надежность. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве и способе управления, используемых при шунтировании блоков питания. Технический результат - уменьшение пульсации выходного напряжения. Способ управления при шунтировании блока питания включает в себя: измерение первого трехфазного выходного электрического сигнала; вычисление соответственно составляющих первых прямой и обратной последовательностей первого трехфазного выходного электрического сигнала; формирование заданных составляющих прямой и обратной последовательностей фаз, чтобы соответственно выполнить автоматическую компенсацию составляющих первых прямой и обратной последовательностей, таким образом, выводя составляющие вторых прямой и обратной последовательностей; сложение вторых составляющих прямой и обратной последовательностей и вывод второго трехфазного выходного электрического сигнала в заданном режиме. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования переменного напряжения в регулируемое по величине переменное напряжение, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения на нагрузке в бортовых системах электроснабжения автономных объектов, а также в устройствах плавного пуска двигателей переменного напряжения. Технический результат заключается в создании более простого m-фазного регулятора переменного напряжения. Для этого заявленное устройство содержит m-высокочастотных трансформаторов со средней точкой, к вторичной стороне которых подключены полностью управляемые ключи переменного тока, причем в него дополнительно введены два диодных m-фазных моста с двумя дополнительными транзисторами в каждом мосту, при этом выводы одних половинок первичных обмоток трансформаторов подключены к входам одного диодного m-фазного моста, а выходы соответствующих вторых половинок первичных обмоток трансформаторов подключены к входам второго диодного m-фазного моста, к выходам мостов подключены по два последовательных транзистора, средние точки которых соединены с общей точкой источника питания. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения или тока в переменное напряжение или ток без промежуточного пеобразования в постоянное напряжение или ток. Техническим результатом является обеспечение произвольного и непрерывного регулирования прохождения тока от входного фазного вывода к выходным фазным выводам прямого преобразователя. Прямой преобразователь (1) снабжен n входными фазными выводами (U1, V1, W1) и p выходными фазными выводами (U2, V2, W2), где n≥2 и p≥2, n·p двухполюсными коммутационными элементами (2) для переключения, по меньшей мере, одного положительного и, по меньшей мере, одного отрицательного напряжения между полюсами. Каждый выходной фазный вывод (U2, V2, W2) последовательно соединен с каждым входным фазным выводом (U1, V1, W1) через один коммутационный элемент (2). Для обеспечения произвольного и непрерывного регулирования прохождения тока от входного фазного вывода к выходному фазному выводу прямого преобразователя и для обмена электрической энергией между двухполюсными коммутационными элементами в каждое последовательное соединение включена по меньшей мере одна индуктивность (3). 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к энергетике и энергетическому машиностроению, в частности к электрическим и электронным аппаратам, и может быть использовано при включении и выключении трехфазного промышленного электрооборудования. Предложен способ включения и выключения трехфазных активно-индуктивных промышленных нагрузок при помощи гибридных пускателей. После включения трехфазной активно-индуктивной нагрузки тиристорные ключи шунтируют контактами пускателя или контактора с последующим снятием с тиристорных ключей сигналов управления, а перед выключением трехфазной активно-индуктивной нагрузки последовательно в цепь каждого контакта пускателя или контактора вводят резистор и одновременно с этим включают все тиристорные ключи, шунтируя контакты вместе с резисторами, а затем размыкают контакты пускателя или контактора с последующим снятием сигналов управления с тиристорных ключей с естественной коммутацией. При этом способе переходные процессы в гибридном пускателе не влияют на токи сети и токи нагрузки (потребителей), а завершение процесса выключения происходит без потерь за счет естественных свойств тиристоров в цепи RL-нагрузки. Техническим результатом является устранение дополнительных потерь в тиристорных ключах, увеличение срока службы как тиристорных, так и механических ключей, возможность использования более простых механических ключей. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Устройство комплексного управления перетоками мощности и ограничения токов короткого замыкания, содержащее три управляемых трансформатора, состоящих из трех обмоток, связанных магнитной связью. Одни из обмоток подключены в рассечку контролируемых фаз линии электропередач. Вторые обмотки подключены на линейные напряжения фаз, отличных от контролируемых. Данные обмотки осуществляют инжектирование добавочного вектора напряжения, изменяя активную составляющую мощности в контролируемой фазе. Третьи обмотки подключены на фазные напряжения контролируемых фаз. Данные обмотки осуществляют инжектирование добавочного вектора напряжения, изменяя реактивную составляющую мощности в контролируемой фазе. Устройство осуществляет уменьшение токов короткого замыкания, увеличивая реактивное сопротивление обмоток, включенных в рассечку линии электропередач. Технический результат работы устройства состоит в управлении потоком мощности, а также ограничении тока короткого замыкания в транзитных сетях 35-220 кВ. 3 ил.
Наверх