Энергосберегающий стабилизатор напряжения

Авторы патента:

G05F1/00 - Автоматические системы, в которых отклонения электрической величины от одного или нескольких эталонных значений, взятые на выходе системы, передаются обратно на один из блоков системы для восстановления эталонного или эталонных значений регулируемой электрической величины, т.е. системы с обратной связью

Владельцы патента RU 2514087:

Общество с Ограниченной Ответственностью "Московская энергетическая компания" (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, приводов, двигателей, осветительных сетей, блоков питания систем связи, автоматики и телемеханики с целью оптимизации работы электрооборудования и энергосбережения. Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет усовершенствования ряда узлов стабилизатора напряжения и компенсатора реактивной мощности, увеличение КПД стабилизатора, экономия электроэнергии. Для этого предложен энергосберегающий стабилизатор напряжения трехфазной сети, который содержит как минимум один регулировочный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения, первичная обмотка которого подключена к блоку регулирования и коммутации, а вторичная обмотка включена в цепь нагрузки, далее стабилизатор включает анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами и возможностью конфигурирования функции управления устройством в зависимости от параметров электросети и коммутирующего блока. 1 ил.

Известно устройство стабилизации напряжения, выполненное с возможностью подключения к источнику переменного электропитания и регулирования напряжения, подаваемого к определенным выбранным цепям, нагрузки которых получат преимущества от регулирования напряжения (патент РФ №2386994). Известное устройство содержит ШИМ или автотрансформатор с переключаемым фазовым углом, который является достаточно компактным и легким для включения в стандартное электрическое потребительское устройство, которое имеет раздельные цепи, то есть те, нагрузки которых получают преимущества от регулирования напряжения, и те, которые не получают преимуществ, так что первые могут управляться устройством, обеспечивая работу при устойчивом и уменьшенном напряжении, таким образом обеспечивая технический результат - гарантируя сокращение потребления энергии и повышение срока службы приборов, подключенных к устройству.

К недостаткам устройства относится то, что оно при включении изменяет синусоиду токов сети.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение энергосберегающего стабилизатора напряжения для трехфазной цепи, не изменяющего при включении в цепь синусоиды токов.

Поставленная задача решается с помощью энергосберегающего стабилизатора напряжения трехфазной сети, который содержит как минимум один регулировочный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения, первичная обмотка которого подключена к блоку регулирования и коммутации, а вторичная обмотка включена в цепь нагрузки, далее стабилизатор включает анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами и возможностью конфигурирования функции управления устройством в зависимости от параметров электросети и коммутирующего блока, выполненного на базе управляющих выходов анализатора, которые через помехоподавляющую схему, состоящую из RC-супрессора и конденсаторных пускателей с группой подавления пусковых токов или контакторов типа двунормально открытых или двунормально закрытых, совершают коммутацию первичной обмотки регулировочного трансформатора, размыкающего и замыкающего контактов, соединенных последовательно, при этом первичная обмотка трансформатора подключена с одной стороны параллельно вторичной первыми одноименными выводами непосредственно, с другой - через второй размыкающий контакт; к точке соединения второго вывода первичной обмотки и второго размыкающего контакта подключен второй замыкающий контакт от блока управления, совмещенного с анализатором, параллельно первичной обмотке упомянутого трансформатора включен конденсатор, а параллельно коммутирующим элементам включены RC-цепи, параллельно нагрузке включен выходной конденсатор, в него введен силовой двухполюсный автомат с независимым расцепителем, контакты которого включены последовательно в цепь нагрузки на входе и выходе регулировочного узла, между сетью и входом и между нагрузкой и выходом упомянутого узла, дополнительный узел защиты с дистанционным управлением, подключенный входом к точке соединения первого силового контакта со входом регулировочного узла, выходом - к нейтральному проводу сети, второй и третий контакты трехполюсного автомата защиты упомянутого дополнительного узла подключены между нейтральным проводом и точкой соединения упомянутого второго замыкающего контакта с конденсатором первой RC-цепи и между выходным выводом первичной обмотки трансформатора и точкой соединения вторых замыкающего и размыкающего контактов коммутирующего блока.

Устройство может быть каскадировано, номинал ступени регулирования зависит от параметров трансформатора. Возможно подключение дополнительных устройств, влияющих на качество электросети. Предпочтительно в качестве однофазного сухого трансформатора используют Ш-образный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения с одним или двумя сердечниками. К стабилизатору возможно подключение дополнительных устройств, влияющих на качество электросети.

Предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности стабилизаторов трехфазного напряжения, усовершенствовать ряд узлов стабилизатора напряжения и компенсатора реактивной мощности, увеличить КПД стабилизатора, уменьшить энергопотребление за счет уменьшения активной и реактивной мощностей сети.

Энергосберегающий эффект устройства основан на принципе, независимом по фазам регулировании напряжения в сети, что позволяет добиться экономии до 40% электроэнергии по сравнению с аналогами и получить КПД устройства не менее 99,7%. При этом потери активной мощности на стабилизаторе напряжения в 15 раз меньше по сравнению с аналогами, а срок службы составляет 20-25 лет.

Энергосберегающее устройство предназначено для использования на гражданских и промышленных объектах в сетях 0,4 кВ.

Также к анализатору можно подключать всевозможные датчики анализа газов, влажности воздуха, датчики движения воздушных потоков.

На фиг.1 представлена схема энергосберегающего стабилизатора напряжения.

Энергосберегающий стабилизатор напряжения включает анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами 1, устройство дистанционного управления и резервирования 2, например сотовый модем 3G, коммутирующий блок 3,4, 5, регулировочный Ш-образный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения 6, 7, 8, главный рубильник 9.

Стабилизатор напряжения предназначен для подключения на вводе электропитания объекта (здания, цеха или отдельной электроустановки). Стабилизатор напряжения влияет на три фактора некачественной электросети, которые ведут к повышенным расходам электроэнергии на технологическом, инженерном и бытовом оборудовании:

1) Повышенное напряжение.

2) Уровень реактивной мощности.

3) Уровень высших составляющих гармоник основной частоты.

Измеряемые анализатором качества электросети параметры: входное напряжение в сети, ток нагрузки, коэффициент мощности, наличие гармоник напряжение и тока. Анализатор качества электросети обеспечивает непрерывное измерение напряжения и тока на частоте 20 кГц и рассчитывает все производные значения, как мощность, коэффициент мощности и гармоники с временной дискретностью до 200 мс. Анализатор в реальном времени изменяет эффективное значение (TRMS) напряжения и тока. Для анализа качества электросети используется специализированное программное обеспечение для ПК. Передача данных из анализатора на ПК осуществляется через один из стандартных интерфейсов. Параметризация анализатора качества электросети и непрерывный анализ в режиме реального времени также осуществляется через программное обеспечение. Наличие функционала программируемого логического контроллера и цифровых выходов позволяет анализатору качества электросети обеспечивать управление установкой.

Регулирование реактивной мощности возможно с помощью дополнительно подключаемых ступеней компенсаторов реактивной мощности. Для контроля и регистрации параметров электросети и режимов работы устройства предусмотрена возможность дистанционного управления и резервирования, а также использования средств связи, как, например, сотовый модем 3G. Подключение и передача данных осуществляется по протоколу TCP/IP и интерфейсу Ethernet.

Энергосберегающий стабилизатор напряжения, содержащий, по меньшей мере, один регулировочный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения, первичная обмотка которого подключена к блоку регулирования и коммутации, а вторичная обмотка включена в цепь нагрузки, анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами и возможностью конфигурирования функции управления устройством в зависимости от параметров электросети и коммутирующего блока, выполненного на базе управляющих выходов анализатора, которые через помехоподавляющую схему, состоящую из RC-супрессора и конденсаторных пускателей с группой подавления пусковых токов или контакторов типа двунормально открытых или двунормально закрытых, совершающих коммутацию первичной обмотки регулировочного трансформатора, размыкающего и замыкающего контактов, соединенных последовательно, при этом первичная обмотка трансформатора с одной стороны подключена к первым выводам напрямую, с другой - через второй размыкающий контакт; к точке соединения второго вывода первичной обмотки и второго размыкающего контакта подключен второй замыкающий контакт от блока управления, совмещенного с анализатором, параллельно первичной обмотке трансформатора включен конденсатор, а параллельно коммутирующим элементам включены RC-цепи, параллельно нагрузке включен выходной конденсатор, содержащий силовой двухполюсный автомат с независимым расцепителем, контакты которого включены последовательно в цепь нагрузки на входе и выходе регулировочного узла, между сетью и входом и между нагрузкой и выходом упомянутого узла, введен дополнительный узел защиты с дистанционным управлением, подключенный входом к точке соединения первого силового контакта со входом регулировочного узла, выходом - к нейтральному проводу сети, второй и третий контакты трехполюсного автомата защиты упомянутого дополнительного узла подключены между нейтральным проводом и точкой соединения упомянутого второго замыкающего контакта с конденсатором первой RC-цепи и между выходным выводом первичной обмотки трансформатора и точкой соединения вторых замыкающего и размыкающего контактов коммутирующего блока.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - надежное поддержание напряжения системы в допустимом диапазоне.

Способ включения трехфазных нагрузок // 2510070

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам. Технический результат заключается в устранении дополнительных пусковых токов и влияния включения трехфазных нагрузок на соседних потребителей в результате провалов напряжения.

Способ управления инвертором напряжения в составе системы генерирования электрической энергии переменного тока в режимах перегрузки // 2509336

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока или систем гарантированного электропитания переменного тока.

Источник опорного напряжения // 2504817

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в качестве температурно-стабильного источника опорного напряжения, определяемого удвоенной шириной запрещенной зоны. Устройство содержит пять транзисторов, два резистора и источник тока, включенный между шиной питания и выходной клеммой, базы первого и второго транзисторов соединяются с коллекторами первого и пятого транзисторов, первый резистор включен между общей шиной и эмиттером второго транзистора, эмиттеры первого и третьего транзисторов подключены к общей шине, коллектор третьего транзистора подключен к выходной клемме, база третьего транзистора соединяется с коллектором второго транзистора и первым выводом второго резистора, базы четвертого и пятого транзисторов соединяются с коллектором четвертого транзистора и вторым выводом второго резистора, эмиттеры четвертого и пятого транзисторов подключены к выходной клемме. Достигаемый технический результат заключается в получении температурно-стабильного выходного напряжения при значениях, близких к удвоенной ширине запрещенной зоны.

Трехфазный регулятор переменного напряжения с защитой // 2499347

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.

Регулятор переменного напряжения // 2494436

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в системах прецизионного регулирования технологических параметров, в частности в регуляторах температуры.

Источник освещения с низким общим искажением высшими гармониками // 2491604

Стабилизатор переменного напряжения // 2483343

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания, в частности в стабилизаторах переменного напряжения. .

Источник опорного напряжения отрицательной полярности // 2480810

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и других элементов автоматики и вычислительной техники.

Стабилизатор постоянного напряжения // 2480809

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры. .

Двухканальный приемопередающий модуль // 2515545

Изобретение относится к технике антенн СВЧ и может быть использовано в передающем канале двухканального приемопередающего СВЧ модуля (ППМ). Техническим результатом является снижение потерь выходной мощности ППМ и увеличение развязки между выходными канала в режиме передачи. На входе передающего канала ППМ установлен делитель мощности, к выходу которого подключены фазовые модуляторы, сигналы с которых поступают на выходные усилители мощности первого и второго каналов, выходы с которых подключены ко входам сумматора, с каждого выхода которого сигнал подается на входы переключателей приема-передачи соответственно первого и второго каналов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Возбуждение светодиода // 2516435

Изобретение относится к устройству для возбуждения светодиода, к прибору, содержащему устройство, и к способу для возбуждения светодиода. Технический результат заключается в осуществлении устройства для возбуждения светодиода с повышенной эффективностью. Для этого по первому объекту - заявленное устройство содержит выходной каскад для подачи тока на светодиод, причем ток имеет среднее значение и пиковое значение, причем пиковое значение, деленное на среднее значение, образует отношение, и входной каскад для приема сигнала от блока питания, причем входной каскад содержит приспособление, содержащее резонансный контур для уменьшения отношения путем частотного компонента к сигналу или адаптации частотного компонента сигнала, что позволяет повысить эффективность светодиода. По второму объекту - в способе на выходном каскаде подают ток на светодиод, причем ток имеет среднее значение и пиковое значение, причем пиковое значение, деленное на среднее значение, образует отношение, и входной каскад для приема сигнала от блока питания, причем входной каскад содержит приспособление, содержащее резонансный контур для уменьшения отношения путем добавления частотного компонента к сигналу или адаптации амплитуды частотного компонента сигнала, что позволяет повысить эффективность светодиода. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ управления инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией в составе системы генерирования электрической энергии переменного тока // 2517298

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии переменного тока или систем гарантированного электропитания переменного тока, в которых применяется инвертор напряжения. Техническим результатом является снижение массы и габаритов системы генерирования, повышение качественных показателей генерируемой электрической энергии и электромагнитной совместимости с нагрузкой (потребителями) за счет уменьшения амплитуд комбинационных гармоник. Для этого в предложенном способе управления инвертором напряжения, заключающемся в том, что формируют три управляющих сигнала, формируют опорный двухполярный сигнал, вырабатывают импульсы управления вентилями инвертора напряжения при превышении нулевого уровня разностями опорного двухполярного сигнала и управляющих сигналов, частота опорного двухполярного пилообразного сигнала определяется суммой детерминированного значения частоты и случайного значения частоты с нулевым математическим ожиданием и среднеквадратичным отклонением, меньшим детерминированного значения частоты. 2 ил.

Стабилизатор переменного напряжения // 2517321

Изобретение может быть использовано в стабилизаторах переменного напряжения. Технический результат заключается в повышении к.п.д. устройства за счет снижения длительности коммутационных токов. Для этого предложен стабилизатор переменного напряжения, включающий четыре вывода, трансформатор, содержащий секционированную обмотку, основную обмотку, начало которой является первым входным и первым выходным выводами, а конец является вторым выходным выводом стабилизатора и соединен с первым выводом секционированной обмотки, сопротивление, две группы коммутаторов, при этом коммутаторы первой группы содержат переключающий контакт, нормально замкнутый вывод первого переключающего контакта коммутатора первой группы подключен к концу основной обмотки, в которой нормально замкнутый вывод переключающего контакта каждого последующего коммутатора соединен с общим выводом контакта предыдущего коммутатора, а каждый нормально разомкнутый вывод переключающих контактов подключен к соответствующей отпайке, при этом входы коммутаторов второй группы через сопротивление соединены со вторым входным выводом стабилизатора, а их выходы подключены к отпайкам с нечетными номерами, ко второму входному выводу стабилизатора подключен общий вывод контакта последнего коммутатора, нормально разомкнутый вывод переключающего контакта которого соединен со вторым выводом секционированной обмотки, при этом стабилизатор дополнительно содержит датчики наличия напряжения и коммутаторы второй группы выполнены на основе полупроводниковых ключей. 1 ил.

Источник опорного напряжения // 2525745

Устройство относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и других устройств автоматики. Техническим результатом является повышение стабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки при сохранении высокой температурной стабильности. Устройство содержит полевой транзистор с управляющим p-n переходом, первый транзистор, эмиттером подключенный к истоку полевого транзистора, коллектором - шине питания, первый резистор, включенный между базой первого транзистора и шиной питания, второй резистор, включенный между выходом устройства и точкой соединения базы и коллектора второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, третий резистор, третий и четвертый транзисторы, причем третий резистор включен между затвором полевого транзистора и шиной питания, база третьего транзистора соединена с базой второго транзистора, коллектор третьего транзистора подключен к точке соединения стока полевого транзистора и базы четвертого транзистора, эмиттер третьего транзистора подключен к общей шине, коллектор четвертого транзистора соединен с затвором полевого транзистора, а эмиттер четвертого транзистора подключен к выходу устройства. 8 ил.

Способ и устройство для синхронной синусоидальной регулировки яркости светильников // 2537796

Изобретение относится к способу и системе для синхронной синусоидальной регулировки яркости светильников. Техническим результатом является обеспечение сохранения формы сигнала подаваемого напряжения и коэффициента мощности осветительного устройства. Система для диммирования осветительных устройств содержит трехвыводной осветительный диммерный модуль. Диммерный модуль содержит контроллер мощности и приемник и реагирует на команды на регулировку яркости, полученные приемником. Контроллер мощности контролирует понижающий переключатель и переключатель свободного хода таким образом, что обеспечивается уменьшение напряжений переменного тока. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 28 ил.

Способ и устройство фазового регулирования переменного напряжения // 2542672

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулированию переменного напряжения и тока. Технический результат заключается в расширении диапазона регулирования напряжения при индуктивной нагрузке независимо от ее параметров и создании надежного регулятора переменного напряжения, позволяющего реализовать этот способ, обеспечивая высокие энергетические показатели. Технический результат достигается тем, что в способе фазового регулирования переменного напряжения путем поочередного подключения реактивной нагрузки к питающей сети с помощью однополупериодных регулирующих ключей последовательной цепи и последующего замыкания ее накоротко однополупериодными нулевыми ключами параллельной цепи в начале наступившего полупериода напряжения нулевым ключом предыдущего полупериода нагрузку замыкают накоротко, затем при заданном угле регулирования включают регулирующий ключ предыдущего полупериода, обеспечивая контур рекуперации электромагнитной энергии в сеть, при этом в устройстве фазового регулирования переменного напряжения регулирующий и нулевой ключи попарно соединены по схеме моста, одна диагональ которого связана с питающей сетью, а другая - с нагрузкой через датчик тока, причем в противоположных плечах регулирующие ключи зашунтированы обратными диодами. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Регенератор однофазного напряжения сети // 2549166

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, обеспечение возможности регулирования частоты выходного напряжения и повышение коэффициента полезного действия. Для этого предложен регенератор, который содержит трансформатор 1 с вторичной обмоткой 2, к которой подключен двухполярный выпрямитель 3, соединенной с зажимами 4 сетевого напряжения. Трансформатор содержит вторичные обмотки 5, каждая из которых подключена к соответствующему выпрямителю 6. К выпрямителям 6 подсоединены ключевые каскады 7, каждый из которых состоит из двух ключей 8 и 9 и схемы 10 управления ключами. Входы схем 10 управления ключами каждого ключевого каскада 7 соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика 11. Первый ключевой каскад 7 соединен с ключевыми элементами 12 и 13, которые вместе с ключевыми элементами 14 и 15 образуют мостовую схему. Точка соединения ключевых элементов 14 и 15 соединена со средней точкой двухполярного выпрямителя 3. Точки соединения ключевых элементов 12-14 и 13-15 являются выходом регенератора, к которому через блок 16 защиты подключается нагрузка 17. Регенератор содержит также усилитель 18 мощности, компаратор 19, компаратор 20, резистивный делитель 21, формирователь 22 эталонного сигнала, состоящего из генератора 23 синусоидального сигнала, компаратора 24, управляемого повторителя 25 и ключа 26, схемы 27 и 28 управления ключевыми элементами 13 и 14, инвертор 29, схемы 30 и 31 управления ключевыми элементами 12 и 15. 1 ил.

Преобразователь напряжения с защитой ключей // 2549526

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться при разработке источников питания различной аппаратуры. Технический результат заключается в защите от выхода из строя силовых ключей при повышении на них напряжения и повышении тока через них, что выполняется с помощью определенной последовательности переключений силовых ключей и контактора от устройства управления. Он достигается тем, что предложен преобразователь напряжения, который работает от источника постоянного напряжения и содержит датчики тока и напряжения, контактор, силовой транзистор, включенный последовательно с контактом контактора и шунтированный резистором, повышающий регулятор на основе двух силовых ключей и двух диодов, DC/DC преобразователь на основе полумоста и двух последовательно включенных конденсаторов, силового трансформатора, выходного выпрямителя, нагруженного на емкость и нагрузку, а также устройство управления. 1 ил.

Блок питания бортсети автомобиля // 2551661

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке высокочастотных источников питания с гальванической развязкой выходного напряжения для транспортных средств с комбинированными энергоустановками. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей и расширении функциональных свойств устройства. Для этого заявленное устройство содержит источник питания собственных нужд, подключенный к бортовой двенадцативольтовой аккумуляторной батарее, полумостовой транзисторный преобразователь, токоограничивающий резистор, датчик тока, трансформаторно-выпрямительный каскад, входной фильтр, выходной фильтр, первый и второй усилители мощности для управления транзисторами полумостового транзисторного преобразователя, регулятор напряжения, компаратор, RS-триггер и триггер со счетным входом, первое и второе реле, датчик наличия напряжения на положительной входной клемме полумостового транзисторного преобразователя, первый и второй логические элементы 4ИЛИ-НЕ, в устройство также введены генератор прямоугольных импульсов, а источник питания содержит понижающий ШИМ-регулятор, образованный последовательно соединенными дросселем и полевым транзистором, и третий усилитель мощности, подключенный к затвору полевого транзистора, при этом второй выход регулятора напряжения через индикатор подключен к плюсовой клемме бортовой двенадцативольтовой аккумуляторной батареи. 1 ил.