Трехфазный емкостной преобразователь для электропитания активной нагрузки



Трехфазный емкостной преобразователь для электропитания активной нагрузки
Трехфазный емкостной преобразователь для электропитания активной нагрузки
Трехфазный емкостной преобразователь для электропитания активной нагрузки
Трехфазный емкостной преобразователь для электропитания активной нагрузки
Трехфазный емкостной преобразователь для электропитания активной нагрузки

 


Владельцы патента RU 2515310:

Меньших Олег Фёдорович (RU)

Изобретение относится к области электротехники. Трехфазный емкостный преобразователь для электропитания активной нагрузки содержит две группы из последовательно соединенных диода и накопительного конденсатора и две группы из последовательно включенных тиристора и интегрирующего конденсатора, включенных параллельно к соответствующим накопительным конденсаторам. При этом две группы из последовательно включенных диода и накопительного конденсатора подключены к двум фазам трехфазной электрической сети по схеме удвоения напряжения (схеме Латура), интегрирующие конденсаторы групп из последовательно соединенных тиристора и интегрирующего конденсатора включены между собой последовательно и параллельно активной нагрузке и устройству защиты, а управляющие электроды тиристоров связаны с блоком управления тиристорами, входы которого подключены к трехфазной сети. Блок управления тиристорами содержит резисторный сумматор-делитель напряжения, компаратор, две управляющие цепи. Первая цепь состоит из последовательно связанных инвертора, первой дифференцирующей цепи, первого одновибратора запускающих импульсов с усилителем мощности и первого выходного трансформатора, а вторая - из последовательно связанных второй дифференцирующей цепи, второго одновибратора запускающих импульсов с усилителем мощности и второго выходного трансформатора. Технический результат - расширение области применения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве экономичного устройства питания нагревательных приборов на основе ТЭНов от трехфазной сети, например, при организации котельных без использования твердого топлива (угля, дров), кухонных электропечей и для освещения.

Известны устройства конвертирования реактивной электроэнергии в активную [1].

Известны бестрансформаторные устройства экономичного освещения на светодиодах (патент РФ №2459143, опубл. в №23 от 20.08.2012), содержащие светодиодную матрицу из группы светодиодов, отличающиеся тем, что включают две одинаковые цепи, включенные к сети переменного тока, каждая из которых включает несколько последовательно соединенных светодиодов, параллельно подключенных к электролитическому конденсатору и стабилитрону защиты от перенапряжения, заряжаемый от сети переменного тока через диод накопительный конденсатор, подключенный к электролитическому конденсатору через тиристор, в управляющей ветви которого использован запускающий стабилитрон, включенный последовательно к зарядной цепи из диода и накопительного конденсатора противоположной цепи, при этом квадрат напряжения на электролитическом конденсаторе каждой цепи, питающего соответствующую группу светодиодов, так относится к квадрату амплитудного напряжения, до которого заряжается накопительный конденсатор в течение четверти периода переменного напряжения сети, как относятся емкости накопительного и электролитического конденсаторов, а полюсы каждой из указанных цепей подсоединены соответственно к фазному и нулевому проводникам сети переменного тока. Это устройство можно рассматривать в качестве прототипа заявляемого технического решения.

Недостатком прототипа является ограниченная область применения - в основном в качестве экономичного источника питания на пониженном напряжении питания группы последовательно включенных светодиодов либо для заряда аккумуляторных батарей.

Указанный недостаток устранен в заявляемом техническом решении.

Целью изобретения является расширение области практического применения в бытовых и промышленных условиях работы при использовании трехфазной электросети.

Реализация данной цели достигается в трехфазном емкостном преобразователе для электропитания активной нагрузки, содержащем две группы из последовательно соединенных диода и накопительного конденсатора и две группы из последовательно включенных тиристора и интегрирующего конденсатора, включенных параллельно к соответствующим накопительным конденсаторам, отличающимся тем, что две группы из последовательно включенных диода и накопительного конденсатора подключены к двум фазам трехфазной электрической сети по схеме удвоения напряжения (схеме Латура), интегрирующие конденсаторы групп из последовательно соединенных тиристора и интегрирующего конденсатора включены между собой последовательно и параллельно активной нагрузке и устройству защиты, а управляющие электроды тиристоров связаны с блоком управления тиристорами, входы которого подключены к трехфазной сети.

Заявляемое устройство содержит блок управления тиристорами, включающий подключенный к одноименным фазам электросети, питающим основное устройство, резисторный сумматор-делитель напряжения, включенный к входу компаратора, выход компаратора соединен с входами двух управляющих цепей, первая из которых состоит из последовательно связанных инвертора, первой дифференцирующей цепи, первого одновибратора запускающих импульсов с усилителем мощности и первого выходного трансформатора, а вторая - из последовательно связанных второй дифференцирующей цепи, второго одновибратора запускающих импульсов с усилителем мощности и второго выходного трансформатора.

Устройство также содержит устройство защиты от перенапряжения электролитических интегрирующих конденсаторов при аварийном обрыве цепи активной нагрузки, выполненное из последовательно включенных разгрузочного реле, отключающего автоматический выключатель сети, и стабилитрона, отпираемого при аварийном увеличении напряжения на последовательно соединенных интегрирующих конденсаторах.

Достижение указанной цели изобретения объясняется существенным увеличением выходного напряжения в подключенной активной нагрузке, например, со стандартным напряжением 220 В за счет использования схемы удвоения напряжения и подключения устройства к двум фазам трехфазной сети 380 В.

Заявляемое устройство понятно из представленных рисунков.

На рис.1 представлена схема устройства, состоящая из:

1 - первого силового диода,

2 - второго силового диода,

3 - первого накопительного конденсатора емкостью Сн,

4 - второго накопительного конденсатора емкостью Сн,

5 - первого силового тиристора,

6 - второго силового тиристора,

7 - первого интегрирующего конденсатора емкостью Синт,

8 - второго интегрирующего конденсатора емкостью Синт,

9 - активной нагрузки, например, ТЭНа,

10 - блока управления тиристорами,

11 - устройства защиты.

На рис.2 представлена схема блока управления тиристорами, включающая:

12 - резистор делителя, включенный к первой фазе сети,

13 - резистор делителя, включенный ко второй фазе сети,

14 - резистор сумматора,

15 - компаратор (с логическими уровнями выходного сигнала),

16 - инвертор (логическая схема «Не»),

17 и 18 - первая и вторая дифференцирующие цепи,

19 и 20 - первый и второй одновибраторы с усилителями мощности запускающих тиристоры 5 и 6 импульсов,

21 и 22 - выходные трансформаторы (например, с ферритовыми сердечниками),

23 - вторичный источник питания, подключенный к свободной фазе (в данной схеме к фазе Фз, используемый для снабжения электропитанием элементов схемы блока управления тиристорами.

Кроме того, на рис.2 указана схема устройства защиты 11, состоящая из последовательно соединенных к последовательно включенным интегрирующим конденсаторам 7 и 8 разгрузочного реле и стабилитрона, открывающегося при повышении напряжения на указанных конденсаторах выше заданного аварийного уровня. При этом разгрузочное реле отключает автоматический выключатель сети, питающей устройство (последний на схеме рис.1 не указан).

На рис.3 даны временные диаграммы напряжений в различных участках схемы;

3а) - амплитуда фазного напряжения трехфазной сети Uo,

3б) - амплитуда напряжения между двумя используемыми в устройстве фазами, например первой и второй фазами, обозначенное как U12 = U1 -U2 = 1,41*380 = 536 В.

3в) - суммарное напряжение первой и второй фаз U=U1+U2 - 1,41·220=310 В, сдвинутое по фазе относительно напряжения первой фазы на угол π/3, малая часть этого напряжения (порядка 3…5 В) подается на вход компаратора 15,

3г) - логический сигнал на выходе компаратора 15,

3д) - инвертированный логический сигнал на выходе инвертора 16 (схемы «Не»),

3е) - последовательность сформированных в одновибраторе с усилителем мощности 19 запускающих импульсов, подаваемых с вторичной обмотки трансформатора 21 на управляющий переход силового тиристора 5,

3ж) - аналогичная последовательность запускающих импульсов, подаваемых на управляющий переход силового тиристора 6,

3з) - напряжение UC3 на первом накопительном конденсаторе 3,

3и) - напряжение UС4 на втором накопительном конденсаторе 4,

3к) - напряжение UH на последовательно включенных интегрирующих конденсаторах 7 и 8 при подключенной к ним активной нагрузке 9.

На рис.4 представлена одна из возможных схем теплоэнергетического комплекса, например, электрокотельной с нагревателями воды и ее транспортировки мощными электронасосами непрерывного действия, содержащего:

24 - трансформаторную подстанцию (ТП), входом включенную на подземный кабель с действующим напряжением 3×10 кВ, например, с мощностью 400 кВ·А,

25 - соединительный кабель 3×380 В низкого сопротивления (порядка 0,1 Ом по фазам),

26 - трехфазный прибор учета электроэнергии, например, типа ЦЭ6803 В,

27 - три однотипных трехфазных емкостных преобразователя (ТЕП), подключенных к трем разным парам фаз сети для обеспечения равномерной нагрузки на фазы,

28 - электронасос, подающий нагретую воду в систему водяного отопления объекта.

Рассмотрим действие заявляемого устройства.

В первую четверть периода напряжения U12, действующего между первой и второй фазами сети с амплитудным значением UO (см. рис.3а), происходит заряд первого накопительного конденсатора 3 через диод 1 до уровня напряжения 1,73 UO=536 В, после чего это напряжение остается неизменным в течение полупериода Т/2=10 мс переменного напряжения сети с частотой f=50 Гц, как это видно на рис.3з). При отпирании тиристора 5 накопленный в первом накопительном конденсаторе 3 электрический заряд q, равный q=1,73 CH UO перераспределяется между оказавшимися соединенными параллельно с малым переходным сопротивлением (менее 0,1 Ом) первым накопительным конденсатором 3 и первым интегрирующим конденсатором 7, в результате чего напряжение на обоих конденсаторах уравнивается до результирующего напряжения UH MAX, и тиристор 5 автоматически закрывается, оставляя первый накопительный конденсатор 3 заряженным до напряжения UH MAX.

Аналогичная картина характерна и для заряда второго накопительного конденсатора 4 через диод 2 от тех же фаз сети во второй части полупериода напряжения U12 (рис.3б), и это показано на рис.3и. Второй диод 2 и второй тиристор 6 в схеме устройства включены встречно по отношению к первому диоду 1 и первому тиристору 5. Это обеспечивает режим удвоения напряжения UH на активной нагрузке 9, величина которого изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени τ=RHСИНТ/2 от величины 2UH MAX до 2UH MIN в течение повторяющегося интервала времени T/2, а именно: по закону UH(t)=UH MAXexp(-t/τ), где время t определено пределами 0≤t≤T/2.

Значение напряжения UH MAX с учетом закона сохранения заряда вычисляется согласно выражению UH MAX=(1,73UO-UH MAX) [CH/(СИНТ+CH)].

С учетом малости сопротивления открытого тиристора 5 (и 6), обычно менее 0,1 Ом, процесс перезаряда интегрирующих конденсаторов 7 и 8 происходит весьма быстро (см. рис.3з и 3и), за малую часть четверти периода сетевого напряжения, то есть указанная на рис.3и длительность перезаряда Δt<<T/4.

Подзаряд последовательно включенных первого 7 и второго 8 интегрирующих конденсаторов происходит с двойной частотой 2f сетевого напряжения, то есть через каждые 10 мс, в течение которых напряжение на активной нагрузке изменяется по экспоненциальному закону от UH MAX до UH MIN=UH MAXexp(-T/RnСИНТ). Среднее значение действующего в активной нагрузке 9 напряжения UСРЕДН (рис.3к) легко определяется интегрированием UH(t) по интервалу времени T/2:

U С Р Е Д Н = ( 2 / T ) 0 T / 2 U H ( t ) d t = ( 2 U H M A X / T ) 0 T / 2 exp [ t / ( R H C И Н Т / 2 ) ] d t

Для нормальной работы активной нагрузки 9 при номинальном напряжении 220 В необходимо, чтобы среднее значение напряжения было равно UСРЕДН=220 В. Это задается соответствующим выбором величин накопительных конденсаторов 3 и 4 и интегрирующих конденсаторов 7 и 8 при учете величины сопротивления активной нагрузки 9, равного RH и определяемого величиной рассеиваемой в ней мощности PH=UСРЕДН2/RH.

При заданной мощности PH в активной нагрузке 9 величина ее сопротивления легко находится из выражения RH=UСРЕДН2/PH. Например, при PH=5 кВт и UСРЕДН=220 В получаем RH=220×220/5000=9,68 Ом.

Обратимся теперь к рассмотрению энергетики схемы. Нетрудно понять, что половинная мощность, передаваемая каждой из двух цепей в активную нагрузку 9, определяется выражением PH/2=CH(1,73UO-UH MAX)2f/2, откуда ясно, что полная мощность в активной нагрузке 9 равна PH=CH(1,73UO-UH MAX)2f=CH {1,73UO-(l,73UO-UH MAX)[CH/(СИНТ+CH)]}2f, то есть вычисляется достаточно сложным образом. В первом приближении, если заменить значения UH MIN и UH MAX на известное среднее значение UСРЕДН условно полагая, что напряжение в активной нагрузке во времени не изменяется, то выражение для мощности PH упрощается и имеет вид:

PH≈CH (1,73UO- UСРЕДН/2)2f, откуда, в первом приближении, находится величина емкости накопительных конденсаторов 3 и 4 согласно выражению CH≈PH/(1,73UO- UСРЕДН/2)2f, в котором в его правой части стоят все известные величины. Так для указанного выше примера при PH=5 кВт, UO=380 В, UСРЕДН =220 В и f=50 Гц имеем CH≈=5000/(536-110)2·50=100/4262=0,000551 Ф=551 мкФ.

Трансформация напряжения на интегрирующих конденсаторах 7 и 8 подчиняется условию: {[1,73UO-(UСРЕДН/2)]/(UСРЕДН/2)}2=(CH+CИНТ)/CH. Левая часть этого равенства определяется как (426/110)2=3,8732=15. Следовательно, при ранее указанном выборе CH=551 мкФ для величины емкости интегрирующих конденсаторов 7 и 8 получим значение СИНТ=(15-1)CH=14·551=7714 мкФ.

Итак, в первом приближении, для обеспечения мощности 5 кВт в стандартной активной нагрузке, рассчитанной на работу при действующем напряжении 220 В, емкости 3 и 4, а также 7 и 8 должны быть выбраны как: CH≈550 мкФ и СИНТ≈7700 мкФ. Для экономии объема, занимаемого интегрирующими конденсаторами, последние могут быть электролитическими, имеющими большую удельную емкость на единицу объема. Более точно эти значения устанавливаются с учетом изменения напряжения UH(t) за интервал времени Т/2=10 мс. Для выбранного значения емкости интегрирующих конденсаторов 7 и 8 и определенной величине сопротивления активной нагрузки 9 находим постоянную времени τ=RHСИНТ/2=9,68·7700·10-6/2=37,3·10-3с=37,3 мс. Отсюда можно найти относительное изменение напряжения UH(t) в интервале времени Т/2 из выражения exp(-T/2τ)=ехр(-10/2·37,3)=ехр(-0,134)=0,874. Следовательно, относительно среднего значения напряжения UСРЕДН=220 В напряжение UH(t) изменяется в относительно небольших пределах, в первом приближении, от UH MAX=220(1+0,063)=234 В до UH MAX=220(1-0,063)=206 В, что вполне допустимо при использовании нагревательных приборов, например ТЭНов. Аналогичная картина по относительной вариации напряжения UH(t) будет иметь место и во всех других вариантах использования заявляемого устройства по мощности в активной нагрузке, поскольку снижение величины сопротивления активной нагрузки при повышении мощности в ней вызывает необходимость в увеличении емкости интегрирующих конденсаторов 7 и 8, так что постоянная времени т практически не изменяется.

Накопительные конденсаторы 3 и 4 должны иметь рабочее напряжение не менее 600 В, допускать работу в импульсном режиме.

Кратко опишем работу блока управления тиристорами.

Резисторы 12-14 образуют делитель напряжения фаз Ф1 и Ф2 и их суммирование, в результате чего образуется переменное напряжение с амплитудой 3…5 В и начальной фазой, связанной по времени с максимумами напряжения U12=380 В для фаз Ф1 и Ф2, то есть с моментами открытия соответствующих тиристоров 5 и 6. Это напряжение подается на вход компаратора 15, на выходе которого образуется логический уровень в виде меандровых импульсов со скважностью, равной двум, и длительностью T/2 (рис.3г). Логический уровень применительно к микросхемам транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), например, серии К155 с напряжением питания +5 В, используется при работе инвертора 16 (рис.3д) - микросхемы «Не» (типа К155ЛН1). Фронты этих импульсов (рис.3г и 3д) используются для формирования импульсов запуска одновибраторов с усилителями мощности 19 и 20 с помощью дифференцирующих цепей 17 и 18. Импульсы среза отрицательной полярности на выходах дифференцирующих цепей в работе участия не принимают. Оконечные каскады усилителей мощности элементов 19 и 20 должны обеспечивать надежное открытие соответствующих силовых тиристоров 5 и 6. Трансформаторы 21 и 22 обеспечивают развязку по управлению этими тиристорами, что необходимо, поскольку управляемые переходы тиристоров находятся под разными потенциалами в схеме. Эти трансформаторы должны иметь хорошую изоляцию их вторичных обмоток с пробивным напряжением не менее 1 кВ, а магнитопроводы трансформаторов 21 и 22 могут быть ферритовыми. Импульсы запуска тиристоров имеют длительность (возможно, регулируемую) порядка 2...4 мс с частотой следования 50 Гц. Вторичный источник питания 23 может вырабатывать напряжение +5 В и +30 В (последнее используется при работе усилителей мощности в элементах 19 и 20).

Устройство защиты (УЗ) 11 состоит из последовательно включенных разгрузочного реле малой мощности и стабилитрона, открываемого при напряжении на интегрирующих конденсаторах 7 и 8, превышающем некоторую величину, определяющую аварийную ситуацию. Так, электролитические конденсаторы 7 и 8, рассчитанные на работу при напряжении 110 в каждом (в сумме это напряжение равно 220 В), могут иметь номинал рабочего напряжения 150 В. Аварийная ситуация может возникнуть при обрыве цепи питания активной нагрузки 9 (например, при перегорании ТЭНа). Тогда напряжение на конденсаторах 7 и 8 будет резко возрастать, превышая уровень рабочего напряжения 150 В, что грозит гибелью этих конденсаторов. При выборе защитного стабилитрона в УЗ на напряжение порядка 300 В или несколько ниже аварии можно избежать отключением всего устройства от трехфазной сети с помощью автоматического выключателя (на схеме не указан), управляемого от разгрузочного реле УЗ. Поэтому использование УЗ в таких схемах следует признать обязательным.

На основе заявляемого устройства может быть создан теплоэнергетический комплекс (рис.4), в котором используются три рассмотренных выше устройства, подключенных к трем разным парам фаз трехфазной сети 380 В - U12, U23 и U31. При этом все три фазы одинаково нагружаются (без «перекоса» фаз). В выше рассмотренном примере это дает полную мощность в трех одинаковых активных нагрузках в 15 кВт. Одновременно в комплекс может входить электронасос, перекачивающий в котельной подогретую воду в отопительную систему потребителя. Поскольку насос при этом снабжается мощным трехфазным электродвигателем, имеющим cos φ<1, из-за индуктивного характера нагрузки, то в сочетании с заявленным устройством происходит определенная компенсация реактивных потерь, так как заявляемое устройство имеет существенную реактивную составляющую емкостного типа.

Анализ показывает, что при работе заявляемого устройства реактивная составляющая потребляемой энергии составляет около 75% от полной потребляемой энергии, и она конвертируется в активную нагрузку. Действительно, интеграл от квадрата переменного напряжения u12(t)=U12sin(2πft). отнесенный к величине сопротивления активной нагрузки, за половину периода T вчетверо больше интеграла от произведения u12(t) на ток заряда накопительного конденсатора за тот же промежуток времени Т/2:

( U 12 2 / R H ) 0 T / 2 sin ( 2 π f t ) 2 d t = 4 U 12 0 T / 2 sin ( 2 π f t ) i C d t

где iC(dt) - текущее значение тока заряда накопительного конденсатора. Так, при t=T/4 ток в активном сопротивлении является максимальным и равным U12/RH, а ток заряда накопительного конденсатора в этот же момент времени равен нулю, так как конденсатор полагается заряженным к этому моменту времени полностью. Во вторую четверть периода ток в активном сопротивлении также присутствует, а тока заряда накопительного конденсатора нет совсем.

При этом прибор учета электроэнергии 24 (рис.4), работающий на учет активной составляющей энергии, будет производить учет только лишь 25% от израсходованной энергии и потребленной активной нагрузкой 9 в условиях конвертирования реактивной составляющей энергии в чисто активную. Это приводит к неправильному учету электроэнергии и вызывает необходимость использования для учета электроэнергии электросчетчиков ПОЛНОЙ энергии или двух последовательно включенных электросчетчиков активной и реактивной энергии. В противном случае данная схема позволяет оплачивать поставщику только 25% от всей израсходованной и принятой от него электроэнергии.

Заявляемое устройство целесообразно использовать при построении котельных в экологически чистых зонах (курортах, больницах), где сжигание твердого топлива (каменного угля, дров) сопровождается выделением вредного дыма и ядовитых осадков. Работу таких котельных можно полностью автоматизировать регулированием потребной температуры воды и ее напора, создаваемого электронасосами,

Кроме оборудования экологически чистых котельных практически без обслуживающего персонала, такое устройство может быть использовано для электропечей на кухнях, особенно при большой потребной производительности приготовления пищи (в столовых различного вида производств, в больших ресторанах и т.д.).

С развитием промышленного изготовления гибридных автомобилей данное устройство может быть успешно применено для поднаряда аккумуляторных батарей таких электромобилей.

Представляет интерес применение заявляемого устройства для электропитания мощных бесколлекторных двигателей постоянного тока [2-4], разработанных автором для установки на гибридные автомобили, которые обладают высокой надежностью и долговечностью работы, а также для целей электролиза, например, при производстве алюминия.

Литература

1. Меньших О.Ф. Устройство конвертирования активной нагрузки. Патент РФ №2446538, опубл. в бюлл. №9 от 27.03.2012.

2. Меньших О.Ф. Бесколлекторный двигатель постоянного тока. Патент РФ №2391761, опубл. в бюлл. №16 от 10.06.2010.

3. Меньших О.Ф. Электрический двигатель постоянного тока. Заявка на изобретение №2011132781/07 (048320) с приоритетом от 03.08.2011.

4. Меньших О.Ф. Модуль электротранспорта. Заявка на изобретение №2011153471/07 (080413) с приоритетом от 26.12.2011.

1. Трехфазный емкостный преобразователь для электропитания активной нагрузки, содержащий две группы из последовательно соединенных диода и накопительного конденсатора и две группы из последовательно включенных тиристора и интегрирующего конденсатора, включенных параллельно к соответствующим накопительным конденсаторам, отличающийся тем, что две группы из последовательно включенных диода и накопительного конденсатора подключены к двум фазам трехфазной электрической сети по схеме удвоения напряжения (схеме Латура), интегрирующие конденсаторы групп из последовательно соединенных тиристора и интегрирующего конденсатора включены между собой последовательно и параллельно активной нагрузке и устройству защиты, а управляющие электроды тиристоров связаны с блоком управления тиристорами, входы которого подключены к трехфазной сети.

2. Трехфазный емкостный преобразователь для электропитания активной нагрузки по п.1, содержащий блок управления тиристорами, включающий подключенный к одноименным фазам электросети, питающим основное устройство, резисторный сумматор-делитель напряжения, включенный к входу компаратора, выход компаратора соединен с входами двух управляющих цепей, первая из которых состоит из последовательно связанных инвертора, первой дифференцирующей цепи, первого одновибратора запускающих импульсов с усилителем мощности и первого выходного трансформатора, а вторая - из последовательно связанных второй дифференцирующей цепи, второго одновибратора запускающих импульсов с усилителем мощности и второго выходного трансформатора.

3. Трехфазный емкостный преобразователь для электропитания активной нагрузки по п.1, содержащее устройство защиты от перенапряжения электролитических интегрирующих конденсаторов при аварийном обрыве цепи активной нагрузки, выполненное из последовательно включенных разгрузочного реле, отключающего автоматический выключатель сети, и стабилитрона, отпираемого при аварийном увеличении напряжения на последовательно соединенных интегрирующих конденсаторах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для регулирования и или стабилизации однофазного или трехфазного напряжения содержит исполнительный элемент, выполненный в виде двух последовательно включенных понижающего и повышающего трансформаторов, а также блок управления.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам для питания электротехнических устройств. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве зависимого, т.е. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам питания радиоэлектронной аппаратуры, и может быть использовано для стабилизации и регулирования переменного напряжения, построения преобразователей и стабилизаторов переменного напряжения с широким диапазоном входного напряжения и повышенными требованиями к форме выходного напряжения и точности стабилизации.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи мощности на нагрузку. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования или стабилизации напряжения силовых и преобразовательных трансформаторов, в частности для питания индивидуальных потребителей в сетях с нестабильными параметрами.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для симметрирования многофазных и однофазных нагрузок с изменяющимися во времени параметрами. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам регулирования переменного напряжения, причем таким, у которых величина выходного напряжения значительно - в 1,5 раза и более - отличается от входного.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в сельской местности и пригородных садоводствах, электроснабжение которых осуществляется от трансформаторных подстанций (ТП) с достаточно протяженными воздушными линиями электропередачи, к концу которых сетевое напряжение недопустимо снижается, что нарушает качество предоставляемой услуги энергосбытовыми организациями. Технический результат - повышение уровня напряжения. Устройство состоит из параллельно подключенных к проводникам сети двух мостовых схем с разным направлением проводимости соответственно для положительных и отрицательных полупериодов переменного напряжения электросети, каждая из которых включает две цепи из последовательно связанных электролитического конденсатора и силового транзистора, причем свободные выводы конденсаторов первой и второй ветви каждой мостовой схемы включены соответственно к фазному и нулевому проводникам электросети, в диагоналях мостовых схем включены тиристоры, обеспечивающие последовательное включение конденсаторов каждой из мостовых схем к проводникам электросети во второй и четвертой четвертях периодов переменного напряжения соответственно для первой и второй мостовых схем, а управление работой транзисторов и тиристоров по заданному алгоритму осуществлено блоком управления транзисторами и тиристорами. 2 з.п. ф-лы, 9 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 области электротехники и содержит трехфазный трехстержневой трансформатор, обмотки которого соединены встречно в зигзаг. Свободные выводы первых обмоток подключены к входным зажимам, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую нулевую точку для подключения однофазных нагрузок. В две фазы обмоток трёхстержневого трансформатора введены вольтодобавочные обмотки, обеспечивающие повышение или понижение напряжения питающей сети соответствующих фаз и выводы которых соединены с автоматическим переключателем фаз. Автоматический переключатель фаз соединен также с входным выводом первичной обмотки третьей фазы, а также с нулевым выводом первичных обмоток, включенных в зигзаг и выходными зажимами нормализатора. 1 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.

Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятий относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использован для стабилизации напряжения питания потребителей трансформаторных подстанций промышленных и агропромышленных предприятий, предусматривающих подключение электронагревателей для дополнительного обогрева помещений, нагрева воды и т.п., а также объектов мясомолочной и пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара. Стабилизатор трехфазного напряжения содержит вольтодобавочный трансформатор и два трехфазных ключа с общей системой управления. Первичные обмотки силовых трансформаторов основной и вспомогательной подстанций предприятия подключены к сети через первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора, вторичные обмотки силовых трансформаторов этих подстанций подключены к потребителям предприятия, а вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора одними выводами подключена к дополнительному электронагревателю и к первому трехфазному ключу, а другими к вторичной обмотке силового трансформатора вспомогательной подстанции, предназначенной для собственных нужд предприятия, к которой также подключен основной электронагреватель. Дополнительный электронагреватель выполнен из двух последовательно соединенных электронагревательных элементов, к точкам соединения которых подключен второй трехфазный ключ, а система управления выполнена с возможностью формирования управляющих импульсов для первого и второго трехфазных ключей и поочередного регулирования их длительности от периода коммутации до нуля, причем сначала у первого ключа при изменении сигнала управления от максимального положительного значения до нуля, а затем у второго ключа при изменении сигнала управления от нуля до максимального отрицательного значения, при этом сигнал управления поступает на систему управления с входа датчика отклонения выходного напряжения основной подстанции, питающей наиболее ответственные потребители предприятия. Технический результат от решения поставленной задачи заключается в рациональном энергопотреблении вследствие улучшения качества напряжения и тока на входе и выходе трансформаторных подстанций и снижения в связи с этим потерь, а также улучшении формы напряжения питания потребителей и повышении точности и быстродействия поддержания его на заданном уровне вследствие существенного уменьшения глубины модуляции добавочного напряжения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах распределения переменного тока. Технический результат состоит в повышении эффективности за счет снижения потребления индуктивных и емкостных нагрузок и фильтрации помех и скачков переходных процессов. Многообмоточный дроссель для стабилизатора питания цепи переменного тока содержит магнитный сердечник с первым, вторым и третьим магнитными стержнями, параллельными друг другу. Первая обмотка намотана на первый магнитный стержень и заканчивается первым и вторыми выводами на соответствующих концах. Вторая обмотка намотана на второй магнитный стержень и заканчивается первым и вторыми выводами на соответствующих концах. Третья обмотка намотана на третий магнитный стержень и заканчивается первым и вторыми выводами на соответствующих концах. Четвертая обмотка сформирована из ближайшего ко второму выводу участка первой обмотки. Четвертая обмотка намотана на наружной части второго вывода третьей обмотки. Пятая обмотка сформирована из ближайшего ко второму выводу участка третьей обмотки. Пятая обмотка намотана на наружной части второго вывода первой обмотки. В стабилизаторе питания цепи переменного тока использован один или нескольких таких дросселей. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство, обеспечивающее электромагнитную совместимость работы электрооборудования с регулируемым магнитным потоком, содержит Ш-образный сердечник с намотанными на него катушками возбуждения, вольтодобавки и управления. Обмотки возбуждения W11 и W12 имеют одинаковое число витков и включены встречно-последовательно. Катушки вольтодобавки W21 и W22 соединены последовательно с нагрузкой такой полярностью, что одна из них работает для повышения, а другая для понижения напряжения на нагрузке. Обмотки управления W31 и W32 соединены через тиристорные пары таким образом, что W31+W32=W3=const. Технический результат - расширение диапазона регулирования. 1 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым регуляторам 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 том числе в бортовых системах электроснабжения автономных объектов, а также в устройствах плавного пуска двигателей переменного напряжения. Трехфазный регулятор напряжения, состоящий из трех основных однофазных конверторов, содержащий ключи переменного тока и высокочастотные трансформаторы со средней точкой, ключи переменного тока подключены к концам первичной и вторичной обмоток высокочастотного трансформатора, в него дополнительно введены входные "Г-образные" LC-фильтры, дополнительные однофазные конверторы, выполненные идентично основным однофазным конверторам, включенные своими выходами последовательно в каждую фазу трехфазного регулятора между выходом основного однофазного конвертора и фазой нагрузки, входы основных однофазных конверторов включены между общей точкой соединения в звезду конденсаторов входных "Г-образных" LC-фильтров и выходом входного "Г-образного" LC-фильтра соответствующей фазы, а входы каждого дополнительного однофазного конвертора включены между выходами входных "Г-образных" LC-фильтров двух других фаз. Технический результат - трехфазный регулятор напряжения может обеспечить входной ток с любым фазовым соотношением по отношению к входному напряжению, а следовательно, и любое значение входного коэффициента мощности, в том числе и единичный, независимо от коэффициента мощности нагрузки, кроме того, обеспечивается более высокая эффективность использования трансформатора по типовой мощности и пониженное обратное напряжение на ключах. Кроме того, в рассмотренной системе регулирования напряжения имеется возможность повышения напряжения на его выходе по сравнению с напряжением на входе, что используется для регулирования и стабилизации напряжения на нагрузке на номинальном уровне при снижении входного напряжения ниже номинального. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в многокаскадных высоковольтных преобразователях частоты, фазы которых состоят из группы последовательно соединенных силовых преобразовательных ячеек. Технический результат - уменьшение колебаний электроэнергии, потребляемой преобразователем из сети при изменениях его нагрузки. В каждой фазе преобразователя частоты последовательно соединены однофазные ячейки (1-5), входы которых подключены к вторичным обмоткам многообмоточного силового трансформатора (6). Каждая однофазная ячейка содержит управляемый выпрямитель (7), инвертор (8) напряжения с широтно-импульсной модуляцией и блок управления (12). Выход инвертора (8) шунтирован первым коммутатором (9). В каждой фазе преобразователя часть однофазных ячеек снабжена накопителем электроэнергии (10), который через второй коммутатор (11) подключен к выходу выпрямителя (7). Блок управления (12) каждой однофазной ячейки, снабженной накопителем (10), выполнен с возможностью перевода этой ячейки в режим накопления энергии и в режим выдачи накопленной энергии. В первом из этих режимов выпрямитель (7) и коммутаторы (9) и (11) включены, а инвертор (8) выключен. Во втором режиме выпрямитель (7) и коммутатор (9) выключены, коммутатор (11) включен, инвертор (8) включен и работает. 2 ил.
Наверх