Устройство передачи n-фазной системы напряжений по двухпроводной сети


 


Владельцы патента RU 2543500:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский экономический университет имени В.Г. Плеханова" (ФГБОУ ВПО "РЭУ им. Г.В. Плеханова") (RU)

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет передачи n-фазного напряжения по двухпроводной сети. Устройство передачи n-фазной системы напряжений по двухпроводной сети, содержащее нагрузку 13i (i=1…n), нулевой провод С0-С0вых, подключенный к нулевой точке многофазной системы ЭДС по схеме «звезда», первую группу ключей 9i (i=1…n), n входов 8i (i=1…n) фаз многофазной системы ЭДС, каждая из которых подсоединена к первому входу одноименного ключа 9i (i=1…n) первой группы, дополнительно включены вторая группа ключей 12i (i=1…n), генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, схема сравнения 4, регистр 5, дешифратор 6, первые формирователи сигналов 7i (i=1…n), группа элементов задержки 10i (i=1…n), вторые формирователи сигналов 11i (i=1…n), выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 15 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 6 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, а выход - к второму входу счетчика 3, вход регистра 5 подсоединен к входу 14 устройства, выходы дешифратора 6 подсоединены к входам одноименных первых формирователей сигналов 7i (i=1…n) и через одноименные элементы задержки 10i (i=1…n) к входам одноименных вторых формирователей сигналов 11i (i=1…n), выходы первых формирователей сигналов 7i (i=1…n) подсоединены к управляющим входам ключей 9i (i=1…n) первой группы, выход каждого из которых подсоединен к входной линии передачи С1, выход которой подсоединен к выходной линии передач С1вых, выход которой подсоединен к первым входам второй группы ключей 12i (i=1…n), управляющий вход каждого из которых подсоединен к выходу одноименных вторых формирователей сигналов 11i (i=1…n), а выход - к нагрузке 13i (i=1…n). 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей за счет передачи n-фазного напряжения по двухпроводной сети.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Устройство в своем составе содержит: генератор тактовых импульсов 1, логический элемент И 2; счетчик числа фаз 3, схему сравнения 4, регистр 5, дешифратор 6, формирователи управляющих сигналов 7i (i=1…n, n - число фаз в сети), фазы многофазного источника синусоидального ЭДС 8i (i=1…n), управляемые симисторы 9i (i=1…n), элементы задержки 10i (i=1…n), формирователи управляющих сигналов 11i (i=1…n, n - число фаз в сети), управляемые симисторы 12i (i=1…n), фазы многофазной нагрузки сети 13i (i=1…n), входы 14 и 15, линию передачи сигналов с полюсами С1-С0 на входе и С1вых-С0вых на выходе линии 20 вместе со связями.

Известные устройства для передачи напряжений [1] не позволяют передавать n-фазное напряжение по двухпроводной сети.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство [1], содержащее нагрузку 13i (i=1…n), нулевой провод С0-С0вых, подключенный к нулевой точке многофазной системы ЭДС по схеме «звезда», первую группу ключей 9i (i=1…n), n входов 8i (i=1…n) фаз многофазной системы ЭДС, каждая из которых подсоединена к первому входу одноименного ключа 9i (i=1…n) первой группы.

Недостатком данного устройства является невозможность передачи n-фазного напряжения по двухпроводной сети.

Задача изобретения - создать устройство, обеспечивающее возможность передачи n-фазного напряжения по двухпроводной сети.

Сущность изобретения состоит в том, что в известное устройство [1], содержащее нагрузку 13i (i=1…n), нулевой провод С0-С0вых, подключенный к нулевой точке многофазной системы ЭДС по схеме «звезда», первую группу ключей 9i (i=1…n), n входов 8i (i=1…n) фаз многофазной системы ЭДС, каждая из которых подсоединена к первому входу одноименного ключа 9i (i=1…n) первой группы, дополнительно включены вторая группа ключей 12i (i=1…n), генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, схема сравнения 4, регистр 5, дешифратор 6, первые формирователи сигналов 7i (i=1…n), группа элементов задержки 10i (i=1…n), вторые формирователи сигналов 11i (i=1…n), выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 15 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 6 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, а выход - к второму входу счетчика 3, вход регистра 5 подсоединен к входу 14 устройства, выходы дешифратора 6 подсоединены к входам одноименных первых формирователей сигналов 7i (i=1…n) и через одноименные элементы задержки 10i (i=1…n) к входам одноименных вторых формирователей сигналов 11i (i=1…n), выходы первых формирователей сигналов 7i (i=1…n) подсоединены к управляющим входам ключей 9i (i=1…n) первой группы, выход каждого из которых подсоединен к входной линии передачи С1, выход которой подсоединен к выходной линии передач С1вых, выход которой подсоединен к первым входам второй группы ключей 12i (i=1…n), управляющий вход каждого из которых подсоединен к выходу одноименных вторых формирователей сигналов 11i (i=1…n), а выход - к нагрузке 13i (i=1…n).

Проведенный поиск в известной научно-технической литературе не выявил наличие подобных технических решений.

Новизна предлагаемого устройства заключается в том, что новое техническое устройство отличается от прототипа тем, что дополнительно в него введены вторая группа ключей 12i (i=1…n), генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, схема сравнения 4, регистр 5, дешифратор 6, первые формирователи сигналов 7i (i=1…n), группа элементов задержки 10i (i=1…n), вторые формирователи сигналов 11i (i=1…n), выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 15 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 6 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, а выход - к второму входу счетчика 3, вход регистра 5 подсоединен к входу 14 устройства, выходы дешифратора 6 подсоединены к входам одноименных первых формирователей сигналов 7i (i=1…n) и через одноименные элементы задержки 10i (i=1…n) к входам одноименных вторых формирователей сигналов 11i (i=1…n), выходы первых формирователей сигналов 7i (i=1…n) подсоединены к управляющим входам ключей 9i (i=1…n) первой группы, выход каждого из которых подсоединен к входной линии передачи С1, выход которой подсоединен к выходной линии передач С1вых, выход которой подсоединен к первым входам второй группы ключей 12i (i=1…n), управляющий вход каждого из которых подсоединен к выходу одноименных вторых формирователей сигналов 11i (i=1…n), а выход - к нагрузке 13i (i=1…n).

Изобретательский уровень достигается тем, что ввод соответствующих элементов в известный прототип вместе со связями позволяет решить новую техническую задачу, решение которой в известных компьютерах и в литературе в настоящее время не отражено. Предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности за счет передачи n-фазного напряжения по двухпроводной сети.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже (фиг.1) представлена структурная схема предлагаемого устройства, где на фиг.1 где представлены: генератор тактовых импульсов 1, логический элемент И 2; счетчик числа фаз 3, схема сравнения 4, регистр 5, дешифратор 6, формирователи управляющих сигналов 7i (i=1…n, n - число фаз в сети), фазы многофазного источника синусоидального ЭДС 8i (i=1…n), управляемые ключи (симисторы) 9i (i=1…n), элементы задержки 10i (i=1…n), формирователи управляющих сигналов 11i (i=1…n, n - число фаз в сети), управляемые ключи (симисторы) 12i (i=1…n), фазы многофазной нагрузки сети 13i (i=1…n), входы 14 и 15, линия передачи сигналов с полюсами С1-С0 на входе и С1вых-С0вых на выходе линии.

Точка С0 подключена к нулевой точке многофазной системы ЭДС, включенной по схеме «звезда». Точка С0вых подключена к нулевой точке многофазной нагрузки, включенной также по схеме «звезда».

Симистор 9i (i=1…n) в каждой фазе является управляемым силовым ключом, коммутирующим сигналы произвольной (положительной или отрицательной) полярности. Он включается последовательно в цепь для передачи импульса сигнала фазы положительной или отрицательной полярности длительностью ∇t от многофазного источника 8i в линию С10, а симистор 12i (i=1…n) коммутирует сигнал на выходе линии для последующей передачи импульсов в нагрузку 13i.

Частота генератора 1 задается таким образом, чтобы появление очередного сигнала на его выходе соответствовало суммарной задержке сигнала элементами И 2, счетчика 3, дешифратора 6 и формирователя управляющего сигнала 7i.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на регистре 5 по входу 14 записан код числа фаз n. К входам 8i симисторов 9 подключены соответствующие фазы источников напряжения ei (i=1…n). На счетчике 3 хранится код нуля (вход сброса в ноль на счетчик 3 на фиг.1 не показан).

Работа устройства начинается после подачи пускового сигнала по входу 15 логического элемента И 2, после чего импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 1 через открытый элемент И 2 начинают поступать на вход счетчика 3. Код с выхода счетчика 3 поступает на вход дешифратора 6, на выходе которого появляется единичный сигнал только на одном из n его выходов. Единичный сигнал на i-м (i=1…n) выходе дешифратора 6 подается на вход одноименного формирователя сигнала 7i, выход которого подсоединен к управляющему электроду симистора 9i, который работает в режиме ключа. Симистор 9i в свою очередь обеспечивает передачу входного напряжения i-й фазы в линию передачи С1.

Одновременно сигнал с i-го (i=1…n) выхода дешифратора 6 поступает на вход элемента задержки 10i, с выхода которого через элемент 11i сформированный сигнал поступает на управляющий электрод симистора 12i.

Элемент задержки 10i обеспечивает задержку сигнала на время срабатывания элементов 7i и 9i. Таким образом сигнал одноименной фазы ui (i=1…n) длительностью ∇t передается на i-ю фазу нагрузки 13i (i=1…n). Очередной сигнал на эту же фазу поступит через интервал времени T=∇t*n.

При достижении счетчиком 3 числа n на выходе схемы сравнения 4 появляется единичный сигнал, который сбрасывает счетчик 3 в нулевое состояние, после чего цикл передачи импульсов сигналов фаз в линию передачи С1-С0 повторяется.

Источники информации

1. Патент №2400914, кл. H02M 5/16, 2010.

Устройство передачи n-фазной системы напряжений по двухпроводной сети, содержащее нагрузку 13i(i=1…n), нулевой провод С0-С0вых, подключенный к нулевой точке многофазной системы ЭДС по схеме «звезда», первую группу ключей 9i(i=1…n), n входов 8i(i=1…n) фаз многофазной системы ЭДС, каждая из которых подсоединена к первому входу одноименного ключа 9i(i=1…n) первой группы, отличающееся тем, что в него дополнительно включены вторая группа ключей 12i(i=1…n), генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, схема сравнения 4, регистр 5, дешифратор 6, первые формирователи сигналов 7i(i=1…n), группа элементов задержки 10i(i=1…n), вторые формирователи сигналов 11i(i=1…n), выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 15 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 6 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, а выход - к второму входу счетчика 3, вход регистра 5 подсоединен к входу 14 устройства, выходы дешифратора 6 подсоединены к входам одноименных первых формирователей сигналов 7i(i=1…n) и через одноименные элементы задержки 10i(i=1…n) к входам одноименных вторых формирователей сигналов 11i(i=1…n), выходы первых формирователей сигналов 7i(i=1…n) подсоединены к управляющим входам ключей 9i(i=1…n) первой группы, выход каждого из которых подсоединен к входной линии передачи С1, выход которой подсоединен к выходной линии передач С1вых, выход которой подсоединен к первым входам второй группы ключей 12i(i=1…n), управляющий вход каждого из которых подсоединен к выходу одноименных вторых формирователей сигналов 11i(i=1…n), а выход - к нагрузке 13i(i=1…n).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при конструировании высоковольтных малогабаритных выпрямителей для электропитания мощной радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока для летательных аппаратов.

Изобретение относится к устройствам широкополосного преобразования частоты, ведомых сетью, и может быть использовано в электроприводе для управления скоростью асинхронных электродвигателей.

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано для непосредственного преобразования трехфазного переменного напряжения в переменное, регулируемое по величине и частоте.

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в электроприводах переменного тока, управляемых оптоэлектронными изоляторами, и источниках вторичного электропитания.

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано для безтрансформаторного непосредственного преобразования трехфазного переменного напряжения в переменное, регулируемое по величине и частоте.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления трехфазным статическим преобразователем при несимметричной нагрузке, входящим в состав автономной системы генерирования электрической энергии, системы бесперебойного электропитания, системы электроснабжения и др.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах электровозов с асинхронными электродвигателями при питании от сетей переменного или постоянного тока, что свойственно для протяженных скоростных магистралей, имеющих участки сети переменного и постоянного тока.

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения. Регулятор может быть использован как стабилизатор трехфазного переменного напряжения, безтрансформаторное устройство повышения переменного напряжения, регулируемый источник стабильного переменного напряжения и как устройство плавного пуска асинхронных двигателей. Регулятор содержит на входе реактор, включенный в источник питания, причем в него введены в каждую фазу по одному конденсатору, который параллельно соединен с источником питания со своим реактором, также введены два трехфазных диодных моста и два транзистора, вход первого трехфазного диодного моста соединен с одним концом цепи, состоящей из источника питания, конденсатора и реактора, а к выходу первого диодного моста подсоединен первый транзистор, при этом другой конец цепи соединен с вторым трехфазным диодным мостом, к выходу которого подсоединен второй транзистор, также к входу этого трехфазного диодного моста подсоединена нагрузка, состоящая из последовательно соединенных реактора и активного сопротивления. Технический результат - обеспечивает регулирование и повышение напряжения без использования трансформатора сетевого напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким, а входной ток имеет к тому же опережающий характер по отношению к входному напряжению. Технический результат заключается в создании регулятора переменного напряжения с широким диапазоном регулирования. Для этого предлагаемый регулятор переменного напряжения содержит в каждой фазе реакторы, включенные последовательно с источником питания и нагрузкой, два трехфазных диодных выпрямительных моста, две группы накопительных конденсаторов, включенные последовательно соответственно первой и второй группой между точками соединения реакторов с выводами нагрузки и выводами переменного тока обоих трехфазных диодных выпрямительных мостов, а к выводам постоянного тока каждого диодного выпрямительного моста подключены в проводящем направлении транзисторы. 2 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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропривода с пониженной частотой вращения, а также в установках депарафинизации нефтяных скважин. Техническим результатом является увеличение надежности за счет отсутствия разрыва тока в силовой цепи, повышение качества выходного напряжения и повышение электромагнитной совместимости устройства с питающей сетью. В преобразователе частоты используется способ управления многофазным реверсивным мостом, подключенным к вторичной круговой обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, где система импульсно-фазового управления обеспечивает нарастающую задержку сигналов управления ключами, коммутирующими отводы круговой обмотки, относительно фазы питающей сети. Коммутация производится между парами отводов, в момент равенства их ЭДС, что в результате обеспечивает понижение частоты основной гармоники выходного напряжения и отсутствие разрыва кривой тока при коммутации отводов круговой обмотки. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропривода с пониженной частотой вращения, а также в установках депарафинизации нефтяных скважин. Техническим результатом является увеличение надежности за счет отсутствия разрыва тока в силовой цепи, повышение качества выходного напряжения и повышение электромагнитной совместимости устройства с питающей сетью. В преобразователе частоты используется способ управления многофазным реверсивным мостом, подключенным к вторичной круговой обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, где система импульсно-фазового управления обеспечивает нарастающую задержку сигналов управления ключами, коммутирующими отводы круговой обмотки, относительно фазы питающей сети. Коммутация производится между парами отводов, в момент равенства их ЭДС, что в результате обеспечивает понижение частоты основной гармоники выходного напряжения и отсутствие разрыва кривой тока при коммутации отводов круговой обмотки. 3 ил.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и обеспечивает технический результат - возможность повышения эффективности процесса преобразования частоты, расширение функциональных возможностей, области использования и - уменьшения массогабаритных показателей частотного привода. Частотный электропривод содержит входные зажимы A, B, C для подключения питающей трехфазной сети, коммутирующие элементы и асинхронный электродвигатель, включающий ротор, окруженный статором, содержащим трехфазные обмотки. Трехфазные обмотки выполнены с возможностью обеспечения совместно с соответствующими им коммутирующими элементами модулирования параметров электроэнергии трехфазного переменного тока питающей сети. В варианте выполнения статор имеет три одинаково выполненных части, которые расположены последовательно вдоль короткозамкнутого ротора. Каждая из частей статора включает две трехфазные обмотки. В каждой из частей начальные выводы фазных обмоток одной трехфазной обмотки и концы фазных обмоток другой трехфазной обмотки подключены к соответствующим входным зажимам A, B и C, а другие выводы каждой из трехфазных обмоток подключены к соответствующему этой трехфазной обмотке коммутирующему элементу. В варианте выполнения коммутирующий элемент выполнен в виде трехфазного диодного моста с электронным ключом в цепи постоянного тока. Фазные обмотки трехфазных обмоток одной части статора последовательно подключены соответственно к входным зажимам A, B, C, а фазные обмотки трехфазных обмоток других частей статора последовательно подключены соответственно к входным зажимам B, C, A и C, A, B. 5 з.п. ф-лы, 5 илл.

Изобретение относится к области электротехники и обеспечивает технический результат - возможность повышения эффективности процесса преобразования частоты, расширения функциональных возможностей и области использования преобразователя. Преобразователь частоты содержит входные зажимы A, B, C для подключения питающей сети, выходные зажимы для подключения трехфазной нагрузки, три одинаково выполненных трехфазных трансформатора (ТТ), каждый из которых включает первую и вторую входные и выходную трехфазные обмотки (ТО). Начальные выводы фазных обмоток первой входной ТО и концы фазных обмоток второй входной ТО подключены к соответствующим входным зажимам A, B и C, а другие выводы каждой из входных ТО подключены к соответствующему этой обмотке коммутирующему элементу в виде трехфазного диодного моста с электронным ключом в цепи постоянного тока. Фазные обмотки входных ТО одного ТТ последовательно подключены к входным зажимам A, B, C, а фазные обмотки входных ТО двух других ТТ последовательно подключены соответственно к входным зажимам B, C, A и C, A, B. Одноименные фазные обмотки выходных ТО упомянутых трехфазных трансформаторов соединены последовательно в три ветви, которые объединены в схему звезда и образуют трехфазный выход. 4 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания, а также в телекоммуникационном оборудовании для электропитания энергоемких устройств с повышенными требованиями к электромагнитной совместимости. Достигаемый технический результат - уменьшение потерь энергии и улучшение показателей электромагнитной совместимости в условиях изменения нагрузки и регулировки выходного напряжения. Ключевой преобразователь напряжения содержит фазоимпульсный преобразователь, ключевой усилитель мощности, состоящий из четырех полевых транзисторов, включенных попарно в первую и вторую полумостовые схемы, четыре блокировочных конденсатора, трансформатор, три дросселя, выходной выпрямитель и фильтр нижних частот. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в осветительной установке. Техническим результатом является повышение качества регулирования яркости и снижение мощности потерь. Электрическое установочное устройство (1) скрытой проводки содержит систему управления для регулировки желательной яркости осветительной установки (18), приборную вставку (13) скрытой проводки, имеющую несущее кольцо (14), насаживаемый на нее орган (16) управления, защитную рамку (17). Приборная вставка (13) скрытой проводки содержит блок (2) соединительных клемм для подключения фазного провода (L) сети переменного напряжения и нагрузочного провода (L'), подводимого к осветительной установке (18). Осветительная установка (18) с другой стороны соединена с нулевым проводом (N) сети переменного напряжения. Орган (9) управления имеет элемент (9) регулировки для задания желательной яркости. Система управления выполнена в виде высокочастотного генератора широтно-импульсной модуляции, который через LC-фильтр (3) подключен к блоку (2) соединительных клемм и управляется микроконтроллером (8). Элемент (9) регулировки нагружает микроконтроллер (8), устанавливая отношение импульс/пауза высокочастотного тактирования сетевого переменного напряжения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх