DE2111436C3

DE2111436C3 - Device for supplying alternating current, the size of which does not depend on the load resistance

Info

Publication number: DE2111436C3
Application number: DE19712111436
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Fedotowitsch; Gutterman Kirill Dawidowitsch; Michajlow Wadim Wladimirowitsch; Moskau Il'inskij
Original assignee: Moskowskij Ordena Lenina Energetitscheskij Institut, Moskau
Filing date: 1971-03-10
Publication date: 1976-04-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung as zur Versorgung von elektrischen Anlagen mit Wechselstrom, dessen Größe nicht vom Belastungswiderstand abhängt, wobei für jede Belastungsphase je ein kapazitives und ein induktives Element mit gleich großen Blindwiderständen vorgesehen ist, die mit der Belastung im Stern geschaltet sind und wobei eines der Blindelemente an eine erste Spannungsquelle gelegt ist. Eine solche Einrichtung ist bekannt (US-PS 16 67 087).The invention relates to a device as for supplying electrical systems with alternating current, the size of which does not depend on the load resistance depends, with one capacitive and one inductive element for each load phase equally large reactances are provided, which are connected with the load in the star and where one of the dummy elements is connected to a first voltage source. Such a device is known (US-PS 16 67 087).

Der Belastungsstrom wird bei solchen Einrichtungen durch den Widerstandswert der Blindelemente und die Spannung des Speisenetzes bestimmt und ist nicht von dem Belastungswiderstand abhängig. Falls es hierbei erforderlich ist, den Belastungsstrom nach beliebig vorgegebenen Gesetz zu regeln, ist man gezwungen, entweder die Blindelemente synchron regelbar auszuführen oder zusätzliche Regelelemente vorzusehen, was im ganzen stark den Wirkungsgrad der Einrichtung und ihre Zuverlässigkeit herabsetzt.In such devices, the load current is determined by the resistance value of the reactive elements and determines the voltage of the supply network and is not dependent on the load resistance. If it is necessary here to regulate the load current according to any given law, one is forced to carry out either the dummy elements so that they can be controlled synchronously or additional control elements to provide, which on the whole greatly reduces the efficiency of the device and its reliability.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Versorgung von elektrischen Anlagen mit Wechselstrom, dessen Größe nicht vom Belastungswiderstand abhängt, zu schaffen, die es ermöglicht, den stabilisierten Belastungsstrom stufenlos vom Höchstwert bis auf Null nach einem vorgegebenen Gesetz zu regeln, ohne daß die in der Schaltung vorgesehenen Blindelemente synchron regelbar ausgeführt werden müssen.The invention is based on the object of a device for supplying electrical systems with alternating current, the size of which does not depend on the load resistance, to create it enables the stabilized load current to be steplessly adjusted from the maximum value to zero according to a predetermined value Act to regulate without the reactive elements provided in the circuit being synchronous must be controllable.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten A-t erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Stromkreis des anderen Blindelements eine unabhängig von der ersten Spannungsquelle regelbare weitere Spannungsquelle geschaltet ist.This object is achieved according to the invention in a device of the A-t mentioned at the beginning, that in the circuit of the other dummy element one independent of the first voltage source controllable further voltage source is connected.

Als regelbare Spannungsquelle wird zweckmäßigerweise ein primärseitig an die andere nichtregelbare Spannungsquelle angeschlossener Phasenregler benutzt. As a controllable voltage source, one on the primary side is expediently connected to the other non-controllable Voltage source connected phase regulator used.

Diese Einrichtung gestattet es, den Belastungsstrom nach jedem beliebigen Gesetz vom Höchstwert bis auf Null zu regeln, den Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit der Einrichtung zu erhöhen und kann nicht nur mit dreiphasigen Spannungsquellen, sondem auch mit einphasigen Spannungsquellen unterThis device allows the load current to be determined according to any law of the maximum value to regulate to zero, to increase the efficiency and reliability of the device and can not only with three-phase voltage sources, but also with single-phase voltage sources

bestimmt. Hierin bedeutetdefinitely. Herein means

_v den Spannungsvektor der Quelle 3,
j/ (j_en Spannungsvektor der Quelle 4,
^ _den Blindwiderstandswert der Elemente 1 _un(j 2 _{v is} the voltage vector of source 3,
j / (j _en voltage vector of source 4,
^ _the reactance value of the elements 1 _{un (} j 2

■ j:_e V₀₁₁₁₀IeXe Einheit■ j: _e V ₀₁₁₁₀ IeXe unit

Wie aus der angeführten Formel hervorgeht, genügt es zur Regelung des durch die Anlage fließenden Stromes, entweder die Amplitude oder die Phasenverschiebung der Spannung bei eine der Spannungsquellen gegenüber der Spannung der anderen Quelle oder auch gleichzeitig das eine und das andere zu ändern. Aus dem Verhältnis ist auch ersichtlich, daß die Größe des durch die Anlage fließenden Stromes nicht von den Parametern derselben abhängt, sondern nach jedem beliebig vorgegebenen Gesetz vom Höchstwert bis auf Null geregelt werden kann.As can be seen from the formula given, it is sufficient to regulate the flow through the system Current, either the amplitude or the phase shift of the voltage at one of the voltage sources compared to the voltage of the other source or at the same time one and that change others. From the ratio it can also be seen that the size of the flowing through the plant Current does not depend on the parameters of the same, but on any given one Law can be regulated from the maximum value to zero.

Falls die zu speisende Anlage eine Dreiphasenbelastung darstellt, kann die Einrichtung zu deren Speisung in Dreiphasenvariante verschieden ausgeführt werden (F i g. 2 bis 5). Jedoch besteht in jedem Falle die Einrichtung aus drei induktiven Elementen la, Ib, Ic, drei Kapazitätselementen la, Ib, Ic und zwei Dreiphasenspannungsquellen I und II, die jeweils aus in Stern geschalteten Einphasenquellen 3a, 3b, 3 c und Aa, Ab, Ac bestehen.If the system to be fed represents a three-phase load, the device for feeding it can be designed in a three-phase variant (FIGS. 2 to 5). However, in any case, the device consists of three inductive elements la, Ib, Ic, three capacitance elements la, Ib, Ic, and two three-phase power source I and II, each composed of star-connected Einphasenquellen 3a, 3b, 3 c and Aa, Ab, Ac exist.

Bei der Dreiphasenvariante, deren Schaltung Fig. 2 zeigt, sind die Blindelemente la, Yb, Ic, la, Ib, Ic jeweils zwischen die Klemmen α und A,, b und B₁, c und C₁, α und /I₂, b und B₂, c und C₂ gelegt. Die Dreiphasenbelastung 5a, Sb, Sc ist in Stern geschaltet und an die Klemmen a, b, c gelegt. Der Sternpunkt O ist elektrisch mit den Nullpunkten O₁ und O₂ der Dreiphasenspannungsquellen I und II verbunden. Wie ersichtlich, ist die Schaltung gemäß F i g. 2 eine Gesamtheit von drei der in F i g. 1 gezeigten Schaltungen und ermöglicht den Anschluß an die Nullpunkte der Spannungsquellen.In the three-phase variant, the circuit of which is shown in FIG. 2, the dummy elements la, Yb, Ic, la, Ib, Ic are each between the terminals α and A ,, b and B ₁ , c and C ₁ , α and / I ₂ , b and B ₂ , c and C ₂ placed. The three-phase load 5a, Sb, Sc is connected in star and applied to the terminals a, b, c . The star point O is electrically connected to the zero points O ₁ and O _{2 of} the three-phase voltage sources I and II. As can be seen, the circuit according to FIG. 2 a total of three of the in F i g. 1 and enables connection to the zero points of the voltage sources.

Die in F i g. 3 gezeigte Schaltung unterscheidetThe in F i g. 3 differs from the circuit shown

sich von der in Fig. 2 dadurch, daß bei dieser die der Blindelemente und des Belastungswiderstandesdiffers from that in FIG. 2 in that in this case the dummy elements and the load resistance

Nullpunkte O_x und O₂ nicht mit dem Sternpunkt O gemeinsam.Zero points O _x and O ₂ not in common with the star point O.

der Dreiphasenbelastung elektrisch verbunden sind. Zur Regelung des Stromwertes in den Belastungs-the three-phase load are electrically connected. To regulate the current value in the load

In der Schaltung gemäß Fig.4 sind die Be- widerständen genügt es, entweder die Größe oderIn the circuit according to FIG. 4, it is sufficient either the size or the resistors

lastungswiderstande Sa, Sb, Sc zum Unterschied 5 die Phasenverschiebung des dreiphasigen Spannungs-load resistances Sa, Sb, Sc to the difference 5 the phase shift of the three-phase voltage

von der Schaltung gemäß Fig. 2 jeweils zwischen systems der einen Quelle gegenüber dem Spannungs-of the circuit according to Fig. 2 between systems of the one source versus the voltage

den Punkten α und B₁, b und C₁, c und A₁ geschal- system der anderen Quelle oder auch das eine undthe points α and B ₁ , b and C ₁ , c and A ₁ formwork system of the other source or one and the other

tet. Außer der in Fi g. 4 gezeigten Anschluß-ariante das andere zusammen zu ändern,tet. In addition to the in Fi g. 4 connection variant shown to change the other together,

für die Belastungswiderstände ist es möglich, die Be- Falls nur eine einzige DreiphasenspannungsquelleFor the load resistors, it is possible to use only a single three-phase voltage source

lastung 5 c zwischen den Punkten α und C, (bzw. B₂ io vorliegt, kann als zweite Spannungsquelle beispiels-load 5 c between points α and C, (or B ₂ io is present, can be used as a second voltage source, for example

oder C₂), die Belastung 56 zwischen den Punkten b weise ein Dreiphasendrehtransformator (Phasenreg-or C ₂ ), the load 56 between points b wise a three-phase rotary transformer (phase regulator

und A₁ (bzw. C, oder Λ₂) und die Belastung 5 c zwi- ler) benutzt werden, dessen Primärwicklungen an dasand A ₁ (or C, or Λ ₂ ) and the load 5 c between) are used, whose primary windings are connected to the

sehen den Punkten c und B₁ (bzw. A_s oder B₂) zu Speisenetz und dessen Sekundärwicklungen an diesee points c and B ₁ (or A _s or B ₂ ) to the feed network and its secondary windings to the

schalten. Klemmen, die den Anschlußpunkten der zweitenswitch. Terminals that connect the connection points of the second

Falls eine der Dreiphasenspannungsquellen aus 15 Spannungsquelle bei den in F i g. 2 bis 5 gezeigtenIf one of the three-phase voltage sources from 15 voltage source in the in F i g. 2 to 5 shown

drei potentialmäßig entkoppelten Einphasenquellen Schaltungen entsprechen, gelegt sind. Zur Regelungcorrespond to three potential-wise decoupled single-phase source circuits are laid. Regarding the regulation

besteht, ist eine Schaltung gemäß Fig. 5 realisierbar, des durch die Belastung 5 fließenden Stromes genügtexists, a circuit according to FIG. 5 can be implemented, the current flowing through the load 5 is sufficient

bei der die Elemente la, Ib, Ic jeweils zwischen es, den Transformatordrehwinkel zu ändern,in which the elements la, Ib, Ic each between it to change the transformer rotation angle,

den Punkten α und B₂, b und C₂, c und /i₂ geschal- Fig. 6 zeigt das Prinzipschakbild der Einrichtungthe points α and B ₂ , b and C ₂ , c and / i ₂ formed- Fig. 6 shows the schematic diagram of the device

tet sind. Hier sind die durch das Element la und die ao in Einphasenausführung unter Benutzung einesare tet. Here are the through the element la and the ao in single-phase execution using a

Spannungsquelle Xa, das Element 2 b und die Span- Phasenreglers III als regelbare Spannungsquelle. DasVoltage source Xa, the element 2b and the span phase regulator III as a controllable voltage source. The

nungsquelle 4b, das Element Ic und die Spannungs- induktive Element 1 und das kapazitive Element 2voltage source 4b, the element Ic and the voltage inductive element 1 and the capacitive element 2

quelle 4 c gebildeten Reihenkreise jeweils parallel zu sind mit der Belastung 5, wie auch bei den anderensource 4 c formed series circles are each parallel to the load 5, as with the others

den Belastungswiderständen 5a, Sb, Sc zwischen Schaltungen, in Stern geschaltet. Der durch das EIe-the load resistors 5a, Sb, Sc between circuits, connected in star. Through the egg

den Punkten α und C₂, b und /I₂, c und B₂ geschaltet, as ment 1 und der Belastung 5 gebildete Stromkreisthe points α and C ₂ , b and / I ₂ , c and B ₂ switched, as ment 1 and the load 5 formed circuit

Auf ähnliche Weise können noch viele Ausfüh- liegt parallel zur Wicklung 3 a des Phasenreglers III,In a similar way, many more execution is parallel to the winding 3 a of the phase regulator III,

rungsvarianten der Einrichtung erhalten werden, je- dessen Primärwicklungen 3 a, 3 ft, 3 c in Stern ge-variant of the device can be obtained, each of the primary windings 3 a, 3 ft, 3 c in star

doch ist für alle betrachteten und möglichen Schal- schaltet sind und vom Drehstromnetz A, B, C ge-but is for all considered and possible switches are and from the three-phase network A, B, C

tungen die Sternschaltung jedes Belastungswicisrstan- speist werden. Der aus dem Element 2 und der Bedes mit den induktiven und kapazitiven Elementen, 30 lastung 5 bestehende Kreis ist an die Sekundärwick-the star connection of each load circuit are fed. The one from Element 2 and the Bedes with the inductive and capacitive elements, 30 load 5 existing circuit is to the secondary winding

die gleich große Blindwiderstände haben, sowie der lung 4α des Phasenreglers III gelegt. Zur Regelungwhich have the same reactive resistances, as well as the development 4α of the phase regulator III placed. Regarding the regulation

Anschluß jeder der zwei Spannungsquellen (für jeden des die Anlage speisenden Stromes genügt es, denConnection of each of the two voltage sources (for each of the current feeding the system, it is sufficient to use the

Belastungswiderstand) zwischen den freien Klemmen Drehwinkel θ des Phasenreglers III zu ändern.Load resistance) between the free terminals rotation angle θ of the phase regulator III.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the supply of electrical power Systems with alternating current, the size of which does not depend on the load resistance, whereby for each load phase one capacitive and one inductive element with reactance of the same size is provided, which are connected to the load in the star and where one the dummy element is connected to a first voltage source, characterized in that in the circuit of the other dummy element one independent of the first voltage source ^ gelable further voltage source is switched.

2. Device according to claim 1, characterized by a phase regulator (III) as further independently controllable voltage source, the primary side being connected to the first, non-controllable Voltage source is connected.

Use of uniform elements realized

will. _u λ λ _D

The invention is described below on the basis of the description some exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings, fcs shows

Fig. 1 Schematic diagram of the emphase power supply of a system,. "...,

Fig. 2 to 5 variants of the pnnzip circuit of the three-phase power supply of a system,
6 shows the basic circuit of the single-phase variant of the device according to the invention using a phase regulator as a controllable voltage source.

From Fig. 1 it can be seen that the emphasis variant the device from an inductive element 1 and a capacitive element 2 as well as from there are two single-phase voltage sources 3 and 4. The system to be fed (load 5) is between the common terminals of elements 1 and 2 »0 on the one hand and voltage sources 3 and 4 on the other switched. Elements 1 and 2 have the same reactance values. The one to be fed through Plant flowing electricity is given by the formula