NO321594B1 - Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last - Google Patents
Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last Download PDFInfo
- Publication number
- NO321594B1 NO321594B1 NO20042527A NO20042527A NO321594B1 NO 321594 B1 NO321594 B1 NO 321594B1 NO 20042527 A NO20042527 A NO 20042527A NO 20042527 A NO20042527 A NO 20042527A NO 321594 B1 NO321594 B1 NO 321594B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- control
- magnetic
- core
- magnetic field
- resistive load
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 51
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 48
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 23
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 208000003028 Stuttering Diseases 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
Teknisk område
Den foreliggende oppfinnelsen angår et kraftforsyningsstyringssystem og en fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resi stiv last. Her skal begrepet "resistiv last" tolkes som en ren resistiv last eller en last med dominerende resistive elementer. Den resistive lasten kan også omfatte en motspenning.
Kjent teknikk
Kraftforsyninger for store laster utføres i dag ved hjelp av transformatorer og likeretterkretser. Likeretterstyring utføres i dag, som et eksempel, med anvendelsen av tyristorer i ulike konfigurasjoner, f.eks. konfigurasjoner med sekspulset brokobling, sekspulset stjernekobling eller i dobbel trepulset stjernekobling med sugespole, avhengig av strømbehovet på DC-siden. Disse likeretterne har enkelte ulemper, blant annet støygenerering til spenningen på DC-siden, spenningsforstyrrelser ved det felles koblingspunktet, hakking på linjen og strømforstyrrelser. Slike likerettere kan ha en kompleks struktur, og ekstra transformatorer, spoler og filterel em enter kan behøves for enkelte applikasjoner.
US 4618921 viser et kraftforsyningssystem for forsyning av en laststrøm til en last omfattende en seriekoblet krets med en styrt likeretter, en bryter og en kondensator. Likeretteren styres slik at når en første spenning er større enn eller lik en bestemt verdi så opererer den i avkoblingsmodus, mens når spenningen er under den bestemte verdien så opererer den i en strømstyirngsmodus. Denne publikasjonen viser et eksempel på styring av en stor strøm til en last, hvor responstiden må være rask og hvor forstyrrelser på strømforsyningsnettet skal unngås. Styringssystemet styrer styrbare likerettere for styring av strømmen til en last basert på målinger av strømmen gjennom lasten. Kraftforsyningssystemet elters omfatter en AC-Hnje og en transformator.
US 5939965 viser en induktiv komponent med varierbare magnetiske egenskaper, hvor elektroder er anbrakt på den magnetiske kjernen, og hvor et elektrisk felt blir påtrykket den magnetiske kjernen gjennom elektrodene.
US 45210859 viser en induktiv anordning omfattende en magnetisk kjerne og viklinger for å produsere to eller tre hovedsakelig ortogonale magnetiske felter i kjernen.
US 2716736 viser en metningsreaktor hvor reluktansen til kjernematerialet kan endres ved å endre likestrømmen som strømmer i en metningsvikling. Anvendelsesområdet som nevnes er komplekse kretser slik som i forbindelse med brannkontrollutstyr.
US 2333015 viser en anordning med varierbar reaktans med en magnetisk kjerne med en eller flere spoler koblet i serie med en last og en styringsspole for å styre den magnetiske tettheten i spolen. Anordningen er spesielt passende for kobling mellom en jordleder og nøytralpunktet hos en transformator for undertrykkelse av jordstrømmer som skyldes tilfeldige utladninger langs kraftledningen tilkoblet transformatoren. Jordstrømmen kan her anvendes som styringsstrøm til styringsspolen.
De ovennevnte publikasjonene angir ulike anordninger hvor permeabiliteten hos en kjerne kan styres. Ingen av disse publikasjonene angir at anordningene kan anvendes til styring av inngangsspenningen hos en likeretteranordning eller at de kan brukes i et kraftforsyningssystem for en variabel resistiv last.
Det er ønskelig å oppnå et forbedret kraftforsyningsstyringssystem og en fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last.
Oppfinnelsen er basert på en magnetisk påvirkbar strøm- eller spenningsreguleringsanordning som beskrevet i PCT/NOO1/00217 og kretselement som beskrevet i PCT/NO02/00435, som herved innlemmes ved referanse.
Sammendrag av oppfinnelsen
Den foreliggende oppfinnelsen er relatert til en fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last, hvor kraftforsyningssystemet omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning for kobling til en kraftkilde og en likeretteranordning serielt koblet til den resistive lasten, hvor systemet videre omfatter en målings- og/eller estimeringsenhet, en prosesseringsenhet og en inngangsverdienhet, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten ved hjelp av inngangsverdi enheten; - måling/estimering av en verdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten ved hjelp av målings- og/eller estimeringsenheten og - utledning av et styringssignal for den magnetiske styrings- og transformatoranordningen ved hjelp av prosesseringsenheten, basert på de målte/estimerte verdiene og referanseverdier for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den videre omfatter: - styring av den effektive permeabiliteten hos en kjerne i den magnetiske styrings- og transformatoranordningen ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten, for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten endres mot referanseverdiene, hvor reguleringen av den effektive permeabliteten tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et magnetisk felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen, hvor det magnetiske feltet tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.
Den foreliggende oppfinnelsen er også relatert til et kraftforsyningsstyringssystem med variabel resistiv last, hvor systemet omfatter en magnetisk styrings- og
transformatoranordning for kobling til en kraftkilde og en likeretteranordning serielt koblet til den resistive lasten, hvor systemet videre omfatter en inngangsverdi enhet for setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten, en målings- og/eller estimeringsenhet for måling/estimering av spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten og en prosesseringsenhet koblet til inngangsverdienheten og målings- og/eller estimeringsenheten, hvor prosesseringsenheten er tilpasset til å tilveiebringe et styringssignal til den magnetiske styrings- og transformatoranordningen basert på beregninger av de målte/estimerte verdiene og referanseverdiene for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten. Systemet er kjennetegnet ved at prosesseringsenheten er tilpasset til å styre den effektive permeabiliteten i den magnetiske styrings- og/eller transformatoranordningen, for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten endres mot referanseverdiene, hvor reguleringen av den effektive permeabiliteten omfatter tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et magnetisk felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen, hvor det magnetiske feltet tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.
I en foretrukket utførelsesform økes eller minskes den effektive permeabiliteten hos den magnetiske kjernen for å oppnå en endring i inngangsspenningen hos likeretteranordningen, noe som fører til en endring i spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten mot referanseverdiene.
I en foretrukket utførelsesform, omfatter den magnetiske styrings- og transformatoranordningen en magnetisk styringsanordning og en transformatoranordning, hvor den magnetiske styringsanordningen er en styrt reaktor omfattende en kjerne av magnetiserbart materiale, en hovedvikling viklet rundt kjernen og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og en styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til hovedviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten hos kjernen.
I en foretrukket utførelsesform er den magnetiske styrings- og transformatoranordningen en styrt transformator omfattende minst to kjerner av magnetiserbart materiale, en primærvikling viklet rundt kjernene og en sekundærvikling viklet rundt én av kjernene og tilpasset for å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og minst én styringsvikling viklet rundt kjernen som er ikke-parallell i forhold til primær- og sekundærviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett til hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten til kjernen.
I en foretrukket utførelsesform er inngangsverdi enheten integrert med prosesseringsenheten.
Detaljert beskrivelse
Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser en aluminiumssmelteovn omfattende et kraftforsyningsstyringssystem; Fig. 2 viser et blokkdiagram av kraftforsyningsstyringssystemet i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 3a viser en forenklet skisse av den magnetiske styrings- og kontrollanordningen i den første utførelsesform av kraftforsyningsstyringssystemet; Fig. 3b viser en forenklet skisse av den magnetiske styrings- og transformatoranordningen i en andre utførelsesform av kraftforsyningsstyringssystemet; Fig. 3 c viser en forenklet skisse av den magnetiske styrings- og transformatoranordningen i en tredje utførelsesform av kraftforsyningssystemet; Fig. 4 viser en forenklet skisse av en magnetisk styringsanordning (styrt reaktortype); Fig. 5 viser en forenklet skisse av en magnetisk styringsanordning (styrt transformatortype); Fig. 6 viser en utførelsesform av den magnetiske styringsanordningen i fig. 5; og
Fig. 7 viser kjernene hos den magnetiske styringsanordningen i fig. 6.
Den foreliggende oppfinnelsen kan fordelaktig anvendes som et kraftforsyningsstyringssystem 1 for en aluminiumssmelteovn eller elektrolytisk celle i et smelteverk som vist i fig. 1. Smelteverket i fig. 1 omfatter et flertall elektrolytiske celler eller aluminiumssmelteovner 4, 7. Et kraftforsyningsstyringssystem 1 forsyner en første gruppe elektrolyttceller 4. En tyristorbooster 3 forsyner en andre gruppe av elektrolytiske celler 7. Smelteverket omfatter videre et antall elektrolyttceller 6, hvor kraftforsyningssystemet/-systemene som forsyner disse cellene 6 er ikke vist for enkelhets skyld. Smelteverket omfatter videre systemstyringssenter 8 for overvåking og styring av aluminiumssmelteovnsprosessene og kraftforsyningssystemene 1,3.
Hvert kraftforsyningsstyringssystem 1, 3 er forsynt med elektrisk kraft fra en hovedledningsforsyning 2 med en typisk spenning på 6 eller 12 kV. Kraftforsyningsstyringssystemene 1, 3 vil typisk transformere den ovenfor nevnte spenningen til en effekt på 40 V og 5000 A DC-strøm, som fordeles til de respektive gruppene av celler 4, 7. En elektrolyttcelle er vanligvis en resistiv last, eller en last med dominante resistive elementer. Elektrolyttcellen kan omfatte en motspenning. Kraftforsyningsstyringssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer generelt med henvisning til fig. 2. En kraftkilde 9 forsyner elektrisk energi til kraftsystemet. Kraftkilden 9 tilsvarer fortrinnsvis hovednettforsyningen 2 i fig. 1, som beskrevet ovenfor. Kraftkilden 9 er koblet til en magnetisk styrings- og transformatoranordning 10, som transformerer den elektriske energien fra et inngangsspenningsnivå til et ønsket utgangsspenningsnivå. Den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 vil bli beskrevet ytterligere i detalj nedenfor. Den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 er koblet til en likeretteranordning 13. Likeretteranordningen 13 er fortrinnsvis en diodelikeretter, men andre typer likeretter kan anvendes. Til slutt er likeretteranordningen 13 koblet til en last 14. Lasten 14 tilsvarer til én elektrolyttcelle eller en gruppe av elektrolyttceller 4, 7 i fig. 1.
Som vist i fig. 2 omfatter kraftforsyningsstyringssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen videre en målings-/estimeringsenhet 15, en prosesseirngsenhet 16 og en inngangsverdienhet 17 (fig. 2). Målings-/estimeringsenheten 15 måler eller estimerer en verdi som representerer spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14. Målings-/estimeringsenheten 15 kan måle spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten 14 direkte, men kan også måle spenningen over og/eller strømmen gjennom den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 eller likeretteranordningen 13 eller andre passende steder.
Inngangsverdienheten 17 tilveiebringer en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14. Referanseverdien er fortrinnsvis et digitalt signal, som settes manuelt eller automatisk, f.eks. basert på ønskelige prosessparametere. Følgelig er inngangsverdienheten 17 fortrinnsvis koblet til det nevnte systemkontrollsenteret S.
Den målte/estimerte verdien konverteres til det digitale signal ved hjelp av en A/D-omformer (ikke vist). Den digitale målte/estimerte verdien og referanseverdien gis inn til prosesseringsenheten 16.
Prosesseringsenheten 16 produserer et styringssignal til den magnetiske styrings-og/eller transformatoranordningen 10 (fig. 2), basert på referanseverdien fra inngangsverdienheten 17 og den målte/estimerte verdien for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14, på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14 endres mot referanseverdien. Styringssignalet konverteres til et analogt signal ved hjelp av en D/A-konverter (ikke vist).
Tre utførelsesformer av den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 vil nå bli beskrevet med henvisning til fig. 3a, 3b og 3c. Her representeres kraftkilden 9 ved en trefase AC-spenning Va, Vb og Vc. Vl er spenningen over lasten 14.
Første oe andre utførelsesform ( fig. 3a og 3b) : reluktansstvrt reaktor I den første utførelsesformen vist i fig. 3a, omfatter den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 en magnetisk styringsanordning 11 koblet til en transformatoranordning 12. Her er den magnetiske styringsanordningen 11 koblet til kraftkilden 9, mens transformatoranordningen 12 er koblet til likeretteranordningen 13.
I den andre utførelsesformen, vist i fig. 3b, omfatter den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 også en magnetisk styringsanordning 11 koblet til en transformatoranordning 12. Her er den magnetiske styringsanordningen 11 koblet til likeretteranordningen 13, mens transformatoranordningen 12 er koblet til kraftkilden 9.
I fig. 3 a og 3b er den magnetiske styringsanordningen 11 representert ved tre styrbare induktorer La, Lb og Lc, henholdsvis én for hver fase. I den følgende beskrivelsen er hver slik styrbar induktor benevnt reluktansstvrt reaktor.
Prinsippet bak en styrt reaktor er vist i fig. 4. Den styrte reaktoren 19 omfatter en kjerne 20 av et magnetiserbart materiale. En hovedvikling 21 er viklet rundt kjernen 20. Hovedviklingen 21 er tilpasset for kobling til kraftkilden 9 og transformatoranordningen 12 i fig. 3a og 3b. En styringsvikling 22 med styringsstrøm Ic er også viklet rundt kjernen 20. Styringsstrømmen Ic reguleres ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten 16, som beskrevet ovenfor.
Hovedviklingen 21 og styringsviklingen 22 er viklet rundt kjernen 20 på en slik måte at fluksen generert av styringsviklingen 22 er ikke-parallell med fluksen generert av hovedviklingen 21, slik at fluksene ikke vil påvirke hverandre vesentlig. Den vesentlige magnetiske koblingen mellom hovedviklingen 21 og styringsviklingen 22 vil oppstå i det magnetiserbare materialet som en endring i den relative permeabiliteten ur. En endring i ur vil forårsake en endring i reaktans og følgelig i induktansen L. I kraftforsyningsstyringssystemet i samsvar med oppfinnelsen tilsvarer induktansen L hos den reluktansstyrte reaktoren (fig. 4) én av de styrbare induktorene La, Lb og Lc i fig. 3 a og 3b.
I utførelsesformene av oppfinnelsen vist i fig. 3a og 3b vil induktansen hos den reluktansstyrte reaktoren bli anvendt til å styre spenningen ut fra den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 hos fig. 3a og 3b.
Tredie utførelsesform ( fig. 3c) : reluktansstvrt transformator
Den tredje utførelsesformen av oppfinnelsen vil bli beskrevet med henvisning til fig. 3c. I fig. 3c er den magnetiske styringsanordningen 11 og transformatoranordningen 12 hos den første og andre utførelsesformen innlemmet i én anordning, henvist til som reluktansstyrt transformator.
Den reluktansstyrte transformatoren omfatter fortrinnsvis to styrbare induktorer, henholdsvis Lai og La2» Lbi og L*2 og Lci og LC2» pr. fase. I fig. 3c er den reluktansstyrte transformatoren koblet som en Y-Y-kobling.
Prinsippet for en reluktansstyrt transformator 29 er vist i fig. 5 og 6. Her omfatter den reluktansstyrte transformatoren en første kjerne 30 og en andre kjerne 31. En primær vikling 32 er viklet rundt kjernene 30, 31 og er tilveiebrakt med en primærspenning Vp. En sekundærvikling 33 er viklet rundt kjernen 30. Spenningen hos sekundærsiden er kalt Vs. Primærviklingen er koblet til kraftkilden 9 og sekundærviklingen er koblet til likeretteranordningen 13 i fig. 3c. Spenningen Vp i fig. 5 tilsvarer spenningen mellom Vc og nøytralpunktet på primærsiden i fig. 3c.
I utførelsesformen vist i fig. 6 og 7 omfatter hver av kjernene 30, 31 to sylindere med et ringformet rom 36, 37 mellom hver av de to sylinderne. Diameteren på kjernen 31 er mindre enn diameteren på kjernen 30, og kjernen 31 er brakt på innsiden av kjernen 30.
Den reluktansstyrte transformatoren omfatter videre to styringsviklinger 34, 35. En første styringsvikling 34 med styringsstrøm Icj er anbrakt i det ringformede rommet 36 mellom de to sylinderne hos kjernen 30, en andre styringsvikling 35 med styringsstrøm IC2 er anbrakt i det ringformede rommet 37 mellom de to sylinderne hos kjernen 31.
Styringsstrømmer produseres av styringssignaler fra prosesseringsenheten 16, som beskrevet ovenfor. En endring i styringsstrømmene vil tilveiebringe en endring i den effektive permeabilitet \ Lu U2 hos de respektive kjernene. Følgelig vil induktansen hos den styrte transformatoren endre seg.
Viklingene 32, 33, sammen med styringsviklingene, tilveiebringer en første fluksbane i kjernen 31 og en andre, felles fluksbane i kjernen 30. Lekkfluks i betydningen til den foreliggende beskrivelse er fluks som ikke er forbundet gjennom begge viklingene, men som er omfattet i en magnetisk bane (lekkfluks i luft er dermed ikke betraktet).
Selv om figuren viser ulike fluksbaner implementert ved hjelp av separate, nærliggende magnetiske elementer eller kjerner, er det mulig å anordne separate elementer eller kjerner anbrakt i det vesentlige separat fra hverandre (så lenge som primær- og/eller sekundærviklingen forbinder felles fluks og lekkfluks), og også kjerner som tilveiebringer en komposittgeometri.
Primærspenningen Vp genererer en fluks i samsvar med Faradays lov, som i utførelsesformen av oppfinnelsen vist i fig. 5 strømmer gjennom to baner. Dersom permeabiliteten og geometriske dimensjoner er identiske for de to banene, fordeles fluksen likt mellom dem på grunn av like reluktanser. Når permeabiliteten hos den felles fluksbanen i kjernen 31 minker, "ser" fluksen en økt reluktans i denne banen, og følgelig strømmer mer fluks i fluksbanen hos kjernene 31. Ettersom den totale fluksen er uendret, forårsaker endringen i permeabilitet hos banen(e) mindre fluks i den felles fluksbanen i kjerne 30 og dermed lavere indusert spenning ved den sekundære terminalen Vs.
I utførelsesformen vist i fig. 5 er fluksbanen i kjerne 31 i det vesentlige kun forbundet ved primærviklingen 32, men det er mulig å tilveiebringe en utførelsesform hvor sekundærviklingen forbindes til den felles fluksen.
Sekundærviklingen 33 er plassert rundt én eller flere av disse kjernene. Siden fluksen nå kan styres mellom kjernene, vil ampere vindingsballansen mellom primærviklingen og sekundærviklingen også være styrbar. Den magnetiske kretsen omfatter derfor parallelle baner som mates fra ampervindingene hos primærviklingen. Siden reluktansene er parallelle, vil induktansen i T-ekvivalenten av transformatoren være i serie med inngangsspenningen og forårsake et induktivt spenningsfall i transformatoren.
I denne utførelsesformen vil induktansen hos den reluktansstyrte transformatoranordningen bli anvendt til å regulere utgangsspenningen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 (blokk merket 11, 12 i fig. 3c).
Blant fordelene som kan oppnås med de tre utførelsesformene i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er at kraftforsyningsstyringssystemet har justerbar DC-spenning hvor støyen unngås sammenlignet med en tilsvarende tyristorlikeretter. Videre er det mulig å implementere diodelikeretting over et stort spenningsområde. Ved å regulere reluktansen på primærsiden kan likeretteren beskyttes mot kortslutning. Til slutt vil de nevnte utførelsesformene ovenfor ha en lav THD (Total Harmonic Distortion) på grunn av serieinduktansen.
Transformatoren hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 kan dimensjoneres for en betraktelig lavere harmonisk last enn med en tyristorlikeretter, siden det vil være mindre harmoniske.
Flere modifikasjoner av oppfinnelsen er mulig innenfor rammen av oppfinnelsen som definert i patentkravene. Fortrinnsvis måles andre parametere slik som temperatur, overstrøm, inngangsspenning, etc. ut fra sikkerhetsgrunner. Spenningen og/eller strømmen mellom den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 og likeretteranordningen 13 kan også måles og konverteres til et inngangssignal til prosesseringsenheten.
Denne reluktansstyrte transformatoren i fig. 3 c kan kobles som en Y-A-kobling eller en A-A-kobling. Videre kan det være én styringsvikling pr. fase istedenfor to.
Claims (1)
1. Fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last (14), hvor kraftforsyningssystemet omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning (10) for kobling til en kraftkilde (9) og en likeretteranordning (13) serielt koblet til den resistive lasten (14), hvor systemet videre omfatter en målings- og/eller estimeringsenhet (15), en prosesseringsenhet (16) og en inngangsverdi enhet (17), hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) ved hjelp av inngangsverdienheten (17); - måling/estimering av en verdi for spenningsfallet over og/eller strøm gjennom den resistive lasten (14) ved hjelp av målings- og/eller estimerings enheten (15); - utledning av et styringssignal for den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) ved hjelp av prosesseringsenheten (16), basert på den målte/estimerte verdien og referanseverdiene for spenningsfallet over og/eller spenningen gjennom den resistive lasten;
karakterisert ved at fremgangsmåten videre omfatter følgende trinn: - styring av den effektive permeabiliteten hos en kjerne i den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten (16), for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13) på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) endres mot referanseverdiene, hvor - reguleringen av den effektive permeabiliteten omfatter tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et magnetisk felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen, og hvor det magnetiske feltet tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, hvor den effektive permeabiliteten til den/de magnetiske kjernen(e) økes eller minkes for å oppnå en endring i inngangsspenningen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10), noe som fører til en endring i spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten mot referanseverdiene.
3. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-2, hvor den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) omfatter en magnetisk styringsanordning (11) og en transformatoranordning (12), og den magnetiske styringsanordningen (11) er en styrt reaktor omfattende en kjerne av magnetiserbart materiale, en hovedvikling viklet rundt kjernen og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og en styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til hovedviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt vesentlig vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten i kjernen.
4. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, hvor den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) er en styrt transformator omfattende minst to kjerner av magnetiserbart materiale, en primærvikling viklet rundt kjernene og en sekundærvikling viklet rundt én av kjernene og tilpasset for å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, minst én styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til primær- og sekundærviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten hos kjernen.
5. Kraftforsyningsstyringssystem med variabel resistiv last (14), hvor systemet (1) omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning (10) for kobling til en kraftkilde (9) og en likeretteranordning (13) serielt koblet til den resistive lasten (14), hvor systemet videre omfatter en inngangsverdi enhet (17) for setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14), en målings- og/eller estimeringsenhet (15) for måling/estimering av spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) og en prosesseringsenhet (16) koblet til inngangsverdienheten (17) og målings- og/eller estimeringsenheten (15), hvor prosesseringsenheten (16) er tilpasset til å tilveiebringe et styringssignal til den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) basert på beregninger av de målte/estimerte verdiene og referanseverdiene for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten,
karakterisert ved at prosesseringsenheten (16) er tilpasset til å styre den effektive permeabiliteten i den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10), for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13) på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) endres mot referanseverdien, hvor reguleringen av den effektive permeabiliteten omfatter tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10), hvor det magnetiske feltet er tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.
6. System i samsvar med krav 5, hvor den effektive permeabiliteten til den (de) magnetiske kjernen(e) økes eller minkes for å oppnå en endring i inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13), noe som fører til en endring i spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten mot referanseverdiene.
7. System i samsvar med et av kravene 5-6, hvor den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) omfatter en magnetisk styringsanordning (11) og en transformatoranordning (12), hvor den magnetiske styringsanordningen (11) er en styrt reaktor omfattende en kjerne av et magnetisk materiale, en hovedvikling viklet rundt kjernen og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og en styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til hovedviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten til kjernen.
8. System i samsvar med et av kravene 5-6, hvor den magnetiske styrings-og transformatoranordningen (10) er en styrt transformator omfattende minst to kjerner av magnetiserbart materiale, en primærvikling viklet rundt kjernene og en sekundær vikling viklet rundt én av kjernene og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og minst én styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til primær- og sekundærviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten til kjernen.
11. System i samsvar med et av kravene 5-8, hvor inngangsverdienheten er integrert med prosesseringsenheten.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20042527A NO321594B1 (no) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last |
| PCT/NO2005/000042 WO2005076293A1 (en) | 2004-02-03 | 2005-02-03 | Power supply control methods and devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20042527A NO321594B1 (no) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20042527D0 NO20042527D0 (no) | 2004-06-16 |
| NO20042527L NO20042527L (no) | 2005-12-19 |
| NO321594B1 true NO321594B1 (no) | 2006-06-06 |
Family
ID=35005936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20042527A NO321594B1 (no) | 2004-02-03 | 2004-06-16 | Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO321594B1 (no) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2333015A (en) * | 1939-11-28 | 1943-10-26 | Gen Electric | Variable reactance device |
| US2716736A (en) * | 1949-12-08 | 1955-08-30 | Harold B Rex | Saturable reactor |
| US4210859A (en) * | 1978-04-18 | 1980-07-01 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Inductive device having orthogonal windings |
| US4618921A (en) * | 1984-08-24 | 1986-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply system and a starting method thereof |
| US5939965A (en) * | 1996-03-18 | 1999-08-17 | Siemens Matsushita Components Gmbh & Co. Kg | Inductive component with variable magnetic performance |
-
2004
- 2004-06-16 NO NO20042527A patent/NO321594B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2333015A (en) * | 1939-11-28 | 1943-10-26 | Gen Electric | Variable reactance device |
| US2716736A (en) * | 1949-12-08 | 1955-08-30 | Harold B Rex | Saturable reactor |
| US4210859A (en) * | 1978-04-18 | 1980-07-01 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Inductive device having orthogonal windings |
| US4618921A (en) * | 1984-08-24 | 1986-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply system and a starting method thereof |
| US5939965A (en) * | 1996-03-18 | 1999-08-17 | Siemens Matsushita Components Gmbh & Co. Kg | Inductive component with variable magnetic performance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20042527D0 (no) | 2004-06-16 |
| NO20042527L (no) | 2005-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8169756B2 (en) | Fault current limiting | |
| AU2018315503B2 (en) | System for generating a power output and corresponding use | |
| US20200153354A1 (en) | Controlling voltage in ac power lines | |
| CN110383657A (zh) | 有源补偿电路和系统 | |
| CA3172503A1 (en) | Current transformer device unit and magnetic induction power supplying device for linearly controlling output power by using the same | |
| KR101925182B1 (ko) | 변류기 기반의 유도형 전원공급 장치 | |
| KR20160112956A (ko) | 유도 가열 시스템 | |
| EP1841035A2 (en) | Fault current limiting | |
| EA036868B1 (ru) | Способ и устройство для съема мощности, предназначенной для запитывания энергопотребляющего оборудования, с проводника, через который проходит переменный электрический ток | |
| KR20120085682A (ko) | 정류를 위한 전기공급장치 | |
| KR20160106500A (ko) | 유도 가열 시스템 | |
| NO321594B1 (no) | Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last | |
| JP7520146B2 (ja) | 能動制御型電力変圧器及びその制御方法 | |
| US20200051738A1 (en) | Current Transformer with Current Branches on Primary Conductor | |
| WO2008026297A1 (fr) | Équilibreur de courant et système de distribution de puissance à basse tension | |
| KR100650608B1 (ko) | 대용량 자동전압 전력 제어 장치 | |
| EA007309B1 (ru) | Система стабилизации напряжения линий электроснабжения | |
| RU2658347C1 (ru) | Устройство для регулирования тока шунтирующего реактора | |
| CN107834577B (zh) | 一种零线电流消除器 | |
| KR102519908B1 (ko) | 변류기를 이용한 전력 공급 장치 | |
| JPH09186025A (ja) | 分流形変圧器ユニット及び単相３線式給電システム | |
| KR100896079B1 (ko) | 에너지 절약형 전력 제어 장치 | |
| NO324270B1 (no) | Autotransformatoranordning med magnetisk luftgap anvendt med magnetisk styrbar induktor | |
| US6215677B1 (en) | Method and an apparatus for current sensing in an AC/DC converter | |
| SU1010695A1 (ru) | Нейтралер |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: AKER PROCESS SYSTEMS AS, NO |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: FJORDS PROCESSING AS, NO |
|
| LIS | Published licence |
Free format text: LISENSKATEGORI IKKE-EKSKLUSIV Name of requester: MAGTECH AS, POSTBOKS 750, 1502 MOSS |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: NOV PROCESS & FLOW TECHNOLOGIES AS, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |