RU192343U1 - Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения - Google Patents

Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения Download PDF

Info

Publication number
RU192343U1
RU192343U1 RU2019120204U RU2019120204U RU192343U1 RU 192343 U1 RU192343 U1 RU 192343U1 RU 2019120204 U RU2019120204 U RU 2019120204U RU 2019120204 U RU2019120204 U RU 2019120204U RU 192343 U1 RU192343 U1 RU 192343U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
comparator
shifting device
control
output
Prior art date
Application number
RU2019120204U
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Александрович Асабин
Елена Николаевна Соснина
Алексей Александрович Кралин
Рустам Шамилевич Бедретдинов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2019120204U priority Critical patent/RU192343U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU192343U1 publication Critical patent/RU192343U1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
    • G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
    • G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P13/06—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by tap-changing; by rearranging interconnections of windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Решение 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.Решаемая задача - повышение качества электроэнергии.Технический результат - повышение быстродействия и линеаризация регулировочной характеристики тиристорного регулятора напряжения.Этот технический результат достигается тем, что устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения, содержащее формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с питающей сетью, а выходы - с двумя входами независимого фазосмещающего устройства, состоящего из генератора пилообразного напряжения и компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов управления тиристорами высшей ступени регулирования, а входы элементов «И» которого подключены к выходу зависимого фазосмещающего устройства, содержащего компаратор, инверсный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения независимого фазосмещающего устройства, дополнено запоминающим устройством для дискретных значений углов регулирования и блоком мультиплексора, выходы которых соединены со входами компаратора независимого фазосмещающего устройства и компаратора зависимого фазосмещающего устройства, из схемы которого исключен инвертирующий усилитель. Быстродействие и линеаризация достигается за счет того, что нелинейная регулировочная характеристика тиристорного регулятора вольтодобавочного напряжения делится на n равные ступени, величина которых определяется требуемой точностью регулирования, формируя при этом n равные уровни напряжения, которым соответствуют углы управления α, количество которых составляет n. При переключении с одного уровня напряжения на другой отсутствует необходимость плавного последовательного прохождения всех промежуточных углов регулирования. При этом регулирование осуществляется дискретно, равными ступенями по линейному закону.

Description

Решение 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.
Известен способ двухзонного управления регулятором напряжения трансформатора, содержащего тиристорные коммутаторы переменного тока высшей и низшей ступеней регулирования, подключенные к регулировочным отводам обмотки трансформатора, в котором регулирование напряжения выполняется путем импульсно-фазового управления тиристорами в соответствии со знаками тока и напряжения (патент США №3619765 кл. 324-43.5, опубл. 1971.). При этом переключения на повышение напряжения выполняются в интервалах совпадения знаков тока и напряжения, а переключения на понижение напряжения выполняются в интервалах несовпадения знаков тока и напряжения.
Недостатком данного способа является низкая надежность при работе трансформатора на холостом ходу или на многофазный выпрямитель. В режиме холостого хода нагрузочная составляющая тока тиристоров равна нулю. При работе на многофазный выпрямитель, потребляемый из сети ток, имеет прерывистую форму и точное определение знака тока также представляет существенные трудности, обусловленные ограниченной чувствительностью датчика тока нагрузки. Это приводит к нарушению работоспособности регулятора.
Наиболее близким к техническому решению по технической сущности является устройство управления тиристорным регулятором напряжения, содержащим тиристорные коммутаторы переменного тока высшей и низшей ступени регулирования, формирователь синхроимпульсов, независимое и зависимое фазосмещающие устройства. Для уменьшения выходного напряжения в первую очередь с помощью независимого фазосмещающего устройства увеличивают угол переключения на повышение напряжения от 0 до π при значении угла переключения на понижение напряжения, равном π. В этом случае выполняется эффективное регулирование напряжения в интервалах совпадения знаков напряжения и тока. Во вторую очередь с помощью зависимого фазосмещающего устройства уменьшают значение угла переключения на понижение напряжения от π до 0 при значении угла переключения на повышение напряжения, равном π. В этом случае выполняется эффективное регулирование напряжения в интервалах несовпадения знаков напряжения и тока. Увеличение выходного напряжения регулятора выполняется в обратной последовательности. При таком двухзонном поочередном регулировании диапазон изменения выходного напряжения независимо от характера нагрузки определяется напряжением регулировочной обмотки трансформатора. Для реализации устройства управления не требуется применения датчика тока нагрузки. Следовательно, регулировочные свойства сохраняются и в режиме холостого хода трансформатора (патент на полезную модель RU №88486 U1 МПК H02P 13/06 (2006/01), опубл. 10.11.2009, бюл. №31).
Недостатком данного устройства управления является низкое быстродействие и нелинейность регулировочной характеристики тиристорного регулятора напряжения. Это обусловлено тем, что напряжение регулируется таким образом, что при переходе с одной ступени регулирования на другую необходимо плавно последовательно пройти все промежуточные углы регулирования, при этом закон регулирования является нелинейным.
Решаемая задача - повышение качества электроэнергии.
Технический результат - повышение быстродействия и линеаризация регулировочной характеристики тиристорного регулятора напряжения.
Этот технический результат достигается тем, что устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения, содержащее формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с питающей сетью, а выходы - с двумя входами независимого фазосмещающего устройства, состоящего из генератора пилообразного напряжения и компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов управления тиристорами высшей ступени регулирования, а входы элементов «И» которого подключены к выходу зависимого фазосмещающего устройства, содержащего компаратор, инверсный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения независимого фазосмещающего устройства, дополнено запоминающим устройством для дискретных значений углов регулирования и блоком мультиплексора, выходы которых соединены со входами компаратора независимого фазосмещающего устройства и компаратора зависимого фазосмещающего устройства, из схемы которого исключен инвертирующий усилитель. Быстродействие и линеаризация достигается за счет того, что нелинейная регулировочная характеристика тиристорного регулятора вольтодобавочного напряжения делится на n равные ступени, величина которых определяется требуемой точностью регулирования, формируя при этом n равные уровни напряжения, которым соответствуют углы управления α, количество которых составляет n. При переключении с одного уровня напряжения на другой отсутствует необходимость плавного последовательного прохождения всех промежуточных углов регулирования. При этом регулирование осуществляется дискретно равными ступенями по линейному закону.
Функциональная схема устройства управления регулятором вольтодобавочного напряжения трансформатора показана на фиг. 1. Она включает силовую часть тиристорного регулятора и систему управления. Силовая часть содержит:
- тиристорный коммутатор переменного тока низшей ступени регулирования, выполненный из двух встречно-параллельно включенных тиристоров 1 и 2;
- тиристорный коммутатор высшей ступени регулирования, выполненный на тиристорах 3 и 4;
- автотрансформатор 5 с регулировочной 6 и сетевой 7 обмотками;
- нагрузку 8.
Система управления содержит:
- формирователь синхроимпульсов 9, соединенный входом с питающей сетью и состоящий из датчика 10 нулевых значений напряжения и RS-триггера 11;
- независимое фазосмещающее устройство (НФСУ) 12, два входа которого соединены с выходами датчика 10 формирователя синхроимпульсов 9, и содержащее генератор пилообразного напряжения (ГПН) 13 с компаратором 14;
- зависимое фазосмещающее устройство (ЗФСУ) 15, содержащее компаратор 16, инверсный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 13 независимого фазосмещающего устройства 12;
- формирователь импульсов 17 управления тиристорами высшей ступени регулирования, выполненный на двух логических элементах «И-НЕ» 18, 19 и двух элементах «И» 20, 21, объединенные входы которых соединены с выходом компаратора 16 ЗФСУ;
- инверторы 22, 23 для формирования импульсов управления тиристорами низшей ступени регулирования;
- запоминающее устройство для дискретных углов регулирования 24;
- мультиплексор 25, два выхода которого соединены с входами компаратора 14 НФСУ 12 и компаратора 16 ЗФСУ 15.
Рассмотрим работу устройства управления в режимах уменьшения и увеличения величины выходного напряжения регулятора (фиг. 2). Исходно задается требуемый номер режима N, в зависимости от которого на выходе мультиплексора формируется строго определенная комбинация углов переключения α1 и α2, определяющие уровень напряжения на выходе тиристорного регулятора вольтодобавочного напряжения. При увеличении дискретным способом значения угла α1 от 0° до 180° и α2=180°=const, на выходе мультиплексора происходит формирование сигнала αв, который поступает на вход компаратора НФСУ, что приводит к уменьшению величины выходного напряжения путем регулирования напряжения в интервалах совпадения знаков тока и напряжения нагрузки. При уменьшении дискретным способом значения угла α2 от 180° до 0° и α1=180°=const, на выходе мультиплексора происходит формирование сигнала αн, который поступает на вход компаратора ЗФСУ. Это приводит к дальнейшему уменьшению величины выходного напряжения путем регулирования напряжения в интервалах несовпадения знаков тока и напряжения нагрузки. Для повышения величины выходного напряжения регулятора изменение углов переключения α1 и α2 производится в обратной последовательности.
Быстродействие регулятора достигается за счет дискретного способа изменения номера режима, что позволяет задавать требуемую комбинацию углов переключения α1 и α2, минуя промежуточные режимы. Кроме того, при переключении между соседними уровнями напряжения происходит изменение выходного напряжения на величину одной ступени регулирования, которая выбирается с учетом требуемой точности регулирования. Это позволяет линеаризовать регулировочную характеристику тиристорного регулятора вольтодобавочного напряжения.
Сравнение заявленной полезной модели с прототипом позволило установить, что оно отличается от последнего исключением инвертирующего усилителя из схемы зависимого фазосмещающего устройства, а также наличием запоминающего устройства для дискретных значений углов регулирования и блока мультиплексора взамен источника напряжения управления, а, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявленной полезной модели с другими известными решениями в данной области техники показало, что идентичные признаки, отличающие заявленную полезную модель от прототипа, обеспечивают получение нового технического результата, и поэтому это техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Применение заявленного полезной модели в энергетике для регулирования или стабилизации напряжения силовых и преобразовательных трансформаторов, в частности для питания индивидуальных потребителей в сетях с нестабильными параметрами обеспечивает соответствие критерию «промышленная применимость».

Claims (1)

  1. Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения, содержащее формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с питающей сетью, а выходы – с двумя входами независимого фазосмещающего устройства, состоящего из генератора пилообразного напряжения и компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов управления тиристорами высшей ступени регулирования, а входы элементов «И» которого подключены к выходу зависимого фазосмещающего устройства, содержащего компаратор, инверсный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения независимого фазосмещающего устройства, отличающееся тем, что оно дополнено запоминающим устройством для дискретных значений углов регулирования и блоком мультиплексора, выходы которых соединены со входами компаратора независимого фазосмещающего устройства и компаратора зависимого фазосмещающего устройства, из схемы которого исключен инвертирующий усилитель.
RU2019120204U 2019-06-28 2019-06-28 Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения RU192343U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120204U RU192343U1 (ru) 2019-06-28 2019-06-28 Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120204U RU192343U1 (ru) 2019-06-28 2019-06-28 Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192343U1 true RU192343U1 (ru) 2019-09-13

Family

ID=67990255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120204U RU192343U1 (ru) 2019-06-28 2019-06-28 Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192343U1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619765A (en) * 1970-06-24 1971-11-09 Westinghouse Electric Corp Electrical control apparatus using direction of current and power flow to gate switching devices
SU1132336A1 (ru) * 1983-04-11 1984-12-30 Производственное Объединение "Уралэлектротяжмаш" Им.В.И.Ленина Способ управлени регул тором напр жени трансформатора под нагрузкой и устройство дл его осуществлени
RU88486U1 (ru) * 2009-06-22 2009-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева Устройство управления тиристорным регулятором напряжения

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619765A (en) * 1970-06-24 1971-11-09 Westinghouse Electric Corp Electrical control apparatus using direction of current and power flow to gate switching devices
SU1132336A1 (ru) * 1983-04-11 1984-12-30 Производственное Объединение "Уралэлектротяжмаш" Им.В.И.Ленина Способ управлени регул тором напр жени трансформатора под нагрузкой и устройство дл его осуществлени
RU88486U1 (ru) * 2009-06-22 2009-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева Устройство управления тиристорным регулятором напряжения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016125292A1 (ja) Ｄｃ－ｄｃコンバータ、電力変換装置、発電システムおよびｄｃ－ｄｃ変換方法
US10601343B1 (en) Power conversion system with PWM carrier transition smoothing and autotuning
JP2012501156A5 (ru)
JP2017060303A (ja) 電源装置
RU2606643C1 (ru) Способ управления автономным асинхронным генератором
RU192343U1 (ru) Устройство управления тиристорным регулятором вольтодобавочного напряжения
KR100695979B1 (ko) 인버터제어식 발전기
RU88486U1 (ru) Устройство управления тиристорным регулятором напряжения
JP5774449B2 (ja) 制御電流源を備える電力変換装置
EP2953252B1 (en) Systems and methods for controlling active rectifiers
KR101393928B1 (ko) Dc-dc컨버터의 제어시스템 및 제어방법
CN103607104A (zh) 一种正弦波调制电路及调制方法
Zigirkas et al. Voltage control of single-phase induction motors using asymmetrical PWM and fuzzy logic
RU151665U1 (ru) Асинхронизированный синхронный генератор
RU2361264C2 (ru) Способ регулирования напряжения переменного тока
Tigade et al. Implementation of v/f adjustable speed drive for induction motor using dspace ds1104
RU2398342C1 (ru) Способ управления тиристорным регулятором напряжения трансформатора
CN210669884U (zh) 电路配置
RU132282U1 (ru) Устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором
Shabbir et al. Reduction of settling time and minimization of transient overshoot of a buck converter
WO2017145242A1 (ja) コンバータ回路、インバータ回路および空気調和機の電力変換装置
RU2402867C1 (ru) Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное с векторной широтно-импульсной модуляцией
RU2396690C1 (ru) Способ управления четырёхквадрантным преобразователем с формированием модулирующего сигнала
RU180843U1 (ru) Устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором
RU2680146C1 (ru) Регулятор переменного напряжения

Legal Events

Date Code Title Description
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200303

Effective date: 20200303