RU2249896C2 - Single-phase instant-power passive component corrector - Google Patents

Single-phase instant-power passive component corrector Download PDF

Info

Publication number
RU2249896C2
RU2249896C2 RU2003116531/09A RU2003116531A RU2249896C2 RU 2249896 C2 RU2249896 C2 RU 2249896C2 RU 2003116531/09 A RU2003116531/09 A RU 2003116531/09A RU 2003116531 A RU2003116531 A RU 2003116531A RU 2249896 C2 RU2249896 C2 RU 2249896C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
compensator
signal
network
inductor
Prior art date
Application number
RU2003116531/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003116531A (en
Inventor
М.А. Боровиков (RU)
М.А. Боровиков
М.В. Петрова (RU)
М.В. Петрова
Original Assignee
Ульяновский государственный технический университет
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 Ульяновский государственный технический университет filed Critical Ульяновский государственный технический университет
Priority to RU2003116531/09A priority Critical patent/RU2249896C2/en
Publication of RU2003116531A publication Critical patent/RU2003116531A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2249896C2 publication Critical patent/RU2249896C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Abstract

FIELD: electrical engineering; correction of instant-power passive components associated with characteristics features of load.
SUBSTANCE: proposed corrector uses circuit arrangement of single-phase voltage inverter in the form of transistor bridge incorporating inverted diodes with storage capacitor connected across two diagonally opposite dc terminals and two diagonally opposite ac terminals connected through choke to supply mains in parallel with load; choke has sectionalized coil, that is it is made of two sections with output lead in-between; corrector is provided with newly introduced switch built around two thyristors and used to connect one section of choke coil during discharge of storage capacitor and both sections during its charge.
EFFECT: enlarged adjustment range of instant-power passive components; enhanced reliability of corrector.
1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, области устройств, повышающих эффективность потребления электроэнергии, в частности устройств компенсации реактивной мощности и мощности искажения, которые в некоторых источниках называют “пассивными составляющими мгновенной мощности” [1].The present invention relates to electrical engineering, the field of devices that increase the efficiency of energy consumption, in particular reactive power and distortion power compensation devices, which in some sources are called “passive components of instantaneous power” [1].

Наиболее распространенными устройствами компенсации являются батареи конденсаторов, подключаемые параллельно нагрузке и обеспечивающие требуемые нагрузкой пассивные составляющие мгновенной мощности на месте потребления, без загрузки сети соответствующей составляющей тока. Недостатки таких устройств связаны с требованиями регулирования величины емкости конденсаторной батареи.The most common compensation devices are capacitor banks, connected in parallel with the load and providing the passive components of instantaneous power required by the load at the place of consumption, without loading the network with the corresponding current component. The disadvantages of such devices are associated with the requirements for regulating the capacitance of a capacitor bank.

Другой разновидностью компенсаторов являются устройства, выполняемые на основе мостовых схем инверторов напряжения на двухоперационных ключах с обратными диодами и накопительной емкостью в диагонали моста постоянного тока. Такое устройство [2] было предложено в виде последовательного соединения с нагрузкой для формирования в ней синусоидального тока. Такое соединение имеет весьма ограниченную область применения, так как нарушает режим естественного для данной нагрузки способа потребления электроэнергии. Подключение же такого устройства параллельно нагрузке, а следовательно, и параллельно источнику питания делает его достаточно универсальным, так как он не нарушает режим естественного потребления тока нагрузки, а может разгрузить источник питания от реактивных токов, а также токов высших гармоник, что и требуется для повышения эффективности потребления электроэнергии, то есть повышения коэффициента мощности источника питания. В связи с этим прототипом предлагаемого изобретения является рассмотренный в статье [1] компенсатор пассивных составляющих мгновенной мощности.Another type of compensators are devices based on bridge circuits of voltage inverters on two-operational keys with reverse diodes and storage capacitance in the diagonal of a DC bridge. Such a device [2] was proposed in the form of a series connection with a load to form a sinusoidal current in it. Such a connection has a very limited field of application, since it violates the regime of the method of energy consumption natural for a given load. Connecting such a device parallel to the load, and therefore parallel to the power source, makes it quite versatile, since it does not violate the mode of natural consumption of the load current, but can unload the power source from reactive currents, as well as higher harmonics currents, which is required to increase energy efficiency, that is, increasing the power factor of the power source. In connection with this prototype of the invention is the compensator of passive components of instantaneous power considered in article [1].

Недостатком существующей схемы компенсатора на основе инвертора напряжения является склонность его к постепенному снижению среднего значения напряжения накопительного конденсатора, что, в конечном счете, приводит к срыву процесса разряда-заряда его и нарушению условий генерирования тока компенсации iк(t) требуемых формы и величины. Это объясняется тем, что для обеспечения устойчивости процессов разряда-заряда конденсатора колебательный контур из дросселя и конденсатора с вносимыми в него активными сопротивлениями полупроводниковых приборов, дросселя и проводов должен иметь высокую добротность, что для силовых устройств, к которым относится рассматриваемый компенсатор, добиться довольно сложно. Технический результат, получаемый от предлагаемого изобретения, состоит в преодолении указанного недостатка, то есть в повышении надежности работы компенсатора за счет устранения возможности срыва процесса разряда-заряда накопительного конденсатора при скачках тока нагрузки и, как следствие, - расширение диапазона регулирования тока компенсации.The disadvantage of the existing compensator circuit based on the voltage inverter is its tendency to gradually decrease the average voltage value of the storage capacitor, which ultimately leads to disruption of the discharge-charge process and a violation of the conditions for generating the compensation current i to (t) of the required shape and size. This is because in order to ensure the stability of the discharge-charge process of the capacitor, the oscillatory circuit from the inductor and capacitor with the active resistances of the semiconductor devices, inductor and wires introduced into it must have a high quality factor, which is rather difficult to achieve for power devices, which include the compensator in question . The technical result obtained from the present invention consists in overcoming the indicated drawback, that is, in improving the reliability of the compensator by eliminating the possibility of disruption of the discharge-charge process of the storage capacitor during surges in the load current and, as a result, expanding the range of regulation of the compensation current.

Схема предлагаемого изобретения приведена на фиг.1.The scheme of the invention is shown in figure 1.

На этой схеме:In this diagram:

1, 2, 3, 4 - транзисторы компенсатора, соединенные по мостовой схеме и обеспечивающие его инверторный режим;1, 2, 3, 4 - compensator transistors connected by a bridge circuit and providing its inverter mode;

5, 6, 7, 8 - обратные диоды, также образующие мостовую схему, через них происходит заряд конденсатора 9;5, 6, 7, 8 - reverse diodes, also forming a bridge circuit, through them the charge of the capacitor 9;

9 - накопительный конденсатор;9 - storage capacitor;

10 - дроссель (индуктивность), который в отличие от прототипа выполняется секционированным, то есть вся обмотка состоит из двух секций и имеет вывод посредине;10 - inductor (inductance), which, unlike the prototype, is sectioned, that is, the entire winding consists of two sections and has an output in the middle;

11, 12 - ключ на двух тиристорах, один из которых анодом соединен с выводом второй секции дросселя, катод его соединен с анодом другого тиристора, катод которого соединен с выводом первой секции дросселя, а управляющие электроды соединены с блоком управления 24;11, 12 - the key on two thyristors, one of which is connected to the output of the second section of the inductor by an anode, its cathode is connected to the anode of the other thyristor, the cathode of which is connected to the output of the first section of the inductor, and the control electrodes are connected to the control unit 24;

13 - датчик тока нагрузки;13 - load current sensor;

14 - датчик тока, потребляемого из сети;14 - sensor current consumed from the network;

15 - датчик напряжения нагрузки, совпадающего с напряжением сети;15 - load voltage sensor matching the mains voltage;

16 - нагрузка;16 - load;

17 - задающее устройство компенсатора, которое вырабатывает сигнал задания тока, потребляемого из сети, и сигнал задания формы тока компенсации;17 is a compensator driver that generates a signal for setting the current consumed from the network and a signal for setting the form of the compensation current;

18 - устройство сравнения сигналов задания потребляемого тока и его измеренной величины;18 is a device for comparing the signals for setting the consumed current and its measured value;

19 - регулятор тока сети;19 - network current regulator;

20 - модулятор длительности управляющих импульсов транзисторов 1-4 компенсатора;20 - modulator of the duration of the control pulses of the transistors 1-4 compensator;

21 - формирователь и усилитель импульсов управления транзисторами 1-4 компенсатора;21 - shaper and pulse amplifier control transistors 1-4 compensator;

22 и 23 - распределители импульсов управления парами транзисторов 1, 4 и 2, 3;22 and 23 - pulse distributors control pairs of transistors 1, 4 and 2, 3;

24 - блок управления тиристорами 11 и 12.24 - thyristor control unit 11 and 12.

Компенсатор по схеме фиг.1 представляет собой систему автоматического управления током компенсации iк(t) из условия потребления минимального тока из сети ic(t).The compensator according to the scheme of figure 1 is a system for automatically controlling the compensation current i to (t) from the condition of consumption of the minimum current from the network i c (t).

На фиг.2 приведены временные диаграммы изменения основных координат компенсатора для случая “неискажающей” форму тока нагрузки. Кривые фиг.2,а показывают ток нагрузки iн(t), отстающий от напряжения сети ес на угол φ, и его составляющие: ia(t) - активную, совпадающую по фазе с напряжением сети, и ip(t) - реактивную, сдвинутую от ес на угол π/2.Figure 2 shows the timing diagrams of changes in the main coordinates of the compensator for the case of a “non-distorting” form of the load current. The curves of Fig. 2, a show the load current i n (t), lagging behind the mains voltage e s by an angle φ, and its components: i a (t) - active, coinciding in phase with the mains voltage, and i p (t) - reactive, shifted from e with an angle π / 2.

Основное назначение компенсатора - сформировать ток iк(t)=iр(t). Тогда реактивная составляющая тока нагрузки не будет потребляться из сети, а будет производиться в месте потребления, а сеть (источник питания) оказывается разгруженной от нее. Это и позволяет повысить эффективность потребления электроэнергии, так как в линии электропередачи будут снижены потери на величину, определяемую реактивными токами.The main purpose of the compensator is to form a current i к (t) = i р (t). Then the reactive component of the load current will not be consumed from the network, but will be produced at the place of consumption, and the network (power source) is unloaded from it. This makes it possible to increase the efficiency of electricity consumption, since losses in the transmission line will be reduced by an amount determined by reactive currents.

Потери мощности в линии без компенсатора определяются выражениемPower loss in the line without a compensator is determined by the expression

Figure 00000002
Figure 00000002

где Iн, Ia, Ip - действующие значения соответственно тока нагрузки и его активной и реактивной составляющих;where I n , I a , I p are the effective values, respectively, of the load current and its active and reactive components;

ΔРл, ΔРла, ΔРлр - общие потери мощности в линии (сети электроснабжения) и их составляющие от активного и реактивного токов;ΔР l , ΔР la , ΔР лр - total power losses in the line (power supply network) and their components from active and reactive currents;

Rл - общее активное сопротивление сети электроснабжения от источника питания eс до точки потребления электроэнергии нагрузкой.R l - the total active resistance of the power supply network from the power source e s to the point of electricity consumption by the load.

Потери мощности в линии с компенсаторомPower loss in line with compensator

Figure 00000003
Figure 00000003

Так как активная Ia и реактивная Ip составляющие тока Iн - соизмеримы, то снижение потери в линии на величину ΔРлр оказывается весьма эффективным: снижаются не только потери, но и увеличивается пропускная способность линии за счет возможности подключения других нагрузок.Since the active I a and reactive I p components of the current I n are commensurate, a decrease in the line loss by ΔР lr turns out to be very effective: not only the losses are reduced, but the line capacity also increases due to the possibility of connecting other loads.

На фиг.2,б показаны кривые изменения напряжения на накопительном конденсаторе Uск(t) и модули э.д.с. сети |ес| в стационарном режиме формирования нужного значения тока компенсации iк(t) (фиг.2,в). На фиг.2,г приведена кривая изменения э.д.с. самоиндукции дросселя 10 eL(t), которая определяется состоянием тиристоров 11 и 12:Figure 2, b shows the voltage variation curves across the storage capacitor U ck (t) and the emf modules network | e with | in the stationary mode of formation of the desired value of the compensation current i to (t) (Fig.2, c). Figure 2, d shows the curve of the change in the emf inductor self-induction 10 e L (t), which is determined by the state of the thyristors 11 and 12:

если открыт тиристор 12, а 11 закрыт, то ток iк(t), протекает по первой секции дросселя 10 иif thyristor 12 is open, and 11 is closed, then the current i к (t) flows through the first section of the inductor 10 and

Figure 00000004
Figure 00000004

если открыт тиристор 11, а 12 закрыт, то ток iк(t) протекает по обеим секциям дросселя 10, которые включены согласно, при этом eL(t) определяется выражениемif thyristor 11 is open, and 12 is closed, then the current i к (t) flows through both sections of the inductor 10, which are included according to, while e L (t) is determined by the expression

Figure 00000005
Figure 00000005

Все координаты компенсатора iк(t), Uск(t), eL(t) состоят из средних значений (“гладких составляющих”) iк0(t), Ucк0(t), eL0(t) и переменных величин Δiк, ΔUcк0, ΔeL All coordinates of the compensator i к (t), U ck (t), e L (t) consist of average values (“smooth components”) i k0 (t), U cк0 (t), e L0 (t) and variables Δi k , ΔU ck0 , Δe L

Figure 00000006
Figure 00000006

Средние значения изменяются с частотой сети fc=1/Tc, где Тc - период изменения напряжения питания сети eс(t), а переменные составляющие изменяются с частотой коммутации транзисторов 1-4 компенсатора (частотой переключения)The average values vary with the frequency of the network f c = 1 / T c , where T c is the period of change of the supply voltage e s (t), and the variable components change with the switching frequency of the transistors 1-4 compensator (switching frequency)

fП=1/TП,f P = 1 / T P ,

где ТП - период коммутации транзисторов.where T P - the period of switching transistors.

На этом периоде коммутации у транзисторов есть интервал открытого состояния εТП и интервал закрытого состояния (1-ε)ТП,At this switching period, the transistors have an open state interval εТ П and a closed state interval (1-ε) Т П ,

где ε=tв/TП - относительная продолжительность открытого состояния (скважность) транзисторов.where ε = t in / T P - the relative duration of the open state (duty cycle) of the transistors.

Изменение скважности ε и позволяет формировать ток компенсации iк(t) нужных величины и формы.Changing the duty cycle ε and allows you to form the compensation current i to (t) the desired size and shape.

Частота коммутации транзисторов fП задается входящим в состав блока 21 генератором несущей частоты.The switching frequency of the transistors f P is set by the carrier frequency generator included in the block 21.

Компенсатор по схеме фиг.1 работает следующим образом.The compensator according to the scheme of figure 1 works as follows.

После включения компенсатора в сеть происходит начальный заряд накопительной емкости 9 через обе секции дросселя 10 (открыт тиристор 11, а 12 - закрыт) и обратные диоды 5-8 до напряжения, близкого к двойному значению амплитудного напряжения э.д.с. сети ec(t). Этот процесс начинается строго с момента ec=0, что обеспечивается работой блока 24, и занимает по длительности интервал времени не более полупериода Тc/2 (на фиг.2 не показан).After the compensator is connected to the network, the initial charge of the storage capacitance 9 occurs through both sections of the inductor 10 (thyristor 11 is open, and 12 is closed) and reverse diodes 5-8 to a voltage close to double the amplitude value of the emf. network e c (t). This process begins strictly from the moment e c = 0, which is ensured by the operation of block 24, and takes the duration of a time interval of no more than a half-period T c / 2 (not shown in FIG. 2).

В зависимости от характера нагрузки 16, т.е. от величины и формы потребляемого тока iн(t), задающее устройство 17 с помощью датчика тока 13 и датчика напряжения 15 вырабатывает заданное значение тока компенсации iк0(t), отклонение от которого на допустимую величину Δiкдоп контролируется регулятором тока 19. Выходной сигнал звена 19 и сигнал задания формы тока компенсации из задающего устройства 17 определяют выходной сигнал на выходе блока 20 модулятора длительности сигналов управления транзисторами 1-4. Процесс разряда конденсатора 9 в стационарном режиме начинается с момента времени, угловая оценка которого соответствует значению θ1=ωТс/2=π/2, где ω=2πfc - угловая частота изменения напряжения питания; θ=ωt - угловое измерение текущего времени.Depending on the nature of the load 16, i.e. from the magnitude and shape of the consumed current i n (t), the driver 17, using the current sensor 13 and the voltage sensor 15, generates a set value of the compensation current i к0 (t), the deviation from which by an acceptable value Δi cdop is controlled by the current regulator 19. The output signal link 19 and the signal to set the shape of the compensation current from the master 17 determines the output signal at the output of the block 20 of the modulator duration of the control signals of transistors 1-4. The discharge process of the capacitor 9 in the stationary mode starts from the moment of time, the angular estimation of which corresponds to the value θ 1 = ωТ s / 2 = π / 2, where ω = 2πf c is the angular frequency of the supply voltage; θ = ωt is the angular measurement of the current time.

В этот момент соответствующая пара транзисторов 1-4 или 2-3 открывается и на интервале времени εTП начинает нарастать ток iк(t) (фиг.2,в). При отклонении его от заданного значения iк0(t) на допустимую величину транзисторы закрываются и на интервале (1-ε)ТП ток начинает уменьшаться, стремясь к отрицательному установившемуся значению. При отклонении от iк0(t) в отрицательную сторону на допустимую величину Δiкдоп пара транзисторов вновь включается и ток начинает нарастать. Далее такие процессы повторяются с частотой fП и изменяющейся скважностью ε.At this moment, the corresponding pair of transistors 1-4 or 2-3 opens and the current i k (t) begins to increase in the time interval εT П (Fig. 2, c). When it deviates from the set value i к0 (t) by an acceptable value, the transistors close and in the interval (1-ε) T P, the current begins to decrease, tending to a negative steady-state value. When deviating from i к0 (t) in the negative direction by the permissible value Δi cdop, the pair of transistors turns on again and the current begins to increase. Further, such processes are repeated with a frequency f P and a changing duty cycle ε.

При положительной полуволне тока iк(t), когда он идет из компенсатора в сеть, - напряжение на конденсаторе 9 Uск(t) уменьшается (разряд конденсатора), а при отрицательной полуволне iк(t), когда он идет из сети в конденсатор (заряд конденсатора), - напряжение Uск(t) увеличивается.With a positive half wave of current i k (t), when it goes from the compensator to the network, the voltage across the capacitor 9 U ck (t) decreases (discharge of the capacitor), and with a negative half wave i k (t), when it goes from the network to capacitor (capacitor charge), - voltage U ck (t) increases.

Изменение всех координат компенсатора фиг.1 подчиняются уравнениямThe change in all coordinates of the compensator of figure 1 obey the equations

Figure 00000007
Figure 00000007

где rΣ=rк+Σrпп - суммарное активное сопротивление, через которое замыкается ток коммутации iк;where rΣ = r k + Σr pp is the total active resistance through which the switching current i k is closed;

rк - сопротивление дросселя;r to - the resistance of the inductor;

Σrпп - суммарное сопротивление полупроводниковых приборов;Σr pp - the total resistance of semiconductor devices;

LΣ=Lл+Lк - индуктивность сети и дросселя.LΣ = L l + L k - inductance of the network and inductor.

Находя решения уравнений (5) и выделяя из них средние значения (гладкие составляющие), получаемFinding solutions to equations (5) and extracting mean values (smooth components) from them, we obtain

Figure 00000008
Figure 00000008

Следовательно, среднее за период несущей частоты значение э.д.с. самоиндукции дросселя 10 eL0 находится в фазе с напряжением источника питания eс, а среднее значение переменной составляющей напряжения ΔUскo на накопительном конденсаторе 9 - в противофазе с ес(θ). Выражение для текущего значения тока iко(θ) в инверторном режиме компенсатора (разряд конденсатора 9) можно записать так:Therefore, the average over the period of the carrier frequency value of the emf self-induction of the inductor 10 e L0 is in phase with the voltage of the power source e s , and the average value of the variable component of the voltage ΔU sko on the storage capacitor 9 is in antiphase with e s (θ). The expression for the current value of the current i ko (θ) in the inverter mode of the compensator (capacitor discharge 9) can be written as follows:

Figure 00000009
Figure 00000009

где

Figure 00000010
k=0, 1, 2, ..., ∞.Where
Figure 00000010
k = 0, 1, 2, ..., ∞.

Выражение для текущего значения тока iко(θ) в выпрямительном режиме компенсатора (заряд конденсатора 9) записывается так:The expression for the current value of the current i ko (θ) in the rectifier mode of the compensator (capacitor charge 9) is written as follows:

Figure 00000011
Figure 00000011

где

Figure 00000012
k=0, 1, 2, ..., ∞.Where
Figure 00000012
k = 0, 1, 2, ..., ∞.

Из выражений (7) и (8) следует, что в инверторном режиме, когда ток iко идет из конденсатора в сеть через транзисторы 1-4, абсолютное значение |Uск(θ)| должно быть больше суммарного значения |есL0|, а в выпрямительном режиме, когда ток iко идет в конденсатор 9 через обратные диоды, сумма э.д.с. |есL0| должна быть больше, чем абсолютное значение напряжения на конденсаторе |Uск(θ)|. Так как значение eс(θ) не может быть изменено, то для получения желаемого соотношения между |Uск(θ)| и |ec+eL0| целесообразно изменять значение eL0: в инверторном режиме его делать меньше, чем в выпрямительном. В этом суть предлагаемого изобретения: в инверторном режиме, когда eL0 препятствует формированию тока iк(θ), его значение следует сделать малым, а в выпрямительном режиме, - когда eL0 способствует протеканию тока iк(θ), его следует сделать большим. Это достигается путем изготовления дросселя 10 двухсекционным (двухобмоточным) и переключением согласно включенных секций с помощью тиристоров 11 и 12, которые переключают дроссель с одной обмотки на две последовательно включенные в зависимости от направления тока iк(θ). Использование предлагаемого изобретения позволяет устранить основной недостаток существующих схем компенсатора с однообмоточным дросселем, заключающийся в том, что часто возникают ситуации при включении и выключении нагрузок, когда возникает условиеFrom the expressions (7) and (8) it follows that in the inverter mode, when the current i ko goes from the capacitor to the network through transistors 1-4, the absolute value | U ck (θ) | should be greater than the total value | e c + e L0 |, and in the rectifier mode, when the current i ko goes to the capacitor 9 through the inverse diodes, the sum of the emf | e c + e L0 | must be greater than the absolute value of the voltage across the capacitor | U ck (θ) |. Since the value of e c (θ) cannot be changed, to obtain the desired ratio between | U ck (θ) | and | e c + e L0 | it is advisable to change the value of e L0 : in the inverter mode it should be made less than in the rectifier mode. This is the essence of the invention: in the inverter mode, when e L0 prevents the formation of current i к (θ), its value should be made small, and in the rectifier mode, when e L0 contributes to the flow of current i к (θ), it should be made large . This is achieved by making the inductor 10 two-sectional (double-winding) and switching according to the included sections using thyristors 11 and 12, which switch the inductor from one winding to two series-connected depending on the direction of the current i to (θ). The use of the present invention eliminates the main disadvantage of existing compensator circuits with a single-wound choke, namely that situations often arise when switching loads on and off when a condition

Figure 00000013
Figure 00000013

При этом срывается процесс заряда конденсатора 9 и компенсатор перестает выполнять свою функцию - генерировать ток компенсацииIn this case, the process of charging the capacitor 9 is disrupted and the compensator ceases to fulfill its function - to generate a compensation current

iк(θ)=iр(θ).i to (θ) = i p (θ).

При правильно выполненной системе управления и возникновении условия (9) должен начаться такой процесс: конденсатор 9 должен быть разряжен практически до нуля путем надлежащего управления парами транзисторов 1-2 и 3-4 (которые в нормальном режиме в таких сочетаниях не включаются), далее производится начальный заряд конденсатора до максимального напряжения и последующее управление парами транзисторов 1-4 и 2-3 для обеспечения нормального режима компенсации. Однако такая процедура сопровождается появлением интервала времени с потерей компенсации тока ip(θ) и соответствующими дополнительными потерями в сети электроснабжения ΔРрл.With a correctly executed control system and the occurrence of condition (9), the following process should begin: the capacitor 9 should be discharged to almost zero by properly controlling the pairs of transistors 1-2 and 3-4 (which in normal mode do not turn on in such combinations), then the initial charge of the capacitor to the maximum voltage and the subsequent control of the pairs of transistors 1-4 and 2-3 to ensure a normal compensation mode. However, such a procedure is accompanied by the appearance of a time interval with the loss of current compensation i p (θ) and the corresponding additional losses in the power supply network ΔР рл .

Применение предлагаемого изобретения позволяет исключить возможность появления описанных ситуаций, а следовательно, повысить надежность работы компенсатора и расширить диапазон регулирования тока компенсатора iк(θ).The application of the present invention eliminates the possibility of the occurrence of the described situations, and therefore, increase the reliability of the compensator and expand the range of regulation of the current of the compensator i to (θ).

Источники информацииSources of information

1. Лабунцов В.А., Чжан Дайжун. Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивных составляющих мгновенной мощности // Электричество. 1993. №12. С.20-32.1. Labuntsov V.A., Zhang Daizhong. Single-phase semiconductor compensators for passive components of instantaneous power // Electricity. 1993. No. 12. S.20-32.

2. А.С. 1128350. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное /Зиновьев Г.С., Коновалов А.Н., Красиков Н.А.// Открытия. Изобретения. 1984. №45.2. A.S. 1128350. Adjustable AC-to-AC converter / Zinoviev G.S., Konovalov A.N., Krasikov N.A.// Discovery. Inventions 1984. No. 45.

Claims (1)

Однофазный компенсатор пассивных составляющих мгновенной мощности, силовые цепи которого выполнены на четырех транзисторах с обратными диодами, в диагональ постоянного тока включен накопительный конденсатор, диагональ переменного тока подключена к питающей сети параллельно нагрузке через дроссель, а система управления компенсатором состоит из датчиков тока и напряжения нагрузки, датчика тока сети, содержит задающее устройство компенсатора, которое вырабатывает сигнал задания тока, потребляемого из сети, и сигнал задания формы тока компенсации, на вход которого подключены датчики напряжения и тока нагрузки, узел сравнения сигнала задания тока с сигналом датчика тока сети, регулятор тока сети, который контролирует отклонение тока сети от заданного значения, выходной сигнал регулятора тока и сигнал задания формы тока компенсации из задающего устройства определяют выходной сигнал модулятора длительности импульсов управления транзисторами компенсатора, отличающийся тем, что обмотка дросселя выполняется секционированной, компенсатор снабжен ключом на двух тиристорах и блоком управления ими, причем анод одного тиристора соединен с выводом второй секции дросселя, а его катод соединен с анодом второго тиристора и с диагональю переменного тока компенсатора, катод второго тиристора соединен с выводом первой секции дросселя, а управляющие электроды тиристоров соединены с блоком управления ими, на вход которого поступает сигнал задания формы тока компенсации.A single-phase compensator of passive components of instantaneous power, the power circuits of which are made on four transistors with reverse diodes, a storage capacitor is included in the DC diagonal, the AC diagonal is connected to the mains parallel to the load through the inductor, and the compensator control system consists of current and voltage sensors, the network current sensor, contains a driver of the compensator, which generates a signal for setting the current consumed from the network, and a signal for setting the current shape compensation, the input of which is connected to voltage and load current sensors, a node for comparing the current setting signal with the signal of the network current sensor, the network current regulator that controls the deviation of the network current from the set value, the output signal of the current regulator and the signal for setting the form of the compensation current from the master the output signal of the modulator of the pulse width of the control transistor of the compensator, characterized in that the inductor winding is sectioned, the compensator is equipped with a key for two thyristors ax and a control unit, moreover, the anode of one thyristor is connected to the output of the second section of the inductor, and its cathode is connected to the anode of the second thyristor and to the diagonal of the AC compensator, the cathode of the second thyristor is connected to the output of the first section of the inductor, and the control electrodes of the thyristors are connected to the control unit them, the input of which receives the signal to set the shape of the compensation current.
RU2003116531/09A 2003-06-03 2003-06-03 Single-phase instant-power passive component corrector RU2249896C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003116531/09A RU2249896C2 (en) 2003-06-03 2003-06-03 Single-phase instant-power passive component corrector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003116531/09A RU2249896C2 (en) 2003-06-03 2003-06-03 Single-phase instant-power passive component corrector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003116531A RU2003116531A (en) 2004-12-20
RU2249896C2 true RU2249896C2 (en) 2005-04-10

Family

ID=35612081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003116531/09A RU2249896C2 (en) 2003-06-03 2003-06-03 Single-phase instant-power passive component corrector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2249896C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465704C2 (en) * 2008-04-18 2012-10-27 Абб Рисерч Лтд Device and control method for transfer of power
RU2656356C1 (en) * 2014-05-16 2018-06-05 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for reducing of vibration voltage in power supply network

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛАБУНЦОВ В.А., Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивных составляющих мгновенной мощности. В: "Электричество", 1993, №12, с.20-32. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465704C2 (en) * 2008-04-18 2012-10-27 Абб Рисерч Лтд Device and control method for transfer of power
RU2656356C1 (en) * 2014-05-16 2018-06-05 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for reducing of vibration voltage in power supply network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. A minimal harmonic controller for a STATCOM
JP2583258B2 (en) Method and apparatus for electrostatic power conversion
JP3904137B2 (en) Power flow controller with DC-DC converter linking parallel and series connected inverters
US20170294853A1 (en) Switching scheme for static synchronous compensators using cascaded h-bridge converters
JPS6353565B2 (en)
CN108429281A (en) A kind of LCL type gird-connected inverter parallel virtual impedance adjustment
Awasth et al. Reactive power compensation using D-STATCOM
Vilathgamuwa et al. Voltage sag compensation with Z-source inverter based dynamic voltage restorer
Basha et al. Single-phase thirteen-level dual-boost inverter based shunt active power filter control using resonant and fuzzy logic controllers
AU2017424982A1 (en) Switching scheme for static synchronous compensators using cascaded H-bridge converters
RU2249896C2 (en) Single-phase instant-power passive component corrector
US20230006535A1 (en) Controlling a cascaded multilevel converter
Konstantopoulos et al. Nonlinear control of single-phase PWM rectifiers with inherent current-limiting capability
RU2254658C1 (en) Transistorized tree-phase reactive-current supply
JP3570913B2 (en) Control device for semiconductor switch
CN113659860A (en) Switching power amplifier and control method and control system thereof
RU2187873C1 (en) Reactive power corrector
Revelles et al. Comparison of current control structures for three-phase four-wire systems in natural frame
Babu et al. Power quality enhancement in distributed energy resources by four leg voltage source converter
Amin et al. Voltage and Frequency Regulation on Isolated AC Three-phase Microgrids via s-DERs
Tummakuri et al. Grid connected five level cascaded H bridge inverter as shunt active power filter
RU144231U1 (en) Thyristor Variable Voltage Regulator
Camargo et al. Asymmetric Single DC-Link Cascaded H-Bridge Multilevel Converter with Model Predictive Control
Hojabri et al. A new power quality enhancement method for two-phase loads
Hur et al. Fast dynamic DC-link power balancing scheme for a PWM converter-inverter system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050604