RU2410815C1

RU2410815C1 - Device for parametric stabilisation of ac voltage

Info

Publication number: RU2410815C1
Application number: RU2010102820/07A
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Богачев (RU); Василий Сергеевич Богачев
Original assignee: Василий Сергеевич Богачев
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-01-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention refers to the sphere of electrical engineering. Proposed device comprises the first current sensor, the first voltage sensor, the first - third reactor units, the first and second capacitor units, besides, the first-sixth units of analog-digital converter are introduced, the first - fifth units of Fourier conversion (FCU), unit of monitoring and visualisation control (MVC unit), frequency detector, the second, third and fourth current sensors, the second voltage sensor, unit of digital step-down conversion (DSC unit), amplitude-phase detector and filtration unit.

EFFECT: provision of parametric stabilisation of AC voltage without regard to nature of load, increased coefficient of stabilisation, increased range of stabilisation by inlet voltage, reduced voltage of distortion, increased accuracy of voltage stabilisation and compensation of reactive power, elimination of effect from power source voltage frequency at stabilisation of voltage and compensation of reactive power, provision of reactive power compensation with account of phase shift between the first harmonics of voltage and current, expansion of range of functional capabiltiies by provision of possibility to set various levels of stabilised output voltages depending on individual requirements of connected loads.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах питания и распределения электрической энергии для стабилизации напряжения, снижения токов высших гармоник и компенсации реактивной мощности.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in power supply and distribution of electrical energy to stabilize the voltage, reduce current harmonics and compensation of reactive power.

Известен параметрический стабилизатор переменного напряжения (см. авторское свидетельство СССР №656040 А1, М.кл. G05F 3/06, опубл. 05.04.1979). Стабилизатор содержит первый и второй конденсатор, а также трансформатор. Вход стабилизатора последовательно соединен с источником электроэнергии, первым конденсатором и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого зашунтирована вторым конденсатором и подключена к выходу стабилизатора, который подключен к нагрузке.Known parametric AC voltage stabilizer (see USSR author's certificate No. 656040 A1, M. CL G05F 3/06, publ. 04/05/1979). The stabilizer contains a first and second capacitor, as well as a transformer. The input of the stabilizer is connected in series with the source of electricity, the first capacitor and the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is shunted by the second capacitor and connected to the output of the stabilizer, which is connected to the load.

Параметрический стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.Parametric AC voltage stabilizer operates as follows.

При изменении входного напряжения (напряжения источника электроэнергии) должен измениться входной ток стабилизатора, а также индуктивность первичной обмотки трансформатора, однако емкость первого конденсатора подобрана таким образом, что при изменении входного напряжения в некоторых пределах ток первичной обмотки трансформатора меняется мало, при этом ток вторичной обмотки трансформатора, также меняется мало, а следовательно, меняется мало и напряжение на выходе стабилизатора.When the input voltage (voltage of the electric power source) changes, the input current of the stabilizer and the inductance of the primary winding of the transformer must change, however, the capacitance of the first capacitor is selected so that when the input voltage changes to some extent, the current of the transformer primary changes little, while the secondary current transformer also varies little, and therefore, changes little and the voltage at the output of the stabilizer.

Основными недостатками рассматриваемого параметрического стабилизатора переменного напряжения являются низкий диапазон стабилизации по входному напряжению, низкая точность и низкий коэффициент стабилизации из-за неуправляемости элементов устройства, зависимость процесса стабилизации и коэффициента стабилизации от частоты напряжения источника электроэнергии. Стабилизатор не учитывает реактивные составляющие сопротивления нагрузки, которые могут изменяться во времени случайным образом, и не компенсирует влияние реактивной мощности, потребление которой от источника электроэнергии уменьшает диапазон стабилизации и коэффициент стабилизации напряжения. Кроме этого, устройство не обеспечивает снижение токов высших гармоник, т.е. не снижает мощность искажения, которая в реальных условиях негативно сказывается на точности стабилизации при воздействии на входные цепи устройства полигармонических колебаний, а также в условиях, когда работа стабилизатора направлена на стабилизацию напряжения случайных нелинейно-параметрических нагрузок. Следует отметить, что рассматриваемый стабилизатор имеет узкий диапазон функциональных возможностей, так как не позволяет задавать различные уровни стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок, что создает необходимость проектирования и применения отдельного стабилизатора на каждый уровень выходного напряжения для каждой отдельной нагрузки.The main disadvantages of the considered parametric AC voltage stabilizer are the low stabilization range according to the input voltage, low accuracy and low stabilization coefficient due to the uncontrollability of the device elements, the dependence of the stabilization process and the stabilization coefficient on the frequency of the voltage of the electric power source. The stabilizer does not take into account the reactive components of the load resistance, which can vary over time randomly, and does not compensate for the effect of reactive power, the consumption of which from the electric power source reduces the stabilization range and voltage stabilization coefficient. In addition, the device does not provide a reduction in the currents of higher harmonics, i.e. does not reduce the distortion power, which in real conditions negatively affects the accuracy of stabilization when polyharmonic oscillations are exposed to the input circuits of the device, as well as in conditions when the stabilizer is aimed at stabilizing the voltage of random nonlinear parametric loads. It should be noted that the stabilizer in question has a narrow range of functionality, since it does not allow you to set different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads, which creates the need to design and use a separate stabilizer for each output voltage level for each individual load.

Известен параметрический стабилизатор переменного напряжения (см. авторское свидетельство СССР №845153 А1, М.кл. G05F 3/06, опубл. 07.07.1981). Стабилизатор содержит ограничивающий реактор с управляющей обмоткой, силовой насыщающийся дроссель, цепь обратной связи по току, включающая блок сравнения и выходной усилитель, измеритель тока, включенный на входе цепи обратной связи, и источник эталонного напряжения.Known parametric AC voltage stabilizer (see USSR author's certificate No. 845153 A1, M.cl. G05F 3/06, publ. 07.07.1981). The stabilizer contains a limiting reactor with a control winding, a saturated saturable inductor, a current feedback circuit including a comparison unit and an output amplifier, a current meter connected to the input of the feedback circuit, and a reference voltage source.

Согласно принципу действия устройство работает следующим образом.According to the principle of operation, the device operates as follows.

При изменении входного напряжения стабилизатора в первоначальный момент происходит перераспределение токов между нагрузкой и дросселем насыщения. Изменение тока в обмотке насыщающего дросселя приводит к тому, что измеритель тока изменяет величину входного тока цепи обратной связи. Это приводит к изменению тока в обмотке управления ограничивающего реактора, а следовательно, тока самого реактора за счет изменения индуктивности. При этом напряжение на ограничивающем реакторе также меняется и суммируется с входным напряжением, стабилизируя напряжение нагрузки. Эти изменения происходят до тех пор, пока ток в обмотке дросселя насыщения не установится на уровне, заданном эталонным источником.When the input voltage of the stabilizer changes at the initial moment, the currents are redistributed between the load and the saturation inductor. A change in the current in the winding of the saturable inductor causes the current meter to change the input current of the feedback circuit. This leads to a change in the current in the control winding of the limiting reactor, and therefore, the current of the reactor itself due to a change in inductance. In this case, the voltage at the limiting reactor also changes and is summed with the input voltage, stabilizing the load voltage. These changes occur until the current in the winding of the saturation inductor is established at the level specified by the reference source.

В отличие от предыдущего аналога данный стабилизатор имеет более высокую точность и более высокий коэффициент стабилизации за счет регулирования параметров ограничивающего реактора, управляемого цепью обратной связи по току. Коэффициент стабилизации в меньшей степени зависит от частоты напряжения источника электроэнергии. Однако стабилизатор не учитывает реактивные составляющие сопротивления нагрузки и не компенсирует влияние реактивной мощности, потребление которой от источника электроэнергии снижает диапазон стабилизации и коэффициент стабилизации напряжения. Кроме этого, устройство не обеспечивает снижение токов высших гармоник, т.е. не снижает мощность искажения, которая в реальных условиях негативно сказывается на точности стабилизации при воздействии на входные цепи устройства полигармонических колебаний, а также в условиях, когда работа стабилизатора направлена на стабилизацию напряжения случайных нелинейно-параметрических нагрузок. Следует отметить, что стабилизатор имеет узкий диапазон функциональных возможностей, он не позволяет задавать различные уровни стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок, что создает необходимость проектирования и применения отдельного стабилизатора на каждый уровень выходного напряжения для каждой отдельной нагрузки.Unlike the previous analogue, this stabilizer has higher accuracy and a higher stabilization coefficient due to the regulation of the parameters of the limiting reactor controlled by the current feedback loop. The stabilization coefficient is less dependent on the frequency of the voltage of the power source. However, the stabilizer does not take into account the reactive components of the load resistance and does not compensate for the effect of reactive power, the consumption of which from the electric power source reduces the stabilization range and the voltage stabilization coefficient. In addition, the device does not provide a reduction in the currents of higher harmonics, i.e. does not reduce the distortion power, which in real conditions negatively affects the accuracy of stabilization when polyharmonic oscillations are exposed to the input circuits of the device, as well as in conditions when the stabilizer is aimed at stabilizing the voltage of random nonlinear parametric loads. It should be noted that the stabilizer has a narrow range of functionality, it does not allow you to set different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads, which creates the need to design and use a separate stabilizer for each output voltage level for each individual load.

Известен источник реактивной мощности, который используется для компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения (см. патент РФ №2335056, М.кл. H01J 3/18, H01F 29/14, опубл. 27.09.2008). Устройство содержит первый датчик напряжения (датчик напряжения сети), общий выключатель, первый реакторный блок (состоящий из соединенных между собой управляемого подмагничиванием реактора, который содержит управляемый выпрямитель, питающийся автономно от одной из обмоток реактора, и маломощного источника постоянного напряжения для предварительного подмагничивания стержней реактора), первый конденсаторный блок, состоящий из конденсаторов с управляемыми выключателями, первый датчик тока (датчик тока реактора), систему автоматического управления (САУ). Вход первого датчика напряжения подключен к выходу источника электроэнергии (сети), который является также входом источника реактивной мощности, а выход первого датчика напряжения подключен к соответствующему входу САУ, соответствующие выходы которой соединены с соответствующими входами реакторного блока, другой соответствующий вход которого подключен к соответствующему выходу первого датчика тока, другой соответствующий выход которого соединен с соответствующим входом САУ, соответствующий выход которой соединен с соответствующим входом первого конденсаторного блока, другой соответствующий вход которого подключен ко входу первого датчика тока, а также к выходу общего выключателя, вход которого соединен со входом первого датчика напряжения и подключен к выходу источника реактивной мощности, к которому подключается нагрузка.A known source of reactive power, which is used to compensate for reactive power and voltage stabilization (see RF patent No. 2335056, M.cl. H01J 3/18, H01F 29/14, publ. September 27, 2008). The device comprises a first voltage sensor (network voltage sensor), a common switch, a first reactor unit (consisting of interconnected controlled magnetization reactor, which contains a controlled rectifier, powered independently from one of the reactor windings, and a low-voltage constant voltage source for pre-magnetization of the reactor rods ), the first capacitor block, consisting of capacitors with controlled switches, the first current sensor (reactor current sensor), the system automatically of control system (ACS). The input of the first voltage sensor is connected to the output of the electric power source (network), which is also the input of the reactive power source, and the output of the first voltage sensor is connected to the corresponding input of the ACS, the corresponding outputs of which are connected to the corresponding inputs of the reactor unit, the other corresponding input of which is connected to the corresponding output the first current sensor, the other corresponding output of which is connected to the corresponding input of the ACS, the corresponding output of which is connected to the corresponding input of the first capacitor unit and the other corresponding input of which is connected to the input of the first current sensor and to the output of the main switch, whose input is connected to the input of a first voltage sensor connected to the output of reactive power source to which the load is connected.

Источник реактивной мощности работает следующим образом.The reactive power source operates as follows.

При индуктивном характере нагрузки возникает недостаток реактивной мощности, который приводит к снижению уровня напряжения в сети. Первый датчик напряжения регистрирует изменения уровня напряжения в сети и подает сигнал в систему автоматического управления (САУ). Получив сигнал с датчика напряжения, САУ замыкает выключатели конденсаторного блока и передает сигнал в реакторный блок на снижение тока подмагничивания. В результате реактор снижает свой ток до минимального, и сеть получает максимальную реактивную мощность от конденсаторного блока. При изменении индуктивной составляющей нагрузки изменяется уровень напряжения в сети, регистрируемый первым датчиком напряжения. Получив сигнал с первого датчика напряжения, САУ регулирует ток подмагничивания реактора, при этом изменяется индуктивность реакторного блока и уровень выдачи конденсаторным блоком в сеть реактивной мощности. Таким образом, устройство компенсирует реактивную составляющую мощности при индуктивном характере нагрузки и тем самым стабилизирует уровень напряжения в сети. При емкостном характере нагрузки возникает избыточная реактивная мощность. В этом случае в сети может возникнуть повышенное напряжение, для снижения которого необходима работа устройства в режиме потребления реактивной мощности. Для этого система автоматического управления на основании сигнала с первого датчика тока (датчика тока реактора) размыкает выключатели конденсаторного блока и передает сигнал в реакторный блок для установки и регулирования индуктивности реактора. Таким образом, устройство компенсирует реактивную составляющую мощности при емкостном характере нагрузки и тем самым стабилизирует уровень напряжения в сети.With the inductive nature of the load, there is a lack of reactive power, which leads to a decrease in the voltage level in the network. The first voltage sensor detects changes in the voltage level in the network and sends a signal to the automatic control system (ACS). Having received the signal from the voltage sensor, the self-propelled gun closes the switches of the capacitor unit and transmits a signal to the reactor unit to reduce the bias current. As a result, the reactor reduces its current to a minimum, and the network receives the maximum reactive power from the capacitor block. When the inductive component of the load changes, the voltage level in the network registered by the first voltage sensor changes. Having received a signal from the first voltage sensor, the ACS regulates the bias current of the reactor, while changing the inductance of the reactor block and the level of output of the capacitor block into the reactive power network. Thus, the device compensates for the reactive component of the power with the inductive nature of the load and thereby stabilizes the voltage level in the network. With the capacitive nature of the load, excess reactive power occurs. In this case, an increased voltage may occur in the network, to reduce which it is necessary to operate the device in the mode of reactive power consumption. For this, the automatic control system, based on the signal from the first current sensor (reactor current sensor), opens the capacitor unit circuit breakers and transmits a signal to the reactor unit for setting and regulating the reactor inductance. Thus, the device compensates for the reactive component of the power with the capacitive nature of the load and thereby stabilizes the voltage level in the network.

Источник реактивной мощности стабилизирует напряжение и в отличие от предыдущих аналогов компенсирует реактивную мощность.The source of reactive power stabilizes the voltage and, unlike previous analogues, compensates for reactive power.

Однако в данном устройстве стабилизация напряжения осуществляется только методом компенсации влияния реактивной мощности, циркуляция которой от источника электроэнергии к нагрузке и наоборот вызывает изменения уровня напряжения в сети. Такой способ стабилизации имеет низкие коэффициент стабилизации и диапазон стабилизации по входному напряжению, так как учитывает лишь изменения напряжения, вызванные потреблением реактивной составляющей мощности, и не учитывает активную составляющую мощности, потребляемую нагрузкой. Это приводит к тому, что устройство не позволяет в полной мере стабилизировать напряжение при реактивном характере сопротивления нагрузки и вообще не может осуществлять какую-либо стабилизацию в случае, если нагрузка носит чисто активный характер. То есть, при изменении напряжения источника электроэнергии, когда реактивная мощность не потребляется, стабилизация напряжения производиться не может.However, in this device, voltage stabilization is carried out only by compensating for the influence of reactive power, the circulation of which from the electric power source to the load and vice versa causes changes in the voltage level in the network. This stabilization method has a low stabilization coefficient and a stabilization range according to the input voltage, since it only takes into account voltage changes caused by the consumption of the reactive component of power, and does not take into account the active component of the power consumed by the load. This leads to the fact that the device does not allow to fully stabilize the voltage with the reactive nature of the load resistance and generally can not carry out any stabilization if the load is purely active. That is, when the voltage of the electric power source changes, when the reactive power is not consumed, voltage stabilization cannot be performed.

Кроме этого, компенсация реактивной мощности в устройстве основана на регистрации изменений уровня напряжения сети, но не учитывает возможные изменения частоты напряжения источника электроэнергии, а также не учитывает фазовый сдвиг между первыми гармониками напряжения и тока. Таким образом, при отклонении частоты напряжения источника электроэнергии устройство не может компенсировать реактивную мощность с высокой точностью, а при отсутствии изменений уровня напряжения сети (мощность источника электроэнергии значительно превосходит мощность нагрузки) устройство становится неработоспособным и не может осуществлять компенсацию реактивной мощности.In addition, reactive power compensation in the device is based on recording changes in the voltage level of the network, but does not take into account possible changes in the frequency of the voltage of the electric power source, and also does not take into account the phase shift between the first harmonics of the voltage and current. Thus, when the frequency of the voltage of the electric power source deviates, the device cannot compensate for reactive power with high accuracy, and in the absence of changes in the network voltage level (power of the electric power source significantly exceeds the load power), the device becomes inoperative and cannot compensate for reactive power.

Также устройство не обеспечивает фильтрацию токов высших гармоник, что негативно сказывается на точности стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности при воздействии на входе устройства полигармонических колебаний и включении нелинейно-параметрических нагрузок на выходе устройства.Also, the device does not provide filtering of higher harmonics currents, which negatively affects the accuracy of voltage stabilization and reactive power compensation when polyharmonic vibrations are applied to the input of the device and non-linear parametric loads are turned on at the output of the device.

Следует отметить, что устройство имеет узкий диапазон функциональных возможностей, так как не позволяет задавать различные уровни стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок.It should be noted that the device has a narrow range of functionality, since it does not allow you to set different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads.

Данное устройство выбрано в качестве прототипа.This device is selected as a prototype.

Техническим результатом изобретения является обеспечение параметрической стабилизации напряжения переменного тока вне зависимости от характера нагрузки, повышение коэффициента стабилизации, повышение диапазона стабилизации по входному напряжению, снижение мощности искажения, повышение точности стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности, исключение влияния изменения частоты напряжения источника электроэнергии на стабилизацию напряжения и компенсацию реактивной мощности, обеспечение компенсации реактивной мощности с учетом фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и тока, обеспечение возможности задания различных уровней стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок.The technical result of the invention is the provision of parametric stabilization of AC voltage regardless of the nature of the load, increasing the stabilization coefficient, increasing the stabilization range for the input voltage, reducing the distortion power, improving the accuracy of voltage stabilization and reactive power compensation, eliminating the influence of changes in the frequency of the voltage of the electric power source on voltage stabilization and reactive power compensation, providing reactive power compensation taking into account the phase shift between the first harmonics of voltage and current, providing the ability to set different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads.

Достижение указанного технического результата обеспечивается в предлагаемом устройстве параметрической стабилизации напряжения переменного тока, содержащем первый датчик тока, первый датчик напряжения, первый реакторный блок, первый конденсаторный блок, состоящий из конденсаторов с управляемыми выключателями, отличающемся тем, что введены первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки аналого-цифрового преобразования (блоки АЦП), первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки преобразования Фурье (БПФ), блок управления контроля и визуализации (блок УКВ), частотный детектор, второй, третий и четвертый датчики тока, второй датчик напряжения, блок цифрового понижающего преобразования (блок ЦПП), амплитудно-фазовый детектор, блок фильтрации, второй и третий реакторные блоки, второй конденсаторный блок, состоящий из конденсаторов с управляемыми выключателями, при этом первый датчик тока входом подключен к выходу источника электроэнергии, а первым выходом ко входу первого блока АЦП, выход которого подключен к первому входу первого БПФ, выход которого подключен к первому входу блока УКВ, первый выход которого подключен ко второму входу первого БПФ, второй выход первого датчика тока подключен ко входу первого датчика напряжения, выход которого соединен со входом второго блока АЦП, выход которого соединен со вторым входом блока УКВ, первым входом второго БПФ и входом частотного детектора, выход которого соединен с третьим входом блока УКВ, четвертый вход которого соединен с выходом второго БПФ, второй вход которого соединен со вторым выходом блока УКВ, третий выход которого соединен с первыми входами первого реакторного и первого конденсаторного блоков, вторые входы которых связаны со вторым выходом первого датчика тока, входом первого датчика напряжения и со входом второго датчика тока, первый выход которого соединен со входом третьего блока АЦП, выход которого подключен к первому входу блока ЦПП, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока УКВ, а выход блока ЦПП подключен ко входу амплитудно-фазового детектора, выход которого соединен с пятым входом блока УКВ, пятый выход которого связан с первым входом блока фильтрации, второй вход которого связан со вторым выходом второго датчика тока и со входом третьего датчика тока, первый выход которого подключен ко входу четвертого блока АЦП, выход которого связан с первым входом третьего БПФ, выход которого подключен к шестому входу блока УКВ, а второй вход третьего БПФ подключен к шестому выходу блока УКВ, седьмой выход которого соединен с первым входом второго реакторного блока, второй вход которого связан со вторым выходом третьего датчика тока, а выход второго реакторного блока связан с первыми входами третьего реакторного и второго конденсаторного блоков, вторые входы которых соединены с восьмым выходом блока УКВ, выход второго реакторного блока соединен также со входом второго датчика напряжения, выход которого подключен ко входу пятого блока АЦП, выход которого подключен к первому входу четвертого БПФ и к седьмому входу блока УКВ, восьмой вход которого соединен с выходом четвертого БПФ, второй вход которого соединен с девятым выходом блока УКВ, выход второго реакторного блока связан также со входом четвертого датчика тока, первый выход которого связан со входом шестого блока АЦП, выход которого соединен с первым входом пятого БПФ, выход которого подключен к девятому входу блока УКВ, десятый выход которого соединен со вторым входом пятого БПФ, второй выход четвертого датчика тока соединен с выходом устройства параметрической стабилизации напряжения переменного тока, к которому подключена нагрузка.The achievement of the specified technical result is provided in the proposed device parametric stabilization of AC voltage containing the first current sensor, the first voltage sensor, the first reactor unit, the first capacitor unit, consisting of capacitors with controlled switches, characterized in that the first, second, third, fourth , fifth and sixth blocks of analog-to-digital conversion (ADC blocks), first, second, third, fourth and fifth blocks of Fourier transform (FFT), control unit counter For visualization (VHF unit), a frequency detector, a second, third and fourth current sensor, a second voltage sensor, a digital step-down conversion unit (DSP unit), an amplitude-phase detector, a filtering unit, a second and third reactor units, a second capacitor unit, consisting of capacitors with controlled switches, with the first current sensor connected to the output of the electric power source, and the first output to the input of the first ADC unit, the output of which is connected to the first input of the first FFT, the output of which is connected to VHF input, the first output of which is connected to the second input of the first FFT, the second output of the first current sensor is connected to the input of the first voltage sensor, the output of which is connected to the input of the second ADC unit, the output of which is connected to the second input of the VHF unit, the first input of the second FFT and the input of the frequency detector, the output of which is connected to the third input of the VHF unit, the fourth input of which is connected to the output of the second FFT, the second input of which is connected to the second output of the VHF unit, the third output of which is connected to the first inputs the first reactor and first capacitor units, the second inputs of which are connected to the second output of the first current sensor, the input of the first voltage sensor and the input of the second current sensor, the first output of which is connected to the input of the third ADC block, the output of which is connected to the first input of the CPU unit, the second input which is connected to the fourth output of the VHF unit, and the output of the DSP unit is connected to the input of the amplitude-phase detector, the output of which is connected to the fifth input of the VHF unit, the fifth output of which is connected to the first input of the filtering unit , the second input of which is connected with the second output of the second current sensor and with the input of the third current sensor, the first output of which is connected to the input of the fourth ADC block, the output of which is connected to the first input of the third FFT, the output of which is connected to the sixth input of the VHF unit, and the second input of the third FFT is connected to the sixth output of the VHF unit, the seventh output of which is connected to the first input of the second reactor unit, the second input of which is connected to the second output of the third current sensor, and the output of the second reactor unit is connected to the first inputs of the third of the second reactor and second capacitor units, the second inputs of which are connected to the eighth output of the VHF unit, the output of the second reactor unit is also connected to the input of the second voltage sensor, the output of which is connected to the input of the fifth ADC unit, the output of which is connected to the first input of the fourth FFT and to the seventh input VHF unit, the eighth input of which is connected to the output of the fourth FFT, the second input of which is connected to the ninth output of the VHF unit, the output of the second reactor unit is also connected to the input of the fourth current sensor, the first output to which is connected to the input of the sixth ADC block, the output of which is connected to the first input of the fifth FFT, the output of which is connected to the ninth input of the VHF unit, the tenth output of which is connected to the second input of the fifth FFT, the second output of the fourth current sensor is connected to the output of the parametric stabilization device for AC voltage to which the load is connected.

При этом первый, второй и третий реакторные блоки, могут быть выполнены с возможностью цифрового управления, причем каждый из них может содержать т последовательно соединенных дискретных индуктивных элементов, каждый из которых соединен параллельно с соответствующим из m управляемых коммутирующих устройств, где m равно количеству разрядов коэффициента перекрытия диапазона изменения индуктивности реакторного блока k_п, равного отношению максимальной L_max к минимальной L_min индуктивности и выраженного в двоичной системе счисления.In this case, the first, second and third reactor units can be digitally controlled, each of which may contain m series-connected discrete inductive elements, each of which is connected in parallel with the corresponding of m controlled switching devices, where m is equal to the number of bits of the coefficient overlapping the range of changes in the inductance of the reactor block k _p equal to the ratio of the maximum L _max to the minimum L _min inductance and expressed in binary notation.

Кроме того, блок фильтрации может содержать (n-1) регулируемых фильтров гармоник, где n - число гармоник анализируемого спектра, каждый из которых содержит первую и вторую регулируемые индуктивности и одну нерегулируемую емкость, совместно образующие управляемый последовательный резонансный контур на частоте соответствующей гармоники.In addition, the filtering unit may contain (n-1) adjustable harmonic filters, where n is the number of harmonics of the analyzed spectrum, each of which contains the first and second adjustable inductances and one unregulated capacitance, which together form a controlled series resonant circuit at the frequency of the corresponding harmonic.

Введенные в предлагаемое устройство второй датчик напряжения, четвертый датчик тока, второй, пятый и шестой блоки АЦП, второй, четвертый и пятый БПФ, блок УКВ, второй и третий реакторные блоки, второй конденсаторный блок позволяют обеспечить параметрическую стабилизацию напряжения переменного тока вне зависимости от характера нагрузки, повысить коэффициент стабилизации и повысить диапазон стабилизации по входному напряжению.The second voltage sensor, the fourth current sensor, the second, fifth, and sixth ADC units, the second, fourth, and fifth FFTs, the VHF unit, the second and third reactor units, and the second capacitor unit introduced into the proposed device provide parametric stabilization of AC voltage regardless of the nature load, increase the stabilization coefficient and increase the stabilization range according to the input voltage.

Введенные в предлагаемое устройство третий датчик тока, первый, второй и четвертый блоки АЦП, первый, второй и третий БПФ, блок УКВ, блок фильтрации позволяют снизить мощность искажения, повысить точность стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности.The third current sensor, the first, second and fourth ADC units, the first, second and third FFTs, the VHF unit, and the filtering unit introduced into the proposed device make it possible to reduce the distortion power, increase the accuracy of voltage stabilization and reactive power compensation.

Введенные в предлагаемое устройство второй датчик тока, третий блок АЦП, блок ЦПП, амплитудно-фазовый детектор, блок УКВ, первый реакторный и первый конденсаторный блоки обеспечивают компенсацию реактивной мощности с учетом фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и тока.Introduced into the proposed device, a second current sensor, a third ADC unit, a DPC unit, an amplitude-phase detector, a VHF unit, a first reactor and a first capacitor unit provide reactive power compensation taking into account the phase shift between the first harmonics of voltage and current.

Введенный в предлагаемое устройство частотный детектор совместно с блоком УКВ исключает влияние изменения частоты напряжения источника электроэнергии на стабилизацию напряжения и компенсацию реактивной мощности.The frequency detector introduced into the proposed device together with the VHF unit eliminates the influence of changing the frequency of the voltage of the electric power source on voltage stabilization and reactive power compensation.

Введенный в предлагаемое устройство блок УКВ позволяет задавать различные уровни стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок и таким образом расширить диапазон функциональных возможностей устройства.Introduced into the proposed device, the VHF unit allows you to set different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads and thus expand the range of functionality of the device.

При этом введенные в предлагаемое устройство второй, третий и четвертый датчики тока, а также второй датчик напряжения позволяют выделить сигналы, характеризующие мгновенные значения токов, а также мгновенное значение напряжения на выходе устройства стабилизации для дальнейшей обработки этих сигналов с целью контроля и управления блоками устройства.At the same time, the second, third and fourth current sensors, as well as the second voltage sensor, introduced into the proposed device, make it possible to isolate signals characterizing the instantaneous values of currents, as well as the instantaneous voltage value at the output of the stabilization device for further processing of these signals for the purpose of monitoring and controlling the units of the device.

Введенные в предлагаемое устройство первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки АЦП позволяют преобразовать сигналы соответственно с первого датчика тока, первого датчика напряжения, со второго и третьего датчиков тока, второго датчика напряжения, с четвертого датчика тока - в цифровые сигналы. Дальнейшая обработка данных сигналов в цифровой форме позволяет повысить точность вычислений и тем самым повысить точность стабилизации напряжения, компенсации реактивной мощности и снижения мощности искажения.The first, second, third, fourth, fifth, and sixth ADC units introduced into the proposed device allow converting signals from the first current sensor, the first voltage sensor, the second and third current sensors, the second voltage sensor, and the fourth current sensor into digital signals. Further processing of these signals in digital form can improve the accuracy of calculations and thereby increase the accuracy of voltage stabilization, reactive power compensation and reduction of distortion power.

Введенный в предлагаемое устройство первый БПФ позволяет вычислить амплитудный и фазовые спектры потребляемого от источника электроэнергии тока для дальнейшего контроля управления блоками и визуализации при помощи блока УКВ.Introduced into the proposed device, the first FFT allows you to calculate the amplitude and phase spectra of the current consumed from the electric power source for further control of the units and visualization using the VHF unit.

Введенный в предлагаемое устройство блок УКВ осуществляет контроль и производит обработку входящих в него цифровых сигналов, формирует команды управления блоками, а также предоставляет информацию о физических характеристиках сигналов в удобной для зрительного восприятия форме.The VHF unit introduced into the proposed device monitors and processes the digital signals included in it, generates control commands for the blocks, and also provides information on the physical characteristics of the signals in a form convenient for visual perception.

Введенный в предлагаемое устройство второй БПФ позволяет вычислить амплитудный и фазовый спектры напряжения на входе устройства для дальнейшего контроля управления блоками и визуализации при помощи блока УКВ. Так как второй БПФ вычисляет амплитуду и начальную фазу первой гармоники напряжения источника электроэнергии, то эти данные позволяют посредством управления при помощи блока УКВ первым реакторным и первым конденсаторным блоками производить компенсацию реактивной мощности не только путем регистрации уровня напряжения сети, но также с учетом значения начальной фазы первой гармоники напряжения, которое используется для компенсации реактивной мощности с учетом фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и тока.Introduced into the proposed device, the second FFT allows you to calculate the amplitude and phase voltage spectra at the input of the device for further control of the blocks and visualization using the VHF block. Since the second FFT calculates the amplitude and initial phase of the first harmonic of the voltage of the electric power source, this data allows the reactive power to be compensated by the first reactor and first capacitor blocks by controlling the VHF unit not only by registering the voltage level of the network, but also taking into account the value of the initial phase first harmonic voltage, which is used to compensate for reactive power, taking into account the phase shift between the first harmonics of voltage and current.

Введенный в предлагаемое устройство частотный детектор вычисляет частоту первой гармоники напряжения на входе устройства и при помощи блока УКВ позволяет автоматически подстраивать все БПФ, все реакторные блоки, конденсаторные блоки, блок фильтрации, блок ЦПП для повышения точности процессов стабилизации напряжения, компенсации реактивной мощности, снижения мощности искажения и исключения влияния на эти процессы изменения частоты напряжения источника электроэнергии. Введение частотного детектора позволяет также повысить коэффициент стабилизации и расширить диапазон стабилизации по входному напряжению.The frequency detector introduced into the proposed device calculates the frequency of the first harmonic of the voltage at the input of the device and, using the VHF block, allows automatically adjusting all FFTs, all reactor blocks, capacitor blocks, filtering block, and CPP block to increase the accuracy of voltage stabilization processes, reactive power compensation, and power reduction distortions and exclusions of the influence on these processes of a change in the frequency of the voltage of the electric power source. The introduction of a frequency detector also makes it possible to increase the stabilization coefficient and expand the stabilization range according to the input voltage.

Введенный в предлагаемое устройство блок ЦПП позволяет вычислить реальную и мнимую составляющие первой гармоники тока, протекающего через второй датчик тока. Полученная в ЦПП информация поступает в амплитудно-фазовый детектор, который определяет амплитуду и начальную фазу первой гармоники тока для последующей компенсации реактивной мощности с учетом фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и тока.Introduced into the proposed device, the CPU block allows you to calculate the real and imaginary components of the first harmonic of the current flowing through the second current sensor. The information obtained at the CPC enters an amplitude-phase detector, which determines the amplitude and initial phase of the first harmonic of the current for subsequent compensation of reactive power, taking into account the phase shift between the first harmonics of voltage and current.

Введенный в предлагаемое устройство блок фильтрации позволяет при помощи блока УКВ автоматически подстраивать амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) каждого отдельного фильтра гармоник для снижения мощности искажения, повышения точности стабилизации и коэффициента стабилизации напряжения.The filtering unit introduced into the proposed device allows using the VHF unit to automatically adjust the amplitude-frequency characteristics (AFC) of each individual harmonic filter to reduce distortion power, increase stabilization accuracy and voltage stabilization coefficient.

Введенный в предлагаемое устройство третий БПФ позволяет вычислить амплитудный и фазовый спектры тока, протекающего через третий датчик тока, для дальнейшего контроля и управления блоком фильтрации при помощи блока УКВ, внося вклад в повышение точности стабилизации напряжения и снижение мощности искажения.The third FFT introduced into the proposed device makes it possible to calculate the amplitude and phase spectra of the current flowing through the third current sensor for further monitoring and control of the filtering unit using the VHF unit, contributing to an increase in the voltage stabilization accuracy and a decrease in distortion power.

Введенные в предлагаемое устройство второй реакторный, третий реакторный и второй конденсаторный блоки совместно с блоком УКВ позволяют стабилизировать напряжение на выходе устройства вне зависимости от характера нагрузки, повышая тем самым диапазон стабилизации по входному напряжению и коэффициент стабилизации напряжения, кроме этого, указанные блоки позволяют задавать и получать различные уровни стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок. При этом третий реакторный блок и второй конденсаторный блок образуют конденсатор переменной емкости, который совместно со вторым реакторным блоком создают резонансный колебательный контур на частоте напряжения источника электроэнергии и обеспечивают ток на выходе устройства, который обратно пропорционален сопротивлению нагрузки.The second reactor, third reactor, and second capacitor units introduced into the proposed device together with the VHF unit allow stabilizing the output voltage of the device regardless of the nature of the load, thereby increasing the stabilization range for the input voltage and the voltage stabilization coefficient, in addition, these blocks allow you to set and receive different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads. In this case, the third reactor block and the second capacitor block form a variable capacitor, which together with the second reactor block create a resonant oscillating circuit at the frequency of the voltage of the electric power source and provide a current at the output of the device, which is inversely proportional to the load resistance.

Введенный в предлагаемое устройство четвертый БПФ позволяет вычислить амплитудный и фазовый спектры напряжения на выходе устройства стабилизации для того, чтобы при помощи блока УКВ контролировать спектр и, управляя вторым реакторным, третьим реакторным и вторым конденсаторным блоками, обеспечить стабилизацию напряжения вне зависимости от характера нагрузки и повысить коэффициент стабилизации, а также повысить диапазон стабилизации по входному напряжению.The fourth FFT introduced into the proposed device allows one to calculate the amplitude and phase voltage spectra at the output of the stabilization device in order to control the spectrum using the VHF unit and, controlling the second reactor, third reactor and second capacitor units, provide voltage stabilization regardless of the nature of the load and increase stabilization coefficient, as well as increase the stabilization range according to the input voltage.

Введенный в предлагаемое устройство пятый БПФ позволяет вычислить амплитудный и фазовый спектры тока, протекающего через четвертый датчик тока для того, чтобы при помощи блока УКВ контролировать спектр и, управляя вторым реакторным, третьим реакторным и вторым конденсаторным блоками, обеспечить стабилизацию напряжения вне зависимости от характера нагрузки и повысить коэффициент стабилизации, а также повысить диапазон стабилизации по входному напряжению.The fifth FFT introduced into the proposed device makes it possible to calculate the amplitude and phase spectra of the current flowing through the fourth current sensor in order to control the spectrum using the VHF unit and, controlling the second reactor, third reactor, and second capacitor blocks, to ensure voltage stabilization regardless of the nature of the load and increase the stabilization coefficient, as well as increase the stabilization range according to the input voltage.

Таким образом, введенные в предлагаемое устройство блоки позволяют получить технический результат.Thus, introduced into the proposed device blocks allow you to get a technical result.

Структурная схема устройства параметрической стабилизации напряжения переменного тока приведена на чертеже.The structural diagram of a device for parametric stabilization of AC voltage is shown in the drawing.

Согласно чертежу выход источника 1 электроэнергии соединен со входом устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока, к которому также подключен вход первого датчика 3 тока, первый выход которого подключен ко входу первого блока 4 АЦП, выход которого подключен к первому входу первого 5 БПФ, выход которого подключен к первому входу блока 6 УКВ, первый выход которого подключен ко второму входу первого 5 БПФ, второй выход первого датчика 3 тока подключен ко входу первого датчика 7 напряжения, выход которого соединен со входом второго блока 8 АЦП, выход которого соединен со вторым входом блока 6 УКВ, первым входом второго 9 БПФ и входом частотного детектора 10, выход которого соединен с третьим входом блока 6 УКВ, четвертый вход которого соединен с выходом второго 9 БПФ, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 6 УКВ, третий выход которого соединен с первыми входами первого реакторного 11 и первого конденсаторного 12 блоков, вторые входы которых связаны со вторым выходом первого 3 датчика тока, входом первого 7 датчика напряжения и со входом второго 13 датчика тока, первый выход которого соединен со входом третьего блока 14 АЦП, выход которого подключен к первому входу блока 15 ЦПП, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока 6 УКВ, а выход блока 15 ЦПП подключен ко входу амплитудно-фазового детектора 16, выход которого соединен с пятым входом блока 6 УКВ, пятый выход которого связан с первым входом блока 17 фильтрации, второй вход которого связан со вторым выходом второго 13 датчика тока и со входом третьего 18 датчика тока, первый выход которого подключен ко входу четвертого блока 19 АЦП, выход которого связан с первым входом третьего 20 БПФ, выход которого подключен к шестому входу блока 6 УКВ, а второй вход третьего 20 БПФ подключен к шестому выходу блока 6 УКВ, седьмой выход которого соединен с первым входом второго реакторного блока 21, второй вход которого связан со вторым выходом третьего 18 датчика тока, а выход второго реакторного блока 21 связан с первыми входами третьего реакторного 22 и второго конденсаторного 23 блоков, вторые входы которых соединены с восьмым выходом блока 6 УКВ, выход второго реакторного блока 21 соединен также со входом второго 24 датчика напряжения, выход которого подключен ко входу пятого блока 25 АЦП, выход которого подключен к первому входу четвертого 26 БПФ и к седьмому входу блока 6 УКВ, восьмой вход которого соединен с выходом четвертого 26 БПФ, второй вход которого соединен с девятым выходом блока 6 УКВ, выход второго реакторного блока 21 связан также со входом четвертого датчика 27 тока, первый выход которого связан со входом шестого блока 28 АЦП, выход которого соединен с первым входом пятого 29 БПФ, выход которого подключен к девятому входу блока 6 УКВ, десятый выход которого соединен со вторым входом пятого 29 БПФ, второй выход четвертого 27 датчика тока соединен с выходом устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока, к которому подключена нагрузка 30.According to the drawing, the output of the electric power source 1 is connected to the input of the device 2 for parametric stabilization of the AC voltage, to which the input of the first current sensor 3 is also connected, the first output of which is connected to the input of the first ADC block 4, the output of which is connected to the first input of the first 5 FFT, the output of which connected to the first input of VHF unit 6, the first output of which is connected to the second input of the first 5 FFT, the second output of the first current sensor 3 is connected to the input of the first voltage sensor 7, the output of which is connected to the input ohm of the second ADC block 8, the output of which is connected to the second input of the VHF unit 6, the first input of the second 9 FFT and the input of the frequency detector 10, the output of which is connected to the third input of the VHF unit 6, the fourth input of which is connected to the output of the second 9 FFT, the second input of which connected to the second output of VHF unit 6, the third output of which is connected to the first inputs of the first reactor 11 and the first capacitor 12 units, the second inputs of which are connected to the second output of the first 3 current sensors, the input of the first 7 voltage sensors and the input of the second 13 sensors current monitor, the first output of which is connected to the input of the third ADC block 14, the output of which is connected to the first input of the DSP block 15, the second input of which is connected to the fourth output of the VHF unit 6, and the output of the DSP block 15 is connected to the input of the amplitude-phase detector 16, output which is connected to the fifth input of VHF unit 6, the fifth output of which is connected to the first input of the filtering unit 17, the second input of which is connected to the second output of the second 13 current sensor and to the input of the third 18 current sensor, the first output of which is connected to the input of the fourth ADC block 19,the output of which is connected to the first input of the third 20 FFT, the output of which is connected to the sixth input of the VHF unit 6, and the second input of the third 20 FFT is connected to the sixth output of the VHF unit 6, the seventh output of which is connected to the first input of the second reactor unit 21, the second input of which is connected with the second output of the third 18 current sensor, and the output of the second reactor block 21 is connected to the first inputs of the third reactor 22 and the second capacitor 23 blocks, the second inputs of which are connected to the eighth output of the VHF unit 6, the output of the second reactor block 21 is connected also with the input of the second 24 voltage sensor, the output of which is connected to the input of the fifth block 25 of the ADC, the output of which is connected to the first input of the fourth 26 FFT and to the seventh input of the VHF unit 6, the eighth input of which is connected to the output of the fourth 26 FFT, the second input of which is connected to the ninth output of VHF unit 6, the output of the second reactor unit 21 is also connected to the input of the fourth current sensor 27, the first output of which is connected to the input of the sixth ADC block 28, the output of which is connected to the first input of the fifth 29 FFT, the output of which is connected to the ninth input at the VHF unit 6, the tenth output of which is connected to the second input of the fifth 29 FFT, the second output of the fourth 27 current sensor is connected to the output of the device 2 for parametric stabilization of the AC voltage, to which the load 30 is connected.

Устройство 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока работает следующим образом.Device 2 parametric stabilization of the AC voltage is as follows.

Блок 6 УКВ задает эталонное значение амплитуды первой гармоники выходного напряжения U_э устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока. После этого блок 6 УКВ на основании амплитудных значений U_1вых и I_1вых первых гармоник напряжения и тока, вычисляемых соответственно в четвертом 26 и пятом 29 БПФ, определяет значение полного сопротивления нагрузки 30 по первой гармонике:Block 6 VHF sets the reference value of the amplitude of the first harmonic of the output voltage U _e device 2 parametric stabilization of AC voltage. After that, the VHF unit 6, on the basis of the amplitude values of the U _1st and I _1st first harmonics of voltage and current, calculated respectively in the fourth 26 and fifth 29 of the FFT, determines the value of the load impedance 30 by the first harmonic:

Определив сопротивление нагрузки 30 по первой гармонике, блок 6 УКВ на основании заданного эталонного значения выходного напряжения и вычисленного значения сопротивления нагрузки 30 определяет эталонное значение амплитуды первой гармоники выходного тока устройства 2 по формуле:Having determined the resistance of the load 30 by the first harmonic, the VHF unit 6, based on the specified reference value of the output voltage and the calculated value of the load resistance 30, determines the reference value of the amplitude of the first harmonic of the output current of the device 2 by the formula:

Частотный детектор 10 во время работы устройства 2 всегда вычисляет значение круговой частоты ω первой гармоники напряжения источника 1 электроэнергии. Сигнал со значением частоты ω поступает в блок 6 УКВ, который использует данную информацию для настройки, правильной работы и управления блоками (БПФ, реакторными блоками, блоком фильтрации, блоком ЦПП), тем самым исключая влияние изменения частоты напряжения источника 1 электроэнергии на процессы стабилизации напряжения, компенсации реактивной мощности и снижения мощности искажения.The frequency detector 10 during operation of the device 2 always calculates the value of the circular frequency ω of the first harmonic voltage of the voltage source 1 of the electric power. A signal with a frequency value ω enters the VHF unit 6, which uses this information to configure, operate and control the units (FFT, reactor units, filtering unit, and CPP unit), thereby eliminating the effect of changing the frequency of the voltage of the electric power source 1 on voltage stabilization processes compensating reactive power and reducing power distortion.

Для создания условий резонанса блок 6 УКВ на основании амплитудного значения U_1вх первой гармоники входного напряжения, вычисляемого во втором 9 БПФ, эталонного значения выходного тока I_э и значения круговой частоты ω первой гармоники напряжения источника 1 электроэнергии определяет значение индуктивности L₂ второго реакторного блока 21 по формуле:To create resonance conditions, the VHF unit 6, based on the amplitude value U _{1in of the} first harmonic of the input voltage calculated in the second 9 FFT, the reference value of the output current I _e and the value of the circular frequency ω of the first harmonic of the voltage of the electric power source 1 determines the inductance value L _{2 of the} second reactor unit 21 according to the formula:

а также значение емкости С_1э эквивалентного конденсатора переменной емкости, по формуле:and also the value of capacitance C _{1e of an} equivalent capacitor of variable capacitance, according to the formula:

Эквивалентный конденсатор переменной емкости образуется при совместном (параллельном) включении третьего реакторного 22 и второго конденсаторного 23 блоков. Для обеспечения необходимой величины емкости С_1э эквивалентного конденсатора блок 6 УКВ определяет также значение индуктивности L₃ третьего реакторного блока 22 по формуле:An equivalent capacitor of variable capacitance is formed when the third (reactor 22) and the second (23) second capacitor units are switched on in parallel. To ensure the required capacitance value C _{1e of the} equivalent capacitor, the VHF unit 6 also determines the inductance value L _{3 of the} third reactor unit 22 by the formula:

при С_1э≤С₂, где С₂ - емкость второго конденсаторного блока 23.at C _1e ≤C ₂ , where C ₂ is the capacity of the second capacitor block 23.

Третий реакторный блок 22 регулирует значение собственной индуктивности, а следовательно, и значение протекающего через третий реакторный блок 22 тока, и за счет того, что фазы тока в параллельно соединенных индуктивности реакторного блока 22 и емкости второго конденсаторного блока 23 сдвинуты на 180°, регулируется емкость эквивалентного конденсатора С_1э.The third reactor block 22 controls the value of the inductance, and therefore the value of the current flowing through the third reactor block 22, and due to the fact that the current phases in the parallel connected inductance of the reactor block 22 and the capacitance of the second capacitor block 23 are shifted by 180 °, the capacitance is regulated equivalent capacitor C _1e .

После вычисления необходимых значений индуктивностей и емкостей блок 6 УКВ выдает команды управления во второй реакторный 21 и во второй конденсаторный 23 блоки, а также в третий реакторный блок 22 для установки L₃, С_1э и L₂, причем индуктивность L₂ второго реакторного блока 21 и емкость С_1э эквивалентного конденсатора всегда образуют резонансный колебательный контур на частоте ω напряжения источника 1 электроэнергии, при этом:After calculating the required values of inductances and capacities, the VHF unit 6 issues control commands to the second reactor 21 and to the second capacitor 23 blocks, as well as to the third reactor block 22 for installing L ₃ , C _1e and L ₂ , and the inductance L _{2 of the} second reactor block 21 and the capacitance C _{1e of the} equivalent capacitor always forms a resonant oscillatory circuit at a frequency ω of the voltage of the electric power source 1, while:

При этом амплитудное значение I_1вых первой гармоники тока на выходе устройства 2 при резонансе поддерживается равным эталонному значению I_э и вычисляется по формуле:In this case, the amplitude value I _{1 of the} first harmonic of the current at the output of the device 2 at resonance is maintained equal to the reference value I _e and is calculated by the formula:

Из формулы видно, что амплитудное значение I_1вых первой гармоники тока на выходе устройства 2 обратно пропорционально Z_1н, а значение напряжения U_1вых на выходе устройства 2 при этом равно заданному в блоке 6 УКВ напряжению U_э и остается неизменным при изменении сопротивления нагрузки 30.From the formula it is seen that the amplitude value of I _{1out of the} first harmonic of the current at the output of device 2 is inversely proportional to Z _1н , and the value of voltage U _1out at the output of device 2 is equal to the voltage U _e specified in the VHF unit 6 and remains unchanged when the load resistance 30 changes.

Таким образом, при изменении амплитуды напряжения первой гармоники на входе устройства 2 амплитуда напряжения первой гармоники на выходе устройства 2 остается равной напряжению, которое задается в блоке 6 УКВ и не зависит от характера нагрузки 30 и частоты напряжения источника 1 электроэнергии. Это способствует повышению коэффициента стабилизации и диапазона стабилизации напряжения по сравнению с прототипом. При этом обеспечивается возможность задания и получения различных уровней стабилизированных выходных напряжений с учетом индивидуальных требований подключаемых нагрузок, что значительно расширяет диапазон функциональных возможностей предлагаемого устройства 2. Для снижения мощности искажения на входе и выходе устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока, а также для повышения точности стабилизации напряжения, блок 6 УКВ производит контроль амплитудного спектра тока и напряжения, вычисляемого соответственно в третьем 20 и втором 9 БПФ, определяет коэффициенты гармоник тока и напряжения, использует информацию о значении круговой частоты первой гармоники напряжения источника 1 электроэнергии и выдает команды управления в блок фильтрации 17 для подключения и настройки соответствующих регулируемых (n-1) фильтров гармоник (где n - число гармоник анализируемого спектра). Каждый из содержащихся в блоке фильтрации регулируемых фильтров гармоник настраивает свою амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) оптимальным образом по критериям минимумов коэффициентов гармоник тока и напряжения, определяемых в блоке 6 УКВ на основании анализа и контроля амплитудных спектров, вычисляемых соответственно в первом 5, во втором 9 и третьем 20 БПФ, а также с учетом информации о частоте ω первой гармоники напряжения источника 1 электроэнергии, которая поступает в блок 6 УКВ с частотного детектора 10. Настройка АЧХ фильтров осуществляется методом регулирования первой L_1ф и второй L_2ф индуктивностей каждого фильтра. Причем вторые L_2фрегулируемые индуктивности и нерегулируемые емкости С_ф фильтров образуют эквивалентные конденсаторы переменной емкости С_фэ, которые совместно с первыми регулируемыми индуктивностями L_1ф создают управляемые последовательные резонансные контура на частотах ω_hвысших гармоник (где 2≤h≤n), при этом:Thus, when changing the amplitude of the voltage of the first harmonic at the input of the device 2, the voltage amplitude of the first harmonic at the output of the device 2 remains equal to the voltage that is set in the VHF unit 6 and does not depend on the nature of the load 30 and the frequency of the voltage of the electric power source 1. This helps to increase the stabilization coefficient and the range of voltage stabilization in comparison with the prototype. This provides the ability to set and obtain different levels of stabilized output voltages taking into account the individual requirements of the connected loads, which greatly expands the range of functionality of the proposed device 2. To reduce the distortion power at the input and output of the device 2 parametric stabilization of AC voltage, as well as to improve accuracy voltage stabilization, VHF unit 6 monitors the amplitude spectrum of the current and voltage, calculated accordingly but in the third 20 and second 9 FFTs, it determines the harmonics of current and voltage, uses information about the value of the circular frequency of the first harmonic of the voltage of power source 1 and issues control commands to the filtering unit 17 to connect and configure the corresponding adjustable (n-1) harmonic filters ( where n is the number of harmonics of the analyzed spectrum). Each of the adjustable harmonics filters contained in the filtering unit adjusts its amplitude-frequency characteristic (AFC) in the optimal way according to the criteria for the minimum harmonics of current and voltage, determined in VHF unit 6 on the basis of analysis and control of amplitude spectra calculated respectively in the first 5, in the second 9 and the third 20 FFT, and also taking into account information about the frequency ω of the first harmonic of the voltage of the source 1 of the electric power, which enters the VHF unit 6 from the frequency detector 10. Tuning the frequency response of the filters fected by adjusting the first and second L _1F _2F inductances L each filter. Moreover, the second L _2f adjustable inductances and unregulated capacitances C _{f of the} filters form equivalent capacitors of variable capacitance C _fe , which together with the first adjustable inductances L _1f create controlled series resonant circuits at frequencies ω _{h of} higher harmonics (where 2≤h≤n), while :

а емкость эквивалентного конденсатора определяется по формуле:and the capacity of the equivalent capacitor is determined by the formula:

Таким образом, блок 17 фильтрации снижает мощность искажения как на входе, так и на выходе устройства 2, тем самым повышая точность стабилизации напряжения как при действии полигармонических колебаний на входе устройства 2, так и при изменении нелинейно-параметрических нагрузок 30 на выходе устройства 2.Thus, the filtering unit 17 reduces the distortion power both at the input and at the output of the device 2, thereby increasing the accuracy of voltage stabilization both under the action of polyharmonic oscillations at the input of the device 2 and when changing non-linear parametric loads 30 at the output of the device 2.

Для компенсации влияния реактивной мощности, циркуляция которой от источника 1 электроэнергии к нагрузке 30 и наоборот может вызывать соответствующие изменения уровня напряжения на входе устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока, блок 6 УКВ, используя информацию об амплитудах первых гармоник напряжения и тока (U₁ и I₁), а также начальных фазах первых гармоник напряжения и тока (α_u и α_i), определяемых соответственно во втором 9 БПФ и в амплитудно-фазовом детекторе 16, вычисляет фазовый сдвиг φ между первыми гармониками напряжения и тока (φ=α_u-α_i) и определяет знак этой разности. Блок 6 УКВ определяет характер реактивной мощности, которая при φ>0 носит индуктивный характер, а при φ<0 - емкостной характер, и принимает решение о компенсации реактивной мощности, с учетом фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и тока с учетом значения частоты ω первой гармоники напряжения источника 1 электроэнергии, вычисляемого в частотном детекторе, а также с учетом коэффициента компенсации k (0≤k≤1), который по умолчанию устанавливается равным единице. Далее блок 6 УКВ может задать коэффициент компенсации, после чего он выдает команды управления первым реакторным 11 и первым конденсаторным 12 блоками. Причем первый реакторный 11 и первый конденсаторный 12 блоки при совместном (параллельном) включении образуют эквивалентный конденсатор переменной емкости С_2э. Емкость эквивалентного конденсатора С_2э может регулироваться при помощи регулирования индуктивности первого реакторного блока 11 и принимать практически любые значения от нуля до текущего установленного значения емкости С₁ первого конденсаторного блока 12.To compensate for the influence of reactive power, the circulation of which from the electric power source 1 to the load 30 and vice versa can cause corresponding changes in the voltage level at the input of the parametric stabilization device 2 for AC voltage, VHF unit 6, using information about the amplitudes of the first harmonics of voltage and current (U ₁ and I ₁ ), as well as the initial phases of the first harmonics of voltage and current (α _u and α _i ), determined respectively in the second 9 FFT and in the amplitude-phase detector 16, calculates the phase shift φ between the first harmonics kami voltage and current (φ = α _u -α _i ) and determines the sign of this difference. VHF unit 6 determines the nature of the reactive power, which for φ> 0 is inductive, and for φ <0 it is capacitive in nature, and makes a decision on reactive power compensation, taking into account the phase shift between the first harmonics of voltage and current, taking into account the frequency value ω of the first harmonics of the voltage of the electric power source 1, calculated in the frequency detector, and also taking into account the compensation coefficient k (0≤k≤1), which is set to unity by default. Further, the VHF unit 6 can set the compensation coefficient, after which it issues control commands to the first reactor 11 and the first capacitor 12 blocks. Moreover, the first reactor 11 and the first capacitor 12 blocks, when connected together (in parallel), form an equivalent capacitor of variable capacitance C _2e . The capacity of the equivalent capacitor C _2e can be adjusted by adjusting the inductance of the first reactor block 11 and take almost any value from zero to the current set value of the capacitance C _{1 of the} first capacitor block 12.

При индуктивном характере реактивной мощности требуется работа устройства в режиме выдачи реактивной мощности. Для этого блок 6 УКВ рассчитывает емкость С_2э эквивалентного конденсатора переменной емкости по формуле:When the inductive nature of the reactive power requires the operation of the device in the mode of issuing reactive power. For this, VHF unit 6 calculates the capacitance C _{2e of an} equivalent capacitor of variable capacitance according to the formula:

Причем для обеспечения расчетной величины емкости С_2ээквивалентного конденсатора блок 6 УКВ определяет также значение индуктивности L₁ первого реакторного блока 11 по формуле:Moreover, to ensure the calculated value of the capacitance C _{2e of the} equivalent capacitor, the VHF unit 6 also determines the inductance value L _{1 of the} first reactor unit 11 by the formula:

при С_2э≤C₁, где С₁ - емкость первого конденсаторного блока 12.at C _2e ≤C ₁ , where C ₁ is the capacity of the first capacitor block 12.

Индуктивность L₁ первого реакторного блока 11 при совместном (параллельном) включении с емкостью С₁ первого конденсаторного блока 12 регулирует значение тока, протекающего через блок 11, и за счет того, что фазы тока в параллельно соединенных индуктивности и емкости сдвинуты на 180°, первый реакторный блок регулирует уровень выдачи вторым конденсаторным блоком 12 реактивной мощности в сеть. После определения значений емкости и индуктивности по формулам (10) и (11) блок 6 УКВ выдает команды управления в первый реакторный блок 11 для установки индуктивности L₁, которая обеспечит необходимую для компенсации реактивной мощности при индуктивном ее характере емкость С_2э.The inductance L _{1 of the} first reactor block 11, when connected together (parallel) with capacitance C _{1 of the} first capacitor block 12, controls the value of the current flowing through block 11, and due to the fact that the phases of the current in parallel connected inductance and capacitance are shifted by 180 °, the first the reactor unit controls the level of output of the second capacitor unit 12 of reactive power to the network. After determining the capacitance and inductance values according to formulas (10) and (11), the VHF unit 6 issues control commands to the first reactor unit 11 to set the inductance L ₁ , which will provide the capacitance C _2e necessary for compensating the reactive power with its inductive nature.

При емкостном характере реактивной мощности необходима работа устройства в режиме потребления реактивной мощности. Для этого блок 6 УКВ выдает команды управления в первый конденсаторный блок 12 для отключения всех подключенных конденсаторов, после чего блок 6 УКВ выдает сигнал управления в первый реакторный блок 11 для установки индуктивности L₁, необходимой для компенсации реактивной мощности при емкостном ее характере. Значение индуктивности L₁ первого реакторного блока 11 определяется по формуле:With the capacitive nature of the reactive power, the device must operate in the mode of consumption of reactive power. For this, the VHF unit 6 issues control commands to the first capacitor unit 12 to disconnect all connected capacitors, after which the VHF unit 6 issues a control signal to the first reactor unit 11 to set the inductance L ₁ necessary to compensate for the reactive power with its capacitive nature. The inductance value L _{1 of the} first reactor block 11 is determined by the formula:

Таким образом, происходит компенсация реактивной мощности, циркуляция которой от источника 1 электроэнергии к нагрузке 30 и наоборот может вызывать изменения уровня напряжения на входе устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока. Причем компенсация реактивной мощности осуществляется не только с учетом уровня напряжения U₁ источника 1 электроэнергии, но и с учетом возможных изменений частоты ω первой гармоники напряжения источника 1 электроэнергии, а также с учетом фазового сдвига φ между первыми гармониками напряжения и тока. При этом повышается точность и исключается частотная зависимость (зависимость от частоты напряжения источника электроэнергии) процесса компенсации реактивной мощности, кроме этого, расширяется диапазон стабилизации по входному напряжению, повышаются точность стабилизации и коэффициент стабилизации напряжения.Thus, reactive power compensation occurs, the circulation of which from the electric power source 1 to the load 30 and vice versa can cause changes in the voltage level at the input of the parametric stabilization device 2 of the AC voltage. Moreover, reactive power compensation is carried out not only taking into account the voltage level U ₁ of the electric power source 1, but also taking into account possible changes in the frequency ω of the first harmonic of the voltage of the electric power source 1, as well as taking into account the phase shift φ between the first voltage and current harmonics. This increases accuracy and eliminates the frequency dependence (depending on the frequency of the voltage of the electric power source) of the reactive power compensation process, in addition, the stabilization range for the input voltage is expanded, the stabilization accuracy and the voltage stabilization coefficient are increased.

Кроме стабилизации напряжения, снижения мощности искажения и компенсации реактивной мощности предлагаемое устройство 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока при помощи блока 6 УКВ производит цифровую обработку и предоставляет информацию о физических характеристиках сигналов (амплитудных и фазовых спектрах напряжений и токов, частоте напряжения, форме токов и напряжений, коэффициенте гармоник токов и напряжений, уровне потребления реактивной мощности и т.д.) в удобной для зрительного восприятия форме.In addition to voltage stabilization, reduction of distortion power and compensation of reactive power, the proposed device 2 parametric stabilization of AC voltage using unit 6 VHF performs digital processing and provides information on the physical characteristics of the signals (amplitude and phase spectra of voltages and currents, voltage frequency, shape of currents and voltages , harmonic coefficient of currents and voltages, reactive power consumption level, etc.) in a form convenient for visual perception.

Как видим, результатом работы предлагаемого устройства является обеспечение параметрической стабилизации напряжения переменного тока вне зависимости от характера нагрузки, повышение коэффициента стабилизации и диапазона стабилизации по входному напряжению, снижение мощности искажения, повышение точности стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности, исключение влияния изменения частоты напряжения источника электроэнергии в процессе стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности, обеспечение компенсации реактивной мощности с учетом фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и тока, возможность задания различных уровней стабилизированных выходных напряжений в зависимости от индивидуальных требований подключаемых нагрузок.As you can see, the result of the proposed device is to provide parametric stabilization of the AC voltage regardless of the nature of the load, increase the stabilization coefficient and the stabilization range according to the input voltage, reduce the distortion power, increase the accuracy of voltage stabilization and reactive power compensation, eliminate the influence of changes in the frequency of the voltage of the electric power source in the process of voltage stabilization and reactive power compensation, providing compensation reactive power, taking into account the phase shift between the first harmonics of voltage and current, the ability to set different levels of stabilized output voltages depending on the individual requirements of the connected loads.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет получить технический результат.Thus, the use of the proposed device allows to obtain a technical result.

Рассмотрим пример выполнения блоков устройства 2 параметрической стабилизации напряжения переменного тока.Consider an example of the execution of the blocks of the device 2 parametric stabilization of the AC voltage.

В качестве датчиков 3, 13, 18, 27 тока и датчиков 7, 24 напряжения в зависимости от мощности нагрузки могут использоваться датчики тока серий МР, EL, ES, ESM, CS, NCS и датчики напряжения серий VS и ЕМ компании «ABB Entrelec».As current sensors 3, 13, 18, 27 and voltage sensors 7, 24, depending on the load power, current sensors of the MP, EL, ES, ESM, CS, NCS series and voltage sensors of the ABB Entrelec VS and EM series can be used .

Блоки 4, 8, 14, 19, 25, 28 АЦП могут быть выполнены на микросхемах AD7760 фирмы «Analog Devices».Units 4, 8, 14, 19, 25, 28 of the ADC can be performed on AD7760 chips from Analog Devices.

Блоки 5, 9, 20, 26, 29 БПФ, блок 15 ЦПП, амплитудно-фазовый детектор 16 и частотный детектор 10 могут быть выполнены на ПЛИС (FPGA) EP2C20…50 фирмы «Альтера».Blocks 5, 9, 20, 26, 29 FFT, block 15 of the CPU, amplitude-phase detector 16 and frequency detector 10 can be performed on the FPGA (EPGA) EP2C20 ... 50 company "Altera".

Блок 6 УКВ может быть выполнен на базе мобильного промышленного компьютера, например Bit-RPC-1522D-MIL фирмы «Фарпоинт».VHF unit 6 can be implemented on the basis of a mobile industrial computer, for example, Bitpoint RPC-1522D-MIL from Farpoint.

Реакторные блоки 11, 21, 22 могут содержать m последовательно соединенных индуктивных элементов на базе сухих токоограничивающих реакторов с воздушным охлаждением, например РТСТ 10(6)-400-0,35 УЗ…РТСТ 10(6)-1600-0,56 УЗ или РТСТГ 10(6)-2500-0,14 УЗ…РТСТГ 10(6)-4000-0,45 УЗ компании «Росэнерготранс», и m управляемых коммутирующих устройств на базе управляемых контакторов серий 920, 918 или 911 компании «ASCO Power Technologies» (где m равно количеству разрядов коэффициента перекрытия диапазона изменения индуктивности реакторного блока k_п, равного отношению максимальной L_max к минимальной L_min индуктивности и выраженного в двоичной системе счисления), причем каждый из m индуктивных элементов соединен параллельно с соответствующим управляемым коммутирующим устройством. В то же время каждый реакторный блок может быть выполнен аналогично реакторному блоку в прототипе и может содержать управляемый подмагничиванием реактор типа РУОМ, РТУ или РУОДЦ ОАО «Запорожтрансформатор» и управляемый выпрямитель с цифровым управлением серии Gamatronic 1U DC+ компании «MAS Elektronik AG».The reactor blocks 11, 21, 22 may contain m series-connected inductive elements based on dry air-cooled current-limiting reactors, for example, RTST 10 (6) -400-0.35 UZ ... RTST 10 (6) -1600-0.56 UZ or RTSTG 10 (6) -2500-0.14 UZ ... RTSTG 10 (6) -4000-0.45 UZ of Rosenergotrans, and m controlled switching devices based on managed contactors of the series 920, 918 or 911 of ASCO Power Technologies "(where m equals the number of bits of coefficient overlap turndown reactor block inductance k _n, equal to the ratio of maximum L _max to min Flax inductance L _min and expressed in the binary system), wherein each of m inductive elements connected in parallel with the respective controllable switching device. At the same time, each reactor block can be made similar to the reactor block in the prototype and can contain a magnetization controlled reactor type RUOM, RTU or RUODC Zaporizhtransformator OJSC and a digitally controlled rectifier Gamatronic 1U DC + series from MAS Elektronik AG.

Конденсаторные блоки 12, 23 могут содержать конденсаторы на основе полипропиленовых пленок со свойствами самовосстановления после пробоя серий Е5х или Е6х фирмы «Electronicon Kondensatoren», управляемые выключатели на базе управляемых контакторов серий 920, 918 или 911 компании «ASCO Power Technologies».Capacitor units 12, 23 may contain capacitors based on polypropylene films with self-healing properties after breakdown of the E5x or E6x series of Electronicon Kondensatoren company, controlled switches based on controlled contactors of the ASCO Power Technologies series 920, 918 or 911.

Блок 17 фильтрации может содержать n-1 регулируемых фильтров, каждый из которых содержит две регулируемые индуктивности и одну нерегулируемую емкость. При этом регулируемые индуктивности могут быть выполнены аналогично управляемым подмагничиванием реакторам типа РУОМ, РТУ или РУОДЦ ОАО «Запорожтрансформатор» и могут содержать управляемые выпрямители с цифровым управлением серии Gamatronic 1U DC+ компании «MAS Elektronik AG». Нерегулируемые емкости могут быть выполнены на базе универсальных конденсаторов на основе полипропиленовых пленок со свойствами самовосстановления после пробоя серий Е5х или Е6х фирмы «Electronicon Kondensatoren».The filtering unit 17 may contain n-1 adjustable filters, each of which contains two adjustable inductances and one unregulated capacitance. At the same time, the adjustable inductances can be performed in the same way as the magnetization-controlled reactors of the RUOM, RTU or RUODC type of Zaporozhtransformator OJSC and can contain controlled rectifiers with digital control of the Gamatronic 1U DC + series from MAS Elektronik AG. Unregulated containers can be made on the basis of universal capacitors based on polypropylene films with self-healing properties after breakdown of the E5x or E6x series of Electronicon Kondensatoren company.

Claims

1. A device for parametric stabilization of AC voltage, comprising a first current sensor, a first voltage sensor, a first reactor unit, a first capacitor unit consisting of capacitors with controlled switches, characterized in that the first, second, third, fourth, fifth and sixth units are introduced analog-to-digital conversion (ADC blocks), first, second, third, fourth and fifth Fourier transform blocks (FFT), control and visualization control unit (VHF block), frequency detector, second, third and fourth d current sensors, a second voltage sensor, a digital step-down conversion unit (DSP block), an amplitude-phase detector, a filtering unit, a second and third reactor blocks, a second capacitor block, consisting of capacitors with controllable switches, while the first current sensor is connected to the output by an input an electric power source, and the first output to the input of the first ADC unit, the output of which is connected to the first input of the first FFT, the output of which is connected to the first input of the VHF unit, the first output of which is connected to the second input of the first FFT, the second output of the first current sensor is connected to the input of the first voltage sensor, the output of which is connected to the input of the second ADC unit, the output of which is connected to the second input of the VHF unit, the first input of the second FFT and the input of the frequency detector, the output of which is connected to the third input of the VHF unit the fourth input of which is connected to the output of the second FFT, the second input of which is connected to the second output of the VHF unit, the third output of which is connected to the first inputs of the first reactor and first capacitor units, the second inputs of which knitted with the second output of the first current sensor, the input of the first voltage sensor and the input of the second current sensor, the first output of which is connected to the input of the third ADC unit, the output of which is connected to the first input of the CPU module, the second input of which is connected to the fourth output of the VHF unit, and the output the CPU block is connected to the input of the amplitude-phase detector, the output of which is connected to the fifth input of the VHF unit, the fifth output of which is connected to the first input of the filtering unit, the second input of which is connected to the second output of the second current sensor and to the input the house of the third current sensor, the first output of which is connected to the input of the fourth ADC block, the output of which is connected to the first input of the third FFT, the output of which is connected to the sixth input of the VHF unit, and the second input of the third FFT is connected to the sixth output of the VHF unit, the seventh output of which is connected to the first input of the second reactor block, the second input of which is connected to the second output of the third current sensor, and the output of the second reactor block is connected to the first inputs of the third reactor and second capacitor blocks, the second inputs of which are connected They are connected with the eighth output of the VHF unit, the output of the second reactor unit is also connected to the input of the second voltage sensor, the output of which is connected to the input of the fifth ADC unit, the output of which is connected to the first input of the fourth FFT and to the seventh input of the VHF unit, the eighth input of which is connected to the output of the fourth FFT, the second input of which is connected to the ninth output of the VHF unit, the output of the second reactor unit is also connected to the input of the fourth current sensor, the first output of which is connected to the input of the sixth ADC unit, the output of which is connected to the first fifth course of the FFT, the output of which is connected to a ninth input of the VHF unit tenth whose output is connected to the second input of the fifth FFT, the second output of the fourth current sensor connected to the output of the parametric stabilization device AC voltage that is connected to the load.

2. The device according to claim 1, characterized in that the first, second, and third reactor units are digitally controlled, each of which contains m-connected discrete inductive elements, each of which is connected in parallel with the corresponding m-controlled switching devices, where m is equal to the number of bits of the coefficient of overlap of the range of variation of the inductance of the reactor block k _p equal to the ratio of the maximum L _max to the minimum L _min inductance and expressed in binary Islenia.

3. The device according to claim 1, characterized in that the filtering unit contains (n-1) adjustable harmonic filters, where n is the number of harmonics of the analyzed spectrum, each of which contains the first and second adjustable inductances and one unregulated capacitance, together forming a controlled series resonant circuit at the frequency of the corresponding harmonic.