RU2618115C1 - Ac voltage normalizer - Google Patents
Ac voltage normalizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618115C1 RU2618115C1 RU2015149625A RU2015149625A RU2618115C1 RU 2618115 C1 RU2618115 C1 RU 2618115C1 RU 2015149625 A RU2015149625 A RU 2015149625A RU 2015149625 A RU2015149625 A RU 2015149625A RU 2618115 C1 RU2618115 C1 RU 2618115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- control unit
- voltage
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
- H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для поддержания переменного напряжения в заданных пределах.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to maintain AC voltage within specified limits.
Известны технические решения в виде регулирующих устройств, устанавливаемых между источником переменного напряжения и нагрузкой.Known technical solutions in the form of control devices installed between an AC voltage source and a load.
Например, известен нормализатор переменного напряжения патент РФ №2529195, МПК Н02М 5/12, опубл. 27.09.2014), содержащий трехфазный трехстержневой трансформатор, обмотки которого соединены встречно в зигзаг. Свободные выводы первых обмоток подключены к входным зажимам, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую нулевую точку для подключения однофазных нагрузок. В две фазы обмоток трехстержневого трансформатора введены вольтодобавочные обмотки, обеспечивающие повышение или понижение напряжения питающей сети соответствующих фаз и выводы которых соединены с автоматическим переключателем фаз. Автоматический переключатель фаз соединен также с входным выводом первичной обмотки третьей фазы, а также с нулевым выводом первичных обмоток, включенных в зигзаг и выходными зажимами нормализатора.For example, the AC voltage normalizer is known RF patent No. 2529195, IPC
Отличие нормализатора напряжения от стабилизатора напряжения состоит в поддержании на выходе устройства не фиксированного напряжения, а напряжения в диапазоне, заданном, например, ГОСТ Ρ 54149-2010, что обеспечивает нормальную работу подавляющего числа потребителей электрической энергии.The difference between a voltage regulator and a voltage stabilizer is to maintain at the device output not a fixed voltage, but a voltage in the range specified, for example, GOST 54149-2010, which ensures the normal operation of the vast majority of electric energy consumers.
Нормализатор по патенту РФ №2529195 обеспечивает нормализацию однофазного напряжения путем автоматического переключения на напряжение той фазы симметрирующего трансформатора, на выходе которой это напряжение соответствует норме. Недостатком данной схемы является требование наличия трех входных питающих фаз для получения однофазного нормализированного напряжения на выходе.The normalizer according to the patent of the Russian Federation No. 2529195 provides the normalization of single-phase voltage by automatically switching to the voltage of the phase of the balancing transformer, at the output of which this voltage corresponds to the norm. The disadvantage of this circuit is the requirement of the presence of three input supply phases to obtain a single-phase normalized output voltage.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство нормализации переменного напряжения (патент РФ №2346318, МПК G05F 1/30, опубл. 10.02.2009), содержащее входные и выходные клеммы, датчик входного напряжения сети, трансформатор, первичная обмотка которого включена в первую диагональ мостовой схемы из четырех нормально открытых управляемых ключей переменного тока, вторичная обмотка трансформатора включена последовательно в цепь нагрузки, а параллельно вторичной обмотке трансформатора включен управляемый ключ переменного тока. Управление управляющими ключами переменного тока осуществляется трехпозиционным компаратором. В цепи выходных управляющих сигналов «больше» и «меньше» трехпозиционного компаратора введены элементы задержки, обеспечивающие синхронизацию включения первичной обмотки трансформатора и шунтирование вторичной обмотки, а к входам «верхнее напряжение» и «нижнее напряжение» трехпозиционного компаратора подключены задатчики верхнего и нижнего напряжения соответственно.Closest to the proposed device is the normalization of AC voltage (RF patent No. 2346318, IPC
Недостатком устройства по патенту №2346318 является возникновение скачков напряжения и тока в моменты коммутации, что снижает надежность работы устройства. Также ключ, параллельный вторичной обмотке трансформатора, должен быть рассчитан на ток, равный току нагрузки, что также снижает надежность.The disadvantage of the device according to patent No. 2346318 is the occurrence of voltage and current surges at the moments of switching, which reduces the reliability of the device. Also, the key parallel to the secondary winding of the transformer must be designed for a current equal to the load current, which also reduces reliability.
Задача (технический результат) предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы устройства при обеспечении заданных параметров регулирования.The task (technical result) of the present invention is to increase the reliability of the device while providing the specified control parameters.
Поставленная задача решается тем, что нормализатор переменного напряжения содержит входные и выходные клеммы, трансформатор с первичной и вторичной обмотками, последняя подключена первым выводом к первой входной клемме, а вторым выводом к первой выходной клемме, четыре коммутатора, соединенных по мостовой схеме, в первую диагональ мостовой схемы включена первичная обмотка трансформатора, один из выводов второй диагонали мостовой схемы подключен к второй входной клемме, которая также подключена к второй выходной клемме. Согласно предлагаемому изобретению нормализатор снабжен блоком ограничения тока с коммутатором шунтирования, двумя блоками гистерезиса и блоком управления, второй вывод диагонали моста подключен к первой входной клемме через блок ограничения тока, параллельно которому включен коммутатор шунтирования блока ограничения тока, к входу блока управления подключены выходы блоков гистерезиса, а выходы блока управления подключены к входам управления коммутаторами.The problem is solved in that the AC voltage regulator contains input and output terminals, a transformer with primary and secondary windings, the latter is connected by the first output to the first input terminal, and by the second output to the first output terminal, four switches connected via a bridge circuit to the first diagonal the bridge circuit includes the primary winding of the transformer, one of the terminals of the second diagonal of the bridge circuit is connected to the second input terminal, which is also connected to the second output terminal. According to the invention, the normalizer is equipped with a current limiting unit with a bypass switch, two hysteresis units and a control unit, the second output of the bridge diagonal is connected to the first input terminal through a current limiting unit, in parallel with which the bypass switch of the current limiting unit is connected, the outputs of the hysteresis units are connected to the input of the control unit , and the outputs of the control unit are connected to the control inputs of the switches.
С целью увеличения диапазона нормализации входного напряжения целесообразно снабдить нормализатор, по меньшей мере, одной дополнительной первичной обмоткой, соединенной одним выводом с другой первичной обмоткой, а другим выводом через два коммутатора с входными клеммами.In order to increase the normalization range of the input voltage, it is advisable to equip the normalizer with at least one additional primary winding connected by one output to another primary winding and the other output through two switches with input terminals.
Для повышения временного ресурса работы устройства целесообразно снабдить нормализатор блоком тактирования, подключенным к входу блока управления, благодаря которому можно снизить частоту переключений коммутаторов.To increase the time resource of the device, it is advisable to equip the normalizer with a clock unit connected to the input of the control unit, due to which it is possible to reduce the switching frequency of the switches.
Для исключения наложения пусковых токов в случае параллельной работы нескольких нормализаторов целесообразно снабдить предлагаемое устройство блоком задержки, подключенным к входу блока управления.To avoid the imposition of inrush currents in the case of parallel operation of several normalizers, it is advisable to provide the proposed device with a delay unit connected to the input of the control unit.
Предлагаемое изобретение поясняется функциональной схемой устройства, которая приведена на фигуре.The invention is illustrated by the functional diagram of the device, which is shown in the figure.
Нормализатор переменного напряжения содержит входные 1 и выходные 2 клеммы, трансформатор с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, последняя подключена первым выводом к первой входной клемме 1, а вторым выводом к первой выходной клемме 2, четыре коммутатора 5, 6, 7, 8, соединенных по мостовой схеме, в первую диагональ мостовой схемы включена первичная обмотка 3 трансформатора, один из выводов второй диагонали мостовой схемы подключен к второй входной клемме 1, которая также подключена к второй выходной клемме 2. Согласно предлагаемому изобретению нормализатор снабжен блоком ограничения тока 9 с коммутатором шунтирования 10, двумя блоками гистерезиса 11 и 12, блоком управления 13, второй вывод диагонали моста подключен к первой входной клемме 1 через блок ограничения тока 9, параллельно которому включен коммутатор 10 шунтирования блока ограничения тока, к входу блока управления подключены выходы блоков гистерезиса 11 и 12, а выходы блока управления подключены к входам управления коммутаторами 5, 6, 7, 8, 10.The AC voltage normalizer contains
Предлагаемый нормализатор работает следующим образом.The proposed normalizer works as follows.
Входное напряжение через входные клеммы 1 поступает на блоки гистерезиса 11 и 12. В исходном состоянии на выходе блоков 11 и 12 логический 0. При превышении входным напряжением верхнего порога блока 11, например 223 В, на выходе блока 11 устанавливается логическая 1. При снижении входного напряжения ниже верхнего порога, и при условии, что выход блока 11 равен логической 1, а также если входное напряжение выше нижнего порога блока 11, например 220 В, выход блока 11 не изменяет своего состояния и остается равным 1. При дальнейшем снижении входного напряжения до нижнего порога напряжения блока 11 и ниже на выходе блока 11 устанавливается логический 0.The input voltage through the
Блок гистерезиса 12 работает похожим образом. В исходном состоянии на выходе блока 12 логический 0. При снижении входного напряжения ниже нижнего порога блока 12, например 209 В, на выходе блока 12 устанавливается логическая 1. При повышении входного напряжения выше нижнего порога и при условии, что выход блока 12 равен логической 1, а также если входное напряжение ниже верхнего порога блока 12, например 212 В, выход блока 12 не изменяет своего состояния и остается равным 1. При дальнейшем повышении входного напряжения до верхнего порога напряжения блока 12 и выше на выходе блока устанавливается логический 0.The
Блок управления 13 коммутаторами анализирует выходы блоков гистерезиса 11, 12 и управляет коммутаторами 5, 6, 7, 8 и 10. Первоначально считаем, что коммутаторы 5, 8 и 10 имеют нормально разомкнутые контакты, а коммутаторы 6 и 7 - нормально замкнутые.The
Если выход блока гистерезиса 11 равен логической 1, а выход блока гистерезиса 12 равен 0, то система переходит в режим «ПОНИЖЕНИЕ». Для этого через заданные блоком управления промежутки времени замыкается коммутатор 5, размыкается коммутатор 6, замыкается коммутатор 10. Когда выходы блоков гистерезиса 11, 12 равны 0, это означает, что входное напряжение сети нормализовалось, и система переходит в режим «ТРАНЗИТ». Для перехода в режим «ТРАНЗИТ» через заданные блоком управления промежутки времени размыкается коммутатор 10, замыкается коммутатор 6, размыкается коммутатор 5.If the output of the
Если выход блока гистерезиса 12 равен логической 1, а выход блока гистерезиса 11 равен 0, то система переходит в режим «ПОВЫШЕНИЕ». Для этого через заданные блоком управления промежутки времени замыкается коммутатор 8, размыкается коммутатор 7, замыкается коммутатор 10. Когда выходы блоков гистерезиса 11, 12 равны 0, это означает, что входное напряжение сети нормализовалось, и система переходит в режим «ТРАНЗИТ». Для перехода в режим «ТРАНЗИТ» через заданные блоком управления промежутки времени размыкается коммутатор 10, замыкается коммутатор 7, размыкается коммутатор 8.If the output of the
Предлагаемая последовательность переключения коммутаторов обеспечивает непрерывность протекания токов в нормализаторе, исключая тем самым большие броски напряжения и тока, что повышает надежность работы устройства.The proposed switching sequence of the switches ensures the continuity of the flow of currents in the normalizer, thereby eliminating large surges of voltage and current, which increases the reliability of the device.
Также для управления первичной обмоткой требуются коммутационные элементы на ток приблизительно в KT раз меньше, чем ток, протекающий в нагрузке. Где KT - отношение значения напряжения первичной обмотки к значению напряжения вторичной обмотки. Например, KT=230/13=17,7. Этот фактор начинает играть большую роль с увеличением потребляемой нагрузкой мощности. В предлагаемом нормализаторе все коммутационные элементы размещены именно со стороны первичной обмотки, что позволяет использовать более простые и надежные устройства коммутации и приводит к повышению надежности работы устройства в целом.Also, to control the primary winding, switching elements are required per current approximately K T times less than the current flowing in the load. Where K T is the ratio of the voltage value of the primary winding to the voltage value of the secondary winding. For example, K T = 230/13 = 17.7. This factor begins to play a large role with an increase in power consumption. In the proposed normalizer, all switching elements are located precisely on the side of the primary winding, which allows the use of simpler and more reliable switching devices and increases the reliability of the device as a whole.
При снабжении нормализатора блоком тактирования 14 на выходе этого блока через определенные интервалы времени, например от 2 до 30 сек, появляются короткие разрешающие импульсы, которые поступают в блок управления 13 коммутаторами. При этом блоку управления 13 разрешено изменять свое состояние только один раз за один разрешающий импульс. Благодаря данному механизму в системе существенно снижаются коммутационные потери, которые могли возникнуть при условии нахождения входного напряжения возле границ гистерезиса. Повышается надежность и временной ресурс работы системы. Особенно это актуально, если в качестве коммутационных элементов используются электромеханические устройства, например контакторы.When the normalizer is supplied with a
Нормализатор также может быть снабжен блоком задержки 15. При включении нормализатора на выходе блока задержки 15 логический 0 и работа системы запрещена. При достижении определенного времени, например от 0 до 300 сек, на выходе блока задержки появляется логическая 1 и работа нормализатора разрешается. Это позволяет исключить наложение пусковых токов при параллельной работе нескольких нормализаторов за счет задания разных уставок времени для блоков задержки.The normalizer can also be equipped with a
Claims (5)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015149625A RU2618115C1 (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Ac voltage normalizer |
EA201891148A EA201891148A1 (en) | 2015-11-18 | 2016-11-10 | NORMALIZER OF VARIABLE VOLTAGE |
PCT/RU2016/000764 WO2017099628A1 (en) | 2015-11-18 | 2016-11-10 | Ac voltage regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015149625A RU2618115C1 (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Ac voltage normalizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618115C1 true RU2618115C1 (en) | 2017-05-05 |
Family
ID=58503682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015149625A RU2618115C1 (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Ac voltage normalizer |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA201891148A1 (en) |
RU (1) | RU2618115C1 (en) |
WO (1) | WO2017099628A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1697061A1 (en) * | 1989-08-22 | 1991-12-07 | Тираспольский Научно-Технический Центр "Электромаш" | Control ac to ac voltage converter |
EP1226480A1 (en) * | 1999-10-29 | 2002-07-31 | Inverpower Controls Ltd | Static voltage regulator |
RU2346318C1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-02-10 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Voltage regulator |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH118811A (en) * | 1926-04-10 | 1927-02-01 | Oerlikon Maschf | Switching device for additional transformers. |
DE102009014243A1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | A. Eberle Gmbh & Co. Kg | Local power transformer or circuit for electrical distribution transformer for control or regulation of voltage range of every phase for low voltage level, is provided with distribution transformer with primary and secondary coiling |
FR2994039B1 (en) * | 2012-07-26 | 2016-01-22 | Transfix | DEVICE FOR DYNAMICALLY ADJUSTING THE VOLTAGE OF AN ELECTRICAL NETWORK |
FR3004284B1 (en) * | 2013-04-08 | 2015-04-03 | Schneider Electric Ind Sas | TRANSFORMER WITH MEANS FOR ADJUSTING THE LOAD TRANSFORMATION RATIO |
EP2942796B1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-12-21 | ABB Schweiz AG | Voltage control system |
-
2015
- 2015-11-18 RU RU2015149625A patent/RU2618115C1/en active
-
2016
- 2016-11-10 WO PCT/RU2016/000764 patent/WO2017099628A1/en active Application Filing
- 2016-11-10 EA EA201891148A patent/EA201891148A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1697061A1 (en) * | 1989-08-22 | 1991-12-07 | Тираспольский Научно-Технический Центр "Электромаш" | Control ac to ac voltage converter |
EP1226480A1 (en) * | 1999-10-29 | 2002-07-31 | Inverpower Controls Ltd | Static voltage regulator |
RU2346318C1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-02-10 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Voltage regulator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017099628A1 (en) | 2017-06-15 |
EA201891148A1 (en) | 2018-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8045309B2 (en) | Magnetic energy recovery switch having protective circuit | |
US3600664A (en) | Overcurrent protection for solid-state voltage regulator | |
WO2016147413A1 (en) | Converter unit system and converter unit | |
CN103840729B (en) | The startup of contactless on-load automatic regulating distribution transformer and transition branch road | |
US10439431B2 (en) | Method to reduce inrush currents in a transformer-less rectifier uninterruptible power supply system | |
US9870879B2 (en) | Controlled switching devices and method of using the same | |
CN106374507A (en) | Three-phase common compensation intelligent synchronous switch and control protection method thereof | |
CN106356878B (en) | Interphase load transfer method based on waveform fitting | |
RU2618115C1 (en) | Ac voltage normalizer | |
KR101430577B1 (en) | Voltage sag protector for three phase servo driver | |
RU162459U1 (en) | VOLTAGE NORMALIZER | |
RU2711587C1 (en) | Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation | |
RU2377630C1 (en) | Stabiliser of ac voltage with elements of protection and back-up (versions) | |
RU181451U1 (en) | ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM | |
EP2984729B1 (en) | Power supply apparatus with controllable multiple input rectification | |
RU2621704C1 (en) | Activation device for three-phase transformer | |
RU2066084C1 (en) | Device for control of electric load | |
RU2697259C1 (en) | Device for per-phase compensation of reactive power | |
RU124070U1 (en) | DEVICE FOR LONGITUDINAL CAPACITY COMPENSATION OF AC TRACING SUBSTATION | |
WO2014176726A1 (en) | A control method for blocking/deblocking converters of a series mtdc system and controller thereof | |
RU119184U1 (en) | TRANSFORMER VOLTAGE CONTROL DEVICE | |
RU2709094C1 (en) | Three-phase alternating voltage corrector | |
RU159466U1 (en) | DEVICE FOR LIMITING THROUGH CURRENT RISES | |
RU2761173C1 (en) | Device to control transformer voltage under load | |
RU144225U1 (en) | TECHNICAL INSTALLATION POWER SUPPLY DEVICE |