RU2686061C1 - Method for construction of excitation system control circuit - Google Patents
Method for construction of excitation system control circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686061C1 RU2686061C1 RU2018117218A RU2018117218A RU2686061C1 RU 2686061 C1 RU2686061 C1 RU 2686061C1 RU 2018117218 A RU2018117218 A RU 2018117218A RU 2018117218 A RU2018117218 A RU 2018117218A RU 2686061 C1 RU2686061 C1 RU 2686061C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- excitation
- optical
- excitation system
- control system
- Prior art date
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 title description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000007363 regulatory process Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
- H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
- H02M1/092—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Система управления системой возбуждения с повышенной стойкостью изоляцииExcitation system control system with enhanced insulation resistance
Описание изобретенияDescription of the invention
Область техники:Technical Field:
Изобретение относиться к электротехнике и может быть применено для повышения надежности создаваемых систем возбуждения синхронных электрических машин. Изобретение позволяет упростить разработку систем возбуждения, упрощает профилактический контроль системы в процессе эксплуатации и способствует большей унификации компонентов систем возбуждения разных мощностей.The invention relates to electrical engineering and can be applied to improve the reliability of the created excitation systems of synchronous electric machines. The invention allows to simplify the development of excitation systems, simplifies preventive monitoring of the system during operation and contributes to a greater unification of the components of the excitation systems of different capacities.
Уровень техники:The level of technology:
Развитие систем возбуждения происходило на основании аккумулирования достижений силовой электроники, микропроцессорной техники и теории электрических аппаратов. При этом, при создании систем возбуждения, объединялись узлы, детали и компоненты, имеющие широкое распространение в промышленности без учета особых требований, предъявляемых к системам возбуждения. К особенностям систем возбуждения следует отнести необходимость обеспечить высокую надежность функционирования при одновременном решении сложных вычислительных задач процесса регулирования, задач помехозащищенного управления мощными тиристорными преобразователями и задач управления коммутационными аппаратами, коммутирующими значительные токи и напряжения. При этом, применяют такие конструкторские решения, как разнесение микропроцессорных вычислительных мощностей со слаботочными цепями и сильноточных цепей тиристорных преобразователей и коммутационных аппаратов. При таких решениях, надежность системы возбуждения в целом, определяется обеспечением электромагнитной совместимости разных устройств, обеспечением процесса проведения периодических проверок и испытаний.The development of excitation systems was based on the accumulation of the achievements of power electronics, microprocessor technology and the theory of electrical devices. At the same time, when creating excitation systems, units, parts and components that are widely used in industry without taking into account the special requirements for excitation systems were combined. The special features of excitation systems include the need to ensure high reliability of operation while simultaneously solving complex computational problems of the regulatory process, problems of noise-free control of powerful thyristor converters, and tasks of controlling switching devices that commute significant currents and voltages. In this case, they use such design solutions as the separation of microprocessor computing power with low-current circuits and high-current circuits of thyristor converters and switching devices. With such solutions, the reliability of the excitation system as a whole is determined by ensuring the electromagnetic compatibility of different devices, ensuring the process of conducting periodic inspections and tests.
Для детального рассмотрения проблем схемной реализации существующих систем возбуждения выделим в их структуре следующие группы элементов:For a detailed consideration of the problems of the circuit implementation of the existing excitation systems, we select the following groups of elements in their structure:
1. Группу источников питания (трансформаторы, аккумуляторные батареи, преобразователи уровней напряжения);1. A group of power sources (transformers, batteries, voltage level converters);
2. Группу устройств регулирования и управления (регуляторы, контроллеры управления, панели управления операторов, локальные схемы автоматики);2. A group of devices for regulation and control (regulators, controllers, operator control panels, local automation schemes);
3. Группу коммутационных аппаратов (контактор устройства гашения поля, контактор шунтирования ротора, контактор начального возбуждения, автоматы рабочего и резервного ввода, контакторы системы охлаждения);3. A group of switching devices (field quenching contactor, rotor shunting contactor, initial excitation contactor, operating and backup input automata, cooling system contactors);
4. Группу силовых полупроводниковых ключей (тиристоры тиристорных силовых выпрямительных мостов, тиристоры разрядников защиты ротора от перенапряжения).4. A group of power semiconductor switches (thyristors, thyristor power rectifier bridges, thyristors of arresters protecting the rotor against overvoltage).
Все указанные выше группы связанны проводными связями, объединяющими устройства в единую систему. При этом, в системе используются как устройства большой мощности, являющиеся источниками помех (коммутационные аппараты, полупроводниковые ключи), так и устройства малой потребляемой мощности, с низкими энергиями сигналов управления (группа устройств регулирования и управления), а также устройства, связывающие мощные и маломощные элементы - устройства группы источников питания. Конструкторская задача уменьшения влияния групп друг на друга решается конструкторами индивидуально, для каждой системы, исходя из своих собственных правил, и всегда является неким компромиссом, возможным для создаваемой системы.All of the above groups are connected by wired connections, combining devices into a single system. At the same time, the system uses both high-power devices that are sources of interference (switching devices, semiconductor switches) and low-power devices with low energies of control signals (group of control and control devices), as well as devices connecting powerful and low-power devices. elements - devices of power supply group. The design task of reducing the influence of groups on each other is solved by the designers individually, for each system, based on their own rules, and is always a kind of compromise possible for the system being created.
Задача изобретения состоит в выработке решения, позволяющего упростить построение схемы системы возбуждения, избежав при этом конфликтов при реализации требований разных групп. Наиболее близкую к предлагаемому изобретению попытку решить изложенные задачи можно рассмотреть в патенте на изобретение RU 2421866. Указанное изобретение решает схожие задачи для высоковольтных преобразователей устройств плавного пуска и регулирования скорости высоковольтных асинхронных и синхронных электродвигателей. При использовании указанного изобретения для систем возбуждения невозможно полностью решить поставленные технические задачи, поскольку задача управления системой возбуждения включает в себя, помимо задачи управления тиристорами, задачу управления коммутационными аппаратами. Предлагаемое изобретение отличает направленность на решение задач систем возбуждения и наличие общего микропроцессорное устройство управления, как для силовых полупроводниковых ключей, так и для коммутационных аппаратов. Так же, важным отличием, является то, что в указанном изобретении не решаются задачи минимизации повреждений оборудования при аварийных выходах из строя тиристоров и коммутационных аппаратов, а так же задачи обеспечения возможности периодического проведения испытаний изоляции элементов силовой части схемы. В предлагаемом же изобретении, решению этих задач придается особое значение.The objective of the invention is to develop solutions to simplify the construction of the circuit of the excitation system, while avoiding conflicts when implementing the requirements of different groups. The closest to the proposed invention is an attempt to solve the problems set forth in the patent RU 2421866. The invention solves similar problems for high-voltage converters of soft-start devices and speed control of high-voltage asynchronous and synchronous electric motors. When using this invention for excitation systems, it is impossible to completely solve the set technical problems, since the task of controlling the excitation system includes, in addition to the task of controlling the thyristors, the task of controlling switching devices. The present invention is distinguished by the focus on solving problems of excitation systems and the presence of a common microprocessor control device, both for power semiconductor switches and for switching devices. Also, an important difference is that the invention does not solve the problem of minimizing equipment damage during emergency outages of thyristors and switching devices, as well as the problem of ensuring the possibility of periodically conducting insulation tests of power circuit elements. In the present invention, the solution of these problems is emphasized.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
В основе изобретения лежат современные достижения радиоэлектроники, такие как:The invention is based on modern achievements of radio electronics, such as:
1. Промышленное освоение производства волоконно-оптической кабельной продукции и как результат, снижение стоимости реализации волоконно-оптических каналов связи. Волоконно-оптические патч-корды и разъемы для их подключения являются стандартными изделиями выпускаемыми предприятиями в широкой номенклатуре.1. Industrial development of the production of fiber-optic cable products and as a result, reducing the cost of selling fiber-optic communication channels. Fiber optic patch cords and connectors for connecting them are standard products manufactured by enterprises in a wide range.
2. Промышленное освоение производства транзисторов, изготовленных по карбид-кремниевой технологии. В таких транзисторах снижена вероятность электрического пробоя, возросли рабочие температуры, а также существенно снижены потери на коммутацию, что позволяет увеличить диапазон их рабочих частот, вследствие чего снижаются массогабаритные показатели индуктивных и емкостных компонентов схем.2. Industrial development of the production of transistors manufactured by carbide-silicon technology. In such transistors, the likelihood of electrical breakdown is reduced, operating temperatures have increased, and switching losses are significantly reduced, which allows increasing the range of their operating frequencies, as a result of which the mass and dimensions of inductive and capacitive components of the circuits are reduced.
3. Появление нанокристаллических материалов на основе железа, позволяющих создать магнитопроводы, работающие на высоких частотах с низкими потерями;3. The appearance of nanocrystalline materials based on iron, allowing to create magnetic circuits operating at high frequencies with low losses;
4. Появление одноплатных компьютеров большой вычислительной мощности, позволяющих решить все необходимые вычислительные задачи в одном вычислительном узле, что избавляет от необходимости работы с несколькими видами прикладного пользовательского программного обеспечения.4. The emergence of single-board computers of large computational power, allowing to solve all the necessary computational problems in a single computing node, which eliminates the need to work with several types of application user software.
Исходя из последних достижений техники, возникают предпосылки создания новой системы управления системой возбуждения с повышенной стойкостью изоляции, при использовании которой были бы решены следующие технические задачи:Based on the latest achievements of technology, there are prerequisites for creating a new control system for the excitation system with enhanced insulation resistance, which would solve the following technical problems:
1. Обеспечено решение задач электромагнитной совместимости на схемном уровне, не зависимо от частных конструкторских решений по размещению оборудования и коммутационных связей;1. The solution of electromagnetic compatibility problems at the circuit level is ensured, regardless of the particular design decisions for the placement of equipment and switching connections;
2. Обеспечена возможность проведения периодических проверок изоляции силовой части системы возбуждения, путем проведения высоковольтных испытаний без создания угроз повреждения низковольтных цепей регулирующей и управляющей частей системы;2. It is possible to conduct periodic inspections of the insulation of the power part of the excitation system, by conducting high-voltage tests without creating threats to damage the low-voltage circuits of the regulating and controlling parts of the system;
3. Обеспечена возможность отказа от локальных микропроцессорных узлов, размещаемых в силовой части, таких как схема импульсно фазового управления, схема управления тиристорами разрядника ротора, устройств управления охлаждением и становиться возможен переход на единый центр решения задач регулирования и управления;3. It is possible to abandon local microprocessor nodes located in the power section, such as the pulse-phase control circuit, the control circuit of the thyristors of the rotor arrester, cooling control devices, and it becomes possible to switch to a single center for solving regulation and control tasks;
4. Задачи локализации распространения аварийных повреждений на всю систему при повреждении одного из узлов системы возбуждения.4. The task of localizing the spread of accidental damage to the entire system if one of the excitation system nodes is damaged.
Следует отметить, что поставленные выше задачи возникли не сразу, а появились также в процессе эволюции систем возбуждения. На ранних стадиях развития систем возбуждения, при использовании релейно-контакторной логики и магнитных усилителей в контуре регулирования, системы были устойчивы воздействиям помех и единичным высоковольтным импульсам напряжения. Проблемы накапливались постепенно, при переносе в конструкции систем возбуждения решений из других отраслей, без их адаптации к специфике систем возбуждения. Этому также способствовали также экономические условия, когда, в силу незначительности рынка систем возбуждения, было не целесообразно производить мелкосерийное устройство узкоспециализированных устройств, а выгодно применить узел из общепромышленной серии. Предлагаемое изобретение решает изложенные выше технические задачи.It should be noted that the above tasks did not arise immediately, but also appeared in the process of evolution of the excitation systems. In the early stages of development of excitation systems, when using relay-contactor logic and magnetic amplifiers in the control loop, the systems were resistant to interference and single high-voltage voltage pulses. Problems accumulated gradually, while transferring solutions from other industries to the design of excitation systems, without adapting them to the specifics of the excitation systems. This was also facilitated by economic conditions, when, due to the insignificance of the market for excitation systems, it was not advisable to produce a small-scale device for highly specialized devices, but it was advantageous to use a node from the general industrial series. The present invention solves the above technical problems.
Предметом изобретения является система управления системой возбуждения принципиально отличающаяся от всех, применяемых ранее тем, что содержит разделение доставки до объектов управления сигнала управления и энергии, для осуществления управления. При этом доставка сигналов управления реализуется только с использованием волоконно-оптических линий связи, а доставка энергии осуществляется с помощью создания в пределах системы возбуждения изолированной электрической сети переменного тока высокой частоты. Выделение такой сети является существенным условием повышения стойкости изоляции, поскольку использование высоких частот позволяет применить компактные трансформаторные гальванические развязки с высоким уровнем изоляции.The subject of the invention is the control system of the excitation system which is fundamentally different from all previously used in that it contains a separation of the delivery to the control objects of the control signal and energy to control. At the same time, the delivery of control signals is realized only with the use of fiber-optic communication lines, and the energy is delivered by creating an isolated high-frequency electric AC network within the excitation system. The selection of such a network is an essential condition for increasing insulation resistance, since the use of high frequencies allows the use of compact galvanic transformer isolators with a high level of isolation.
Принцип разделения и обособления для каждого объекта управления - тиристора или коммутационного аппарата - информационных сигналов, поступающих по оптическому каналу и каналов поступления энергии (электропитания), служащих для энергетического воздействия на объект при реализации управления, позволяет исключить взаимное электромагнитное влияние по цепям питания или цепям управления различных тиристоров или коммутационных аппаратов друг на друга. Полное исключение электрических сигналов управления и переход на оптические каналы управления позволяет:The principle of separation and separation for each control object - a thyristor or switching device - information signals arriving through the optical channel and energy input channels (power supplies), which serve to energize the object when the control is implemented, eliminates mutual electromagnetic influence on the power supply or control circuits various thyristors or switching devices on each other. The complete elimination of electrical control signals and the transition to optical control channels allows you to:
1. Обеспечить идеальную помехоустойчивость;1. Provide perfect noise immunity;
2. Унифицировать выходы управления и регулирования - все выходы контрольно-регулирующего устройства выполняются с одним типом оптического разъема соединителя и одним типом источника излучения. Становиться возможным объединения регулирующей части (регулятора, в классическом понимании) и контроллера управления в едином устройстве, без разделения программного обеспечения и без необходимости пересылки друг другу части сигналов;2. Unify control and regulation outputs - all outputs of the control and regulating device are performed with one type of optical connector of the connector and one type of radiation source. It becomes possible to combine the regulatory part (the regulator, in the classical sense) and the control controller in a single device, without separating the software and without having to send parts of signals to each other;
3. Значительно упрощается наладка - в случае простейшей диагностики возможно визуально определить наличие излучения по тому или иному каналу управления. При этом, не требуются приборы для измерения, например, уровней напряжения и тока, а также проведение анализа спектра сигнала на предмет формы его полезной составляющей. Так же просто проверяется и приемная часть - с помощью тестового источника излучения - единого для всех объектов управления в составе системы возбуждения.3. The setup is greatly simplified - in the case of the simplest diagnostics, it is possible to visually determine the presence of radiation from one or another control channel. At the same time, instruments are not required for measuring, for example, voltage and current levels, as well as analyzing the signal spectrum for the shape of its useful component. It is just as easy to check the receiving part - using a test radiation source - the same for all control objects in the excitation system.
На приведенной на Фиг. 1 структурной схеме, предлагаемой изобретением, раздельные в классических системах возбуждения устройства регулирования и управления, вырождаются в единое микропроцессорное устройство управления 1. Такое решение стало возможным, прежде всего, с появлением микропроцессоров с высоким быстродействием, позволяющих, решить все функциональные задачи в едином устройстве, а также благодаря использованию волоконно-оптических каналов связи, позволяющих передавать сигналы управления на большие расстояния без задержки. Использование единого микропроцессорного устройства управления позволяет также решить задачу использования только одного вида прикладного программного обеспечения микропроцессора, что позволяет упростить задачу эксплуатации системы возбуждения. Все каналы управления и регулирования формируются в виде оптического излучения и передаются к объектам управления индивидуальными волоконно-оптическими линиями связи 2.In FIG. 1, the block diagram proposed by the invention, separate in classical excitation systems, control and control devices, degenerates into a single
Канал поступления энергии к объектам управления, или канал электропитания, остается единственным критическим, с точки зрения надежности, конструктивным звеном. Угрозы функционированию представляют взаимные электромагнитные помехи, а также возможные в процессе эксплуатации локальные снижения изоляции. Для максимального ослабления данных факторов в изобретении используется схема электропитания объектов управления (тиристоров и коммутационных аппаратов) с использованием общей для всех устройств шины питания переменным напряжением в диапазоне частот от 50 до 1000 килогерц. Источником такого напряжения является преобразователь переменного тока 3. Преобразователь представляет собой инвертор, получающий питание от имеющихся в наличии источников постоянного и выпрямленного переменного тока промышленной частоты. При современном развитии техники, для построения инвертора, наиболее рационально использовать транзисторы, изготовленные по карбид-кремниевой технологии. Данный тип прибора позволяет без увеличения потерь повысить частоту напряжения магистрали питания, что положительно сказывается на массогабаритных показателях элементов схемы возбуждения.The channel of energy supply to the control objects, or the power supply channel, remains the only critical, from the point of view of reliability, constructive link. Mutual electromagnetic interference is a threat to the functioning, as well as local insulation reductions that are possible during operation. To maximize the attenuation of these factors, the invention uses the power supply circuit of control objects (thyristors and switching devices) using the common for all devices of the power bus AC voltage in the frequency range from 50 to 1000 kilohertz. The source of this voltage is an
К выходу преобразователя подключается шина питания 4, общая для всех устройств системы возбуждения. Подключение нагрузок к шине питания осуществляется через индивидуальные для каждого объекта управления или потребителя конденсаторы связи 5. Изобретение предусматривает для подключения каждой нагрузки к шине число конденсаторов равное числу проводников шины. Использование конденсаторов связи при подключении нагрузок к шине решает следующие технические задачи:The
1. При повреждениях изоляции, не позволяет токам, имеющим опасные по величине постоянные и низкочастотные (промышленной частоты) составляющие токов, из зоны повреждения, проникать в неповрежденные части системы;1. In case of insulation damage, it does not allow currents having dangerous constant and low-frequency (power frequency) components of the currents from the damage zone to penetrate the intact parts of the system;
2. При возможных коротких замыканиях в цепях нагрузок позволяет избежать критического снижения напряжения на шине питания;2. In case of possible short circuits in the load circuits, it helps to avoid critical reduction of the voltage on the power bus;
3. Позволяет проводить испытание изоляции постоянным повышенным испытательным напряжением без предварительной разборки схемы и без создания угроз повреждения электронных компонентов.3. Allows you to conduct insulation testing with a constant high test voltage without first disassembling the circuit and without creating threats to damage electronic components.
Для непосредственного воздействия на объекты управления, такие как, коммутационные аппараты 6 и силовые полупроводниковые ключи 7, применены модули 8, объединяющие в один конструктивный блок схему электропитания и приемник оптического сигнала управления с каскадом усиления. По аналогии с гидравликой, пневматикой и рядом других отраслей техники в предлагаемом изобретении модули 8 названы «бустерами управления». Схема электропитания бустера, включает в себя, в общем случае, двухобмоточный высокочастотный трансформатор, первичная обмотка которого подключается к конденсаторам связи, а вторичная - к выпрямителю, выпрямитель, выполненный по мостовой или нулевой схеме, и сглаживающий конденсатор, осуществляющий фильтрацию высокочастотных составляющих в выпрямленном напряжении. Для обеспечения максимальной надежности, электрические проводники, связывающие бустер с объектом управления, выполняются максимально короткими. Возможен также промышленный выпуск тиристоров и коммутационных аппаратов со встроенным управляющим бустером. Выбором коэффициента трансформации и класса изоляции трансформатора бустера, а так же подбором емкости конденсаторов связи возможно получение необходимых для каждого объекта управления величин напряжения при подключении к общей шине питания.For direct impact on control objects, such as switching devices 6 and power semiconductor switches 7,
Изобретение может иметь вариантные исполнения, направленные на повышение надежности функционирования. Так, в одном из вариантов реализации изобретения возможно применение мкропроцессорного управляющего устройства имеющего одну или несколько повторяющих его копий резервирующих друг друга, с идентичными функциями и структурой, излучатели которых формируют синхронные световые потоки в оптические каналы управления. Такой вариант позволяет системе функционировать при отказе микропроцессора. Также возможно вариантное исполнение изобретения, когда свет от источников излучения разделяется на полупрозрачном зеркале и следует до приемника по взаиморезервируемым оптическим каналам связи, объединяясь на приемнике. Такой вариант изобретения будет более стоек к повреждениям каналов волоконно-оптической связи. При желании увеличить надежность передачи энергии к объектам управления возможно вариантное исполнение изобретения с использованием изолированной электрической сети переменного тока высокой частоты с числом фаз более чем одна, например двух или трех фазной.The invention may have alternative versions aimed at improving the reliability of operation. Thus, in one of the embodiments of the invention, it is possible to use a microprocessor control device having one or several repeating copies of it reserving each other, with identical functions and structure, the emitters of which form synchronous light fluxes into optical control channels. This option allows the system to function in the event of a microprocessor failure. It is also possible variant implementation of the invention, when the light from the radiation sources is divided into a translucent mirror and follows to the receiver via mutually redundant optical communication channels, uniting at the receiver. Such an embodiment of the invention will be more resistant to damage to fiber-optic links. If you wish to increase the reliability of energy transmission to control objects, it is possible to variantly implement the invention using an isolated high-frequency electrical network with more than one phase, for example, two or three phases.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг. 1 представлена схема управления системой возбуждения соответствующая способу построения, заявленному изобретением.FIG. 1 shows the control circuit of the excitation system corresponding to the construction method of the invention.
На чертеже представлено:The drawing shows:
1 - микропроцессорное устройство управления;1 - microprocessor control unit;
2 - волоконно-оптические линии связи2 - fiber optic communication lines
3 - преобразователь переменного тока;3 - AC converter;
4 - шина питания;4 - power bus;
5 - конденсаторы связи;5 - coupling capacitors;
6 - коммутационные аппараты;6 - switching devices;
7 - силовые полупроводниковые ключи;7 - power semiconductor switches;
8 - бустеры управления;8 - control boosters;
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Осуществление системы управления, предлагаемой изобретением, связано как с применением промышленно выпускаемых компонентов, таких как волоконно-оптические линии связи, коммутационные аппараты, силовые полупроводниковые ключи, микропроцессорное устройство управления, так и с созданием новых устройств, таких как, преобразователь переменного тока, бустеры управления. Вместе с тем, создание новых устройств не представляет технологических сложностей, поскольку представляет собой объединение в необходимые конструкции отработанных в производстве компонентов и узлов. Так, применение высокочастотной электрической цепи для осуществления гальванической развязки находит широкое применение в схемотехнике построения энергосберегающих ламп и зарядных блоков питания бытовых устройств, а использование волоконно-оптических линий связи находит широкое применение при построении структурированных кабельных сетей связи предприятий и схемотехнически хорошо отработано при производстве сетевых коммутаторов. Повышение частоты сети источников электропитания позволяет отказаться от применения электролитических конденсаторов, что способствует увеличению сроков служб создаваемых систем возбуждения. Использование изобретения конструкторами систем возбуждения позволяет более просто создавать системы возбуждения высокого качества.The implementation of the control system proposed by the invention involves both the use of industrially manufactured components, such as fiber optic communication lines, switching devices, power semiconductor switches, a microprocessor control device, and the creation of new devices, such as an AC converter, control boosters . At the same time, the creation of new devices does not represent technological difficulties, since it represents the integration of the components and components used in production into the necessary structures. Thus, the use of high-frequency electrical circuit for galvanic isolation is widely used in the circuit design of building energy-saving lamps and charging power supplies for household devices, and the use of fiber-optic communication lines is widely used in the construction of structured cabling networks of enterprises and circuit technology well developed in the production of network switches . Increasing the frequency of the power supply network eliminates the use of electrolytic capacitors, which contributes to an increase in the service life of the created excitation systems. The use of the invention by the designers of the excitation systems makes it possible to more easily create high quality excitation systems.
Источники информацииInformation sources
1. Патент на изобретение RU 2421866. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ ТИРИСТОРАМИ.1. Patent for invention RU 2421866. HIGH-VOLTAGE THIRIST MANAGEMENT DEVICE.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018117218A RU2686061C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Method for construction of excitation system control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018117218A RU2686061C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Method for construction of excitation system control circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686061C1 true RU2686061C1 (en) | 2019-04-24 |
Family
ID=66314785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018117218A RU2686061C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Method for construction of excitation system control circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686061C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1262682A1 (en) * | 1983-10-26 | 1986-10-07 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Electric drive with device for excitation of synchronous machine |
| US6205039B1 (en) * | 1997-06-11 | 2001-03-20 | Abb Ab | Device for supervising a high voltage converter station |
| RU2290737C1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-27 | Евгений Эдуардович Горохов-Мирошников | Method for controlling semiconductor switch |
| RU2421866C1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | High-voltage thyristor control device |
-
2018
- 2018-05-07 RU RU2018117218A patent/RU2686061C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1262682A1 (en) * | 1983-10-26 | 1986-10-07 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Electric drive with device for excitation of synchronous machine |
| US6205039B1 (en) * | 1997-06-11 | 2001-03-20 | Abb Ab | Device for supervising a high voltage converter station |
| RU2290737C1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-27 | Евгений Эдуардович Горохов-Мирошников | Method for controlling semiconductor switch |
| RU2421866C1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | High-voltage thyristor control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10103576B2 (en) | Method and system for control power in remote DC power systems | |
| US8289736B2 (en) | Conversion of AC lines to HVDC lines | |
| CN104811020A (en) | Power source system and power supply method | |
| CN109449965B (en) | Method and system for calculating critical multi-feed-in interaction factor of direct current change | |
| EP2755298A2 (en) | Power system for data center | |
| EP2621076B1 (en) | Multicell AC/DC power converter with isolated DC/DC converter stages | |
| CN105281355A (en) | Multi-level power converter | |
| CN111277132A (en) | Power factor correction circuit and assembly and online uninterruptible power supply including same | |
| CN109100590B (en) | Test power supply and cascading static synchronous compensator converter valve test system | |
| CN104538948A (en) | High-voltage direct-current power supply system and power supply control method thereof | |
| US10270250B2 (en) | Insulation design apparatus of high voltage direct current transmission system | |
| US20150102671A1 (en) | Direct current power transmission system | |
| CN101179255A (en) | H-bridge inverter of AC motor | |
| Trentin et al. | Power conversion for a novel AC/DC aircraft electrical distribution system | |
| CN112014727B (en) | Testing device for harmonic current switching capacity of tap switch | |
| RU2686061C1 (en) | Method for construction of excitation system control circuit | |
| CN102904244A (en) | Power supply system of communication power supply | |
| CN105826915A (en) | Direct current power system | |
| Abramovich et al. | The hybrid correction system, based on active and passive filters for harmonic compensation in networks of oil enterprises | |
| CN115085565A (en) | Solid-state transformer | |
| US6704213B2 (en) | Voltage converter system having a plurality of voltage inverters for increasing a DC voltage | |
| CN114204818A (en) | Power conversion system, power conversion module and processing device | |
| WO2017167744A1 (en) | High voltage direct current switchgear | |
| CN112994007A (en) | Remote power distribution unit architecture based on PWM rectification | |
| RU2755800C1 (en) | System for uninterrupted power supply of electric locomotive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200508 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210317 |