RU97837U1

RU97837U1 - POWER CORRECTOR

Info

Publication number: RU97837U1
Application number: RU2010120836/07U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владиславович Захаров
Original assignee: Игорь Владиславович Захаров; Пилкин Виталий Евгеньевич
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2010-09-20

Abstract

1. Корректор коэффициента мощности, включающий дроссели, диодные мосты и схемы управления, отличающийся тем, что корректор коэффициента мощности (далее по тексту - ККМ), включающий в себя как минимум один обладающий электрической емкостью элемент (без ограничения по количеству указанных элементов) и как минимум один коммутирующий элемент, при подключении его (ККМ) к источнику переменного напряжения и к нагрузке, обладающей мощностью, большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, посредством использования и объединения мощности указанного источника переменного напряжения и как минимум одного являющегося составной частью ККМ элемента, обладающего электрической емкостью, выдает на нагрузку в течение повторяющихся периодов времени переменное напряжение с мощностью большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, при этом параметры указанного источника напряжения остаются без изменений. ! 2. Корректор коэффициента мощности по п.1, отличающийся тем, что при подключении ККМ одновременно к источнику переменного напряжения и как минимум к одному источнику любого напряжения (без ограничения по количеству указанных источников любого напряжения) и к нагрузке, обладающей мощностью, большей, чем совокупная мощность указанных источников напряжения, ККМ посредством использования и объединения мощности указанных источников напряжения и как минимум одного являющегося составной частью ККМ элемента, обладающего электрической емкостью, выдает на нагрузку в течение повторяющихся периодов времени переменное напряжение с мощностью, большей, чем суммарная мощность указанных ист 1. The power factor corrector, including reactors, diode bridges and control circuits, characterized in that the power factor corrector (hereinafter - KKM), which includes at least one element having an electric capacity (without limitation on the number of these elements) and how at least one switching element, when connected (CCM) to an AC voltage source and to a load having a power greater than the capacity of the specified AC voltage source, by using and combining I the power of the specified AC voltage source and at least one component that is an integral part of the CMC, which has an electric capacity, gives out to the load for repeated periods of time an alternating voltage with a power greater than the capacity of the indicated alternating voltage source, while the parameters of the indicated voltage source remain unchanged . ! 2. The power factor corrector according to claim 1, characterized in that when the KKM is connected simultaneously to an AC voltage source and to at least one source of any voltage (without limitation on the number of specified sources of any voltage) and to a load having a power greater than the total power of these voltage sources, KKM by using and combining the power of these voltage sources and at least one element that is an integral part of the KKM with electric capacity Yu, gives the load for repeated periods of time an alternating voltage with a power greater than the total power of the specified source

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к радиоэлектронике, в частности, к корректорам коэффициента мощности, и может быть использована для подключения к электрической сети переменного напряжения или к другому источнику переменного напряжения для осуществления временного питания переменным напряжением нагрузки с электрической мощностью потребления выше, чем мощность указанной электрической сети переменного напряжения или другого источника переменного напряжения и для сложения мощностей нескольких источников напряжения. Кроме того, предлагаемая полезная модель может быть использована в качестве стабилизатора переменного напряжения, для защиты от электротока выше допустимого и от короткого замыкания, а также для защиты электросети при включении реактивной мощности нагрузки.The utility model relates to radio electronics, in particular, to power factor correctors, and can be used to connect to an alternating voltage electric network or to another alternating voltage source for temporary supply of alternating load voltage with an electric power consumption higher than the capacity of the indicated alternating electric network voltage or other source of alternating voltage and to add the capacities of several voltage sources. In addition, the proposed utility model can be used as an AC voltage stabilizer, to protect against electric current above the permissible and short circuit, as well as to protect the mains when turning on the reactive power of the load.

Уровень техникиState of the art

Известны однофазные корректоры коэффициента мощности (см. статью «Типовые схемы корректоров коэффициента мощности», авторы Иванов В. и Понфилов Д., журнал «Новости о микросхемах», 1997 г. №9-10, стр.35-38), включающие в себя дроссели, диодные мосты и схемы управления. Недостатком указанных корректоров является то, что на нагрузку они выдают постоянное напряжение и не могут в течение периода времени питать переменным напряжением нагрузку с электрической мощностью потребления выше, чем мощность указанной электрической сети. Указанные корректоры не могут также сложить мощность нескольких источников напряжения. У указанных корректоров нет защиты от повышения тока выше допустимого и от короткого замыкания.Known single-phase power factor corrector (see the article "Typical schemes of power factor corrector", the authors Ivanov V. and Ponfilov D., the magazine "News about microchips", 1997, No. 9-10, p. 35-38), including chokes, diode bridges and control circuits. The disadvantage of these correctors is that they give a constant voltage to the load and cannot supply alternating voltage to the load with electric power consumption higher than the power of the specified electric network. These correctors cannot also add up the power of several voltage sources. These correctors do not have protection against an increase in current above the permissible level and against short circuit.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Предлагаемый в соответствии с полезной моделью корректор коэффициента мощности (далее по тексту - ККМ), включающий в себя как минимум один обладающий электрической емкостью элемент и как минимум один коммутирующий элемент, при подключении его (ККМ) к источнику переменного напряжения и к нагрузке, обладающей мощностью большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, посредством использования и объединения мощности указанного источника переменного напряжения и как минимум одного являющегося составной частью ККМ элемента, обладающего электрической емкостью, выдает на нагрузку в течение повторяющихся периодов времени переменное напряжение с мощностью большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, при этом параметры указанного источника напряжения остаются без изменений. При подключении ККМ одновременно к источнику переменного напряжения и как минимум к одному источнику любого напряжения и к нагрузке, обладающей мощностью большей, чем совокупная мощность указанных источников напряжения, ККМ посредством использования и объединения мощности указанных источников напряжения и как минимум одного являющегося составной частью ККМ элемента, обладающего электрической емкостью, выдает на нагрузку в течение повторяющихся периодов времени переменное напряжение с мощностью большей, чем суммарная мощность указанных источников напряжения, при этом параметры всех указанных источников напряжения остаются без изменений. ККМ подключается к источнику переменного напряжения и к источнику(ам) с любым напряжением и выдает на нагрузку мощность, равную сумме мощностей указанных источников, при этом параметры указанных источников остаются без изменений. ККМ работает как стабилизатор переменного напряжения, а также осуществляет защиту источников питания переменным напряжением от электротока выше допустимого и от короткого замыкания. ККМ защищает источник переменного напряжения или другой источник напряжения от реактивной мощности нагрузки. Как минимум два ККМ, соединенные между собой и подключенные каждый к своему источнику переменного напряжения, складывают мощность указанных источников переменного напряжения, не изменяя их параметров. ККМ может быть отдельным устройством или является составной частью электрического устройства.A power factor corrector (hereinafter referred to as KKM), proposed in accordance with a utility model, includes at least one element having an electric capacity and at least one switching element when connecting it (KKM) to an AC voltage source and to a load having power greater than the power of the specified source of alternating voltage by using and combining the power of the specified source of alternating voltage and at least one element constituting the KKM one having a capacitance, the load outputs during repetitive time periods alternating voltage with a power greater than the power of said alternating voltage source, wherein said voltage source parameters remain unchanged. When connecting KKM at the same time to an AC voltage source and at least one source of any voltage and to a load having a power greater than the total power of these voltage sources, KKM by using and combining the power of these voltage sources and at least one component of the KKM element, possessing an electric capacity, gives out to the load for repeated periods of time an alternating voltage with a power greater than the total power nnyh voltage sources, the parameters of these voltage sources remain unchanged. KKM is connected to an alternating voltage source and to a source (s) with any voltage and provides power to the load equal to the sum of the capacities of these sources, while the parameters of these sources remain unchanged. KKM works as a stabilizer of alternating voltage, and also protects power supplies with alternating voltage from an electric current higher than permissible and from short circuit. KKM protects an alternating voltage source or other voltage source from the reactive power of the load. At least two KKM, interconnected and connected each to its source of alternating voltage, add up the power of these alternating voltage sources without changing their parameters. KKM can be a separate device or is part of an electrical device.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Указанный технический результат достигается следующим образом:The specified technical result is achieved as follows:

1. Корректор коэффициента мощности, включающий дроссели, диодные мосты и схемы управления, отличающийся тем, что корректор коэффициента мощности (далее по тексту - ККМ), включающий в себя как минимум один обладающий электрической емкостью элемент (без ограничения по количеству указанных элементов) и как минимум один коммутирующий элемент, при подключении его (ККМ) к источнику переменного напряжения и к нагрузке, обладающей мощностью большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, посредством использования и объединения мощности указанного источника переменного напряжения и как минимум одного являющегося составной частью ККМ элемента, обладающего электрической емкостью, выдает на нагрузку в течение повторяющихся периодов времени переменное напряжение с мощностью большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, при этом параметры указанного источника напряжения остаются без изменений.1. The power factor corrector, including reactors, diode bridges and control circuits, characterized in that the power factor corrector (hereinafter - KKM), which includes at least one element having an electric capacity (without limitation on the number of these elements) and how at least one switching element, when connected (CCM) to an AC voltage source and to a load having a power greater than the capacity of the specified AC voltage source, by using and combining the power of said variable voltage source and at least one being an integral part of CMC element having a capacitance, outputs to a load during repetitive time periods alternating voltage with a power greater than the power of said alternating voltage source, wherein the parameters of said voltage source are unchanged.

2. При подключении ККМ одновременно к источнику переменного напряжения и как минимум к одному источнику любого напряжения (без ограничения по количеству указанных источников любого напряжения) и к нагрузке, обладающей мощностью большей, чем совокупная мощность указанных источников напряжения, ККМ посредством использования и объединения мощности указанных источников напряжения и как минимум одного являющегося составной частью ККМ элемента, обладающего электрической емкостью, может выдавать на нагрузку в течение повторяющихся периодов времени переменное напряжение с мощностью большей, чем суммарная мощность указанных источников напряжения, при этом параметры всех указанных источников напряжения останутся без изменений.2. When KKM is connected simultaneously to an AC voltage source and to at least one source of any voltage (without limitation on the number of specified sources of any voltage) and to a load having a capacity greater than the total power of these voltage sources, KKM by using and combining the power of these voltage sources and at least one component that is an integral part of the CMC, having an electric capacitance, can give out to the load during repeated periods in time, alternating voltage with a power greater than the total power of these voltage sources, while the parameters of all these voltage sources remain unchanged.

3. ККМ посредством использования как минимум одного блока согласования, являющегося составной частью ККМ, может складывать мощность источника переменного напряжения и мощность как минимум одного другого источника любого напряжения без ограничения по количеству указанных источников любого напряжения и выдавать на подключенную к ККМ нагрузку мощность, равную сумме мощностей указанных источника переменного напряжения и как минимум одного другого источника любого напряжения, при этом параметры всех указанных источников останутся без изменений.3. KKM through the use of at least one matching unit, which is an integral part of KKM, can add the power of an AC voltage source and the power of at least one other source of any voltage without limiting the number of specified sources of any voltage and produce a power equal to the sum connected to the KKM load powers of the indicated AC voltage source and at least one other source of any voltage, while the parameters of all these sources will remain without and Change.

4. ККМ посредством использования включенных в него как минимум одного элемента, обладающего электрической емкостью, и регулирующих элементов, может стабилизировать напряжение источника переменного напряжения и защищать указанный источник переменного напряжения от электротока выше допустимого и от короткого замыкания.4. KKM through the use of at least one element having an electric capacitance and control elements included in it, can stabilize the voltage of the AC voltage source and protect the specified AC voltage source from an electric current that is higher than the permissible one and from short circuit.

5. ККМ посредством использования включенных в него регулирующих элементов может обеспечивать защиту подключенного к нему источника переменного напряжения от реактивной мощности нагрузки, а посредством включенного в ККМ как минимум одного элемента, обладающего электрической емкостью, ККМ может компенсировать указанную реактивную мощность.5. KKM through the use of regulatory elements included in it can protect the connected AC voltage source from the reactive power of the load, and by using at least one element with an electric capacitance, the KKM can compensate for the indicated reactive power.

6. ККМ посредством использования включенных в него регулирующих элементов может обеспечивать защиту подключенных к нему источника переменного напряжения и как минимум одного источника любого напряжения от реактивной мощности нагрузки, а посредством включенного в ККМ как минимум одного элемента, обладающего электрической емкостью, ККМ может компенсировать указанную реактивную мощность.6. KKM through the use of regulatory elements included in it can protect the connected AC voltage source and at least one source of any voltage from the reactive power of the load, and by using at least one element with an electric capacitance, KKM can compensate for the specified reactive power.

7. Как минимум два ККМ могут соединять между собой по выходу.7. At least two KKM can connect among themselves on an exit.

8. ККМ может являться составной частью любого известного из уровня техники электрического устройства.8. KKM can be an integral part of any known from the prior art electrical device.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 изображена схема корректора коэффициента мощности.Figure 1 shows a diagram of a power factor corrector.

На фиг.2 изображен принцип работы корректора коэффициента мощности.Figure 2 shows the principle of operation of the corrector power factor.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг.1 изображена схема ККМ. В состав схемы ККМ входят: 1) устройство включения ККМ S1, 2) оптотиристоры D4 и D6, разбивающие входное напряжение на два полупериода, 3) диоды D5 и D7, соединяющие два полупериода входного напряжения, 4) сопротивления R1, R5, R18, R6, R7, R8, R10, R11, R12, 5) конденсаторы С1, С2, С5, С6, 6) стабилитроны D1 и D3, 7) диоды D9, D10, D11, D8, D32, D33, D31, D36, образующие два сбалансированных моста, 8) оптотиристоры D2 и D16, 9) диоды D11, D12, D14, D13, D15, D18, D17, D19, применяемые для зарядки конденсаторов С3 и С4, 9) сопротивления R13 и R14, 10) диоды D22 и D40, 11) стабилитроны D20 и D21, предназначенные для управления оптотиристорами D2 и D16, 12) сопротивления R17, R15, R16, 13) диоды D24 и D26, 14) стабилитроны D24 и D25, предназначенные для управления оптотиристорами D4 и D6, 15) реле К1…К3, предназначенные для подключения и отключения нагрузки от ККМ, 16) блок согласования Б1 или блоки согласования БN (где N>1), предназначенный(е) для приведения напряжения внешних источников к величине напряжения заряда конденсаторов, 17) диоды D27-D30, предназначенные для подключения и согласования блока Б1 или блоков БN и конденсаторов С3, С4.In Fig.1 shows a diagram of KKM. The KKM circuit includes: 1) a KKM switching device S1, 2) opto-thyristors D4 and D6, dividing the input voltage into two half-cycles, 3) diodes D5 and D7, connecting two half-periods of the input voltage, 4) resistance R1, R5, R18, R6 , R7, R8, R10, R11, R12, 5) capacitors C1, C2, C5, C6, 6) zener diodes D1 and D3, 7) diodes D9, D10, D11, D8, D32, D33, D31, D36, forming two balanced bridges, 8) opto-thyristors D2 and D16, 9) diodes D11, D12, D14, D13, D15, D18, D17, D19, used to charge capacitors C3 and C4, 9) resistance R13 and R14, 10) diodes D22 and D40 , 11) Zener diodes D20 and D21, designed to control optotiris tori D2 and D16, 12) resistances R17, R15, R16, 13) diodes D24 and D26, 14) zener diodes D24 and D25, designed to control the opto-thyristors D4 and D6, 15) relays K1 ... K3, designed to connect and disconnect the load from KKM, 16) matching unit B1 or matching units BN (where N> 1), designed (e) to bring the voltage of external sources to the value of the charge voltage of the capacitors, 17) diodes D27-D30, designed to connect and match the unit B1 or blocks BN and capacitors C3, C4.

ККМ работает следующим образом. Входное напряжение подается на клеммы КЛ1А и КЛ1Б, то есть, на вход ККМ. При включении ККМ с помощью устройства включения ККМ S1 напряжение любого источника переменного напряжения в данном случае электросети (сети) поступает на оптотиристоры D4 и D6, разбивающие входное напряжение на два полупериода, затем напряжение сети поступает на диоды D5 и D7, соединяющие два полупериода входного напряжения. Это делается для того, чтобы напряжение и мощность на выходе ККМ не влияли на напряжение сети и для того, чтобы увеличить мощность и/или напряжение на выходе ККМ. Мощность и/или напряжение на выходе ККМ увеличиваются до заданного значения путем сложения мощности и напряжения: а) положительного полупериода напряжения сети в месте соединения оптотиристора D4 и диода D5 с мощностью постоянного напряжения разряда конденсатора С4 и б) отрицательного полупериода напряжения сети в месте соединения оптотиристора D6 и диода D7 с мощностью постоянного напряжения разряда конденсатора С3. Увеличение напряжения на выходе ККМ до заданного значения происходит только при подключении нагрузки на клеммы КЛ2А и КЛ2Б ККМ. Напряжение на выходе ККМ уменьшается до заданного значения при увеличении напряжения на входе ККМ выше заданного значения путем постепенного закрытия оптотиристоров D6 и D4.KKM works as follows. The input voltage is supplied to the terminals KL1A and KL1B, that is, to the input of KKM. When KKM is turned on using the KKM S1 switching device, the voltage of any AC voltage source in this case of the mains (network) is supplied to the opto-thyristors D4 and D6, dividing the input voltage into two half-periods, then the network voltage is supplied to diodes D5 and D7, connecting two half-periods of the input voltage . This is done so that the voltage and power at the output of the CMC do not affect the voltage of the network and in order to increase the power and / or voltage at the output of the CMC. The power and / or voltage at the output of the CMC is increased to a predetermined value by adding power and voltage: a) a positive half-period of the mains voltage at the junction of the opto-thyristor D4 and a diode D5 with a constant voltage power of the discharge capacitor C4 and b) a negative half-period of the mains voltage at the junction of the opto-thyristor D6 and diode D7 with a constant voltage power discharge capacitor C3. An increase in the voltage at the output of the KKM to the specified value occurs only when the load is connected to the terminals KL2A and KL2B KKM. The voltage at the output of the CMC decreases to a predetermined value when the voltage at the input of the CMC increases above the specified value by gradually closing the opto-thyristors D6 and D4.

Конденсаторы С3 и С4 работают следующим образом. Когда напряжение на выходе ККМ равно заданной величине и напряжению на входе ККМ, то с помощью двуполупериодных выпрямителей на диодах D11, D12, D14, D13, D15, D18, D17, D19 и оптотиристоров D2 и D16, указанные конденсаторы С3 и С4 заряжаются. При этом, амплитуда заряда постоянного напряжения каждого из указанных конденсаторов равна половине амплитуды переменного напряжения на выходе ККМ. Это достигается тем, что когда напряжение на выходе ККМ равно заданной величине и напряжению на входе ККМ, напряжение на сопротивлении R16 делителя напряжения, образованного диодами D26 и D34, сопротивлениями R16, R15, R17, стабилитронами D24 и D26 и оптовходами оптотиристоров D4 и D6, равно напряжению открытия оптотиристоров D4 и D6, а напряжение на сопротивлении R14 делителя напряжения, образованного диодами D22 и D40, сопротивлениями R13 и R14, стабилитронами D20 и D21 и оптовходами оптотиристоров D2 и D16, равно напряжению закрытия оптотиристоров D2 и D16. Поэтому оптотиристоры D4 и D6 открыты, а оптотиристоры D2 и D16 закрыты, и амплитуда заряда постоянного напряжения каждого из указанных конденсаторов равна половине амплитуды переменного напряжения на выходе ККМ. Как только напряжение на выходе ККМ становится больше заданной величины, то стабилитроны D24 и D25 открываются и напряжение на сопротивлении R16 уменьшается, оптотиристоры D4 и D6 закрываются и напряжение на выходе ККМ становится равно заданной величине. Как только напряжение на выходе ККМ становится меньше заданной величины и к выходу ККМ подключается нагрузка, то благодаря работе сбалансированных мостов, образованных указанными выше диодами, стабилитронами, конденсаторами, сопротивлениями, то на сопротивлениях R3 и R4, появляется напряжение, которое открывает оптотиристоры D34 и D35.Capacitors C3 and C4 work as follows. When the voltage at the output of the KKM is equal to the specified value and the voltage at the input of the KKM, then using the half-wave rectifiers on the diodes D11, D12, D14, D13, D15, D18, D17, D19 and the opto-thyristors D2 and D16, these capacitors C3 and C4 are charged. Moreover, the amplitude of the DC voltage charge of each of these capacitors is equal to half the amplitude of the AC voltage at the output of the CMC. This is achieved by the fact that when the voltage at the output of the KKM is equal to the specified value and the voltage at the input of the KKM, the voltage at the resistance R16 of the voltage divider formed by the diodes D26 and D34, the resistances R16, R15, R17, the zener diodes D24 and D26 and the optocouplers optocouplers D4 and D6, equal to the opening voltage of the opto-thyristors D4 and D6, and the voltage at the resistance R14 of the voltage divider formed by the diodes D22 and D40, the resistances R13 and R14, the zener diodes D20 and D21 and the optical inputs of the opto-thyristors D2 and D16, is equal to the closing voltage of the opto-thyristors D2 and D16. Therefore, the opto-thyristors D4 and D6 are open, and the opto-thyristors D2 and D16 are closed, and the amplitude of the DC voltage charge of each of these capacitors is equal to half the amplitude of the alternating voltage at the output of the CMC. As soon as the voltage at the output of the KKM becomes more than the specified value, the zener diodes D24 and D25 open and the voltage at the resistance R16 decreases, the opto-thyristors D4 and D6 close and the voltage at the output of the KKM becomes equal to the specified value. As soon as the voltage at the output of the KKM becomes less than the specified value and the load is connected to the output of the KKM, then thanks to the balanced bridges formed by the above diodes, zener diodes, capacitors, resistances, then at the resistances R3 and R4, a voltage appears that opens the optocouplers D34 and D35 .

Указанные сбалансированные мосты открывают оптотиристоры D34 и D35 следующим образом: когда амплитуда какого-либо полупериода напряжения сети на клеммах КЛ-1 равна амплитуде этого же полупериода на клеммах КЛ-2, то между средними выводами сопротивлений R5, R8 и R5, R12 напряжение равно нулю, значит и на сопротивлениях R3 и R4 напряжение равно нулю и оптотиристоры D34 и D35 закрыты. Как только амплитуда какого-либо полупериода напряжения сети на клеммах КЛ-1 становится больше этого же полупериода на клеммах КЛ-2, то между средними выводами сопротивлений R5, R8 и R5, R12 и на сопротивлениях R3 и R4 появится напряжение, поэтому оптотиристоры D34 и D35 открываются и напряжение заряда конденсаторов С3 и С4 складывается с напряжением, присутствующим на выходе ККМ. Причем, с помощью диодов D32 и D33 и стабилитронов D1 и D3, открывающихся при повышении напряжения на входе ККМ выше заданного, амплитуда напряжения на среднем выводе сопротивления R5 будет всегда больше, чем на среднем выводе сопротивлений R8 и R12. То есть, без нагрузки напряжение на выходе ККМ будет всегда равно напряжению на входе ККМ. Конденсаторы С3 и С4 предназначены для устойчивого открытия оптотиристоров D34 и D35. Так как напряжение заряда конденсаторов С3 и С4 на обоих полупериодах равно заданной величине, то напряжение на выходе ККМ будет равно заданной величине.The indicated balanced bridges are opened by the D34 and D35 optothyristors as follows: when the amplitude of any half-period of the mains voltage at the KL-1 terminals is equal to the amplitude of the same half-cycle at the KL-2 terminals, then the voltage between the middle terminals of the resistances R5, R8 and R5, R12 is zero , that means that the voltage at the resistances R3 and R4 is zero and the optothyristors D34 and D35 are closed. As soon as the amplitude of any half-cycle of the mains voltage at the KL-1 terminals becomes larger than the same half-cycle at the KL-2 terminals, a voltage will appear between the middle terminals of the resistances R5, R8 and R5, R12 and the resistances R3 and R4, so the opto-thyristors D34 and D35 open and the charge voltage of the capacitors C3 and C4 is added to the voltage present at the output of the CMC. Moreover, with the help of diodes D32 and D33 and zener diodes D1 and D3, which open when the voltage at the input of the KKM is higher than the specified one, the voltage amplitude at the average output of the resistance R5 will always be greater than at the average output of the resistors R8 and R12. That is, without load, the voltage at the output of the CMC will always be equal to the voltage at the input of the CMC. Capacitors C3 and C4 are designed for stable opening of the D34 and D35 optothyristors. Since the charge voltage of the capacitors C3 and C4 at both half-periods is equal to the specified value, the voltage at the output of the CMC will be equal to the specified value.

На фиг.2 изображен принцип работы ККМ и форма выходного сигнала ККМ. Каждый из обоих полупериодов выходного сигнала разбит на три части. В частях А и В на обоих полупериодах конденсаторы заряжаются, а в заштрихованной части Б разряжаются. При этом, форма выходного сигнала не сильно отличается от синусоидальной, а для некоторых мощных нагрузок является оптимальной. Постоянная по времени стабилизация напряжения на выходе ККМ при понижении напряжения на выходе ККМ осуществляется при мощности на выходе ККМ до 60% от мощности сети. При мощности на выходе ККМ выше 60% от мощности сети стабилизация напряжения на выходе ККМ осуществляется то периода времени, которое необходимо для разряда конденсаторов С3 и С4. Если к ККМ подключены с помощью блокав согласования источники любого напряжения то стабилизация будет осуществляться при присутствии на выходе ККМ от 60% до 100% от мощности сети. Если напряжение заряда любого из указанных конденсаторов становится меньше заданного уровня, то срабатывает реле К1 и реле К3 или реле К1 и реле К3, которые отключают нагрузку от выхода ККМ. Таким образом, осуществляется защита нагрузки ККМ от напряжения недопустимо низкого уровня. Так как напряжение заряда любого из конденсаторов может достигать полной амплитуды входного напряжения, то при разряде указанных конденсаторов на обоих полупериодах выходного сигнала напряжение на выходе ККМ может быть в два раза больше, чем на входе ККМ. При появлении мощности на выходе ККМ выше мощности сети, конденсаторы С1 и С3 разряжаются, а ККМ при разряде указанных конденсаторов будет работать как было указано выше, складывая мощность разряда указанных конденсаторов с мощностью напряжения на входе ККМ, но не стабилизируя напряжение. Как только указанные конденсаторы разрядятся, то срабатывает реле К1 и реле К3 или реле К1 и реле К3 и реле К3, которые отключают нагрузку от выхода ККМ. Как только конденсаторы зарядятся, то срабатывают реле K1, К2, К3 и нагрузка подключается к выходу ККМ. Далее, указанный цикл работы ККМ повторяется. Таким образом, с помощью ККМ можно в течение повторяющихся периодов времени питать различные нагрузки, подключенные к выходу ККМ с мощностью потребления выше, чем мощность напряжения на входе ККМ. Конечно, не все виды нагрузок можно питать подобным образом, но такие виды нагрузок как, например, электроинструмент, нагреватели, подающие устройства и другие, вполне могут работать по предложенной схеме с использованием ККМ.Figure 2 shows the principle of operation of the KKM and the form of the output signal of the KKM. Each of both half-periods of the output signal is divided into three parts. In parts A and B, on both half-periods, the capacitors are charged, and in the shaded part B they are discharged. At the same time, the shape of the output signal does not differ much from the sinusoidal one, and is optimal for some powerful loads. Constant in time stabilization of the voltage at the output of the KKM when lowering the voltage at the output of the KKM is carried out at a power at the output of the KKM to 60% of the network power. When the power at the output of the KKM is above 60% of the power of the network, the stabilization of the voltage at the output of the KKM is carried out for the period of time necessary for the discharge of the capacitors C3 and C4. If sources of any voltage are connected to the KKM by means of matching blocks, then stabilization will be carried out in the presence of 60% to 100% of the network power at the KKM output. If the charge voltage of any of the indicated capacitors becomes less than the specified level, then relay K1 and relay K3 or relay K1 and relay K3 are activated, which disconnect the load from the output of the CMC. Thus, the KKM load is protected from unacceptably low voltage. Since the charge voltage of any of the capacitors can reach the full amplitude of the input voltage, then when these capacitors are discharged at both half-periods of the output signal, the voltage at the output of the CMC can be two times higher than at the input of the CMC. When the power at the output of the KKM appears above the power of the network, the capacitors C1 and C3 are discharged, and the KKM when discharging these capacitors will work as described above, adding up the discharge power of these capacitors with the voltage at the input of the KKM, but not stabilizing the voltage. As soon as the indicated capacitors are discharged, relay K1 and relay K3 or relay K1 and relay K3 and relay K3 are activated, which disconnect the load from the output of the KKM. As soon as the capacitors are charged, the relays K1, K2, K3 are activated and the load is connected to the output of the KKM. Further, the specified cycle of the KKM is repeated. Thus, using KKM, it is possible to power various loads connected to the KKM output with a power consumption higher than the voltage power at the input of the KKM for repeated periods of time. Of course, not all types of loads can be powered in this way, but such types of loads as, for example, power tools, heaters, feeders and others, may well work according to the proposed scheme using KKM.

ККМ предназначен также для складывания мощностей источников с различными видами напряжений. Складывание мощностей источников с различными видами напряжений происходит с помощью блока Б1 или блоков БN, диодов D27-D30 или диодов DN. На входные клеммы КЛ-3 и КЛ-3N подается любое напряжение, затем с помощью указанных блоков указанное напряжение по любой схеме преобразовывается в напряжение заряда конденсаторов и с помощью диодов D27-D30 или диодов DN подается на конденсаторы С3 и С4. Далее ККМ работает как было указано выше, с той лишь разницей, что на нагрузку подается мощность, равная сумме мощностей напряжений, присутствующих на входах ККМ, а именно на входных клеммах указанных блоков без интервалов времени. Если мощность нагрузки выше суммы мощностей напряжений, присутствующих на входах ККМ, то указанная нагрузка подключается к выходу ККМ с интервалами времени. Несколько ККМ могут быть также использованы для складывания мощностей источников переменного напряжения с идентичным и сфазированным переменным напряжением. Складывание мощностей указанных источников переменного напряжения с идентичным и сфазированным переменным напряжением происходит путем соединения между собой выходных клемм нескольких одинаковых ККМ. Это нужно для того, чтобы, например, сложить мощность нескольких выходов электросети, не изменяя параметры указанной электросети, поскольку изменять параметры электросети категорически запрещено. Диоды D5 и D7 и оптотиристоры D4 и D6 предохраняют электросеть путем закрытия указанных оптотиристоров от реактивной мощности при подключении к выходу ККМ реактивной нагрузки, что позволяет подключать к выходу ККМ определенные виды нагрузок. Кроме того, диоды D11, D12, D14, D13, D15, D17, D18, D19, D38, D41, стабилитроны D37 и D38, сопротивления R15, R16 и R17, оптотиристоры D2 и D16 компенсируют реактивную мощность при подключении реактивной нагрузки. Указанная компенсация происходит следующим образом: при обычном режиме работы ККМ до появления реактивной мощности на выходе ККМ при любом полупериоде на входе ККМ с помощью диода D5 и оптотиристора D4 или диода D7 и оптотиристора D6 аналогичный полупериод появляется на выходе. При этом, аналогичный полупериод с помощью диодов D34 и D26, стабилитронов D24 и D25, сопротивления R16 открывает соответствующий оптотиристор. Как только при подключении реактивной нагрузки к выходу ККМ на выходе ККМ появляется реактивная мощность, то фаза напряжения и полупериод на входе ККМ на клемме КЛ-1А становятся противоположны фазе напряжения и полупериоду на выходе ККМ на клемме КЛ-1Б. Как только полупериод на входе ККМ на клемме КЛ-1А становится противоположен полупериоду на выходе ККМ на клемме КЛ-1Б, то открываются соответствующие диоды и стабилитроны, составляющие цепочку из диодов и стабилитронов D37, D41, D38, D39, поэтому полупериод напряжения открытия соответствующего оптотиристора меняется на противоположный и указанный оптотиристор закрывается. При этом, напряжение открытия подается на оптотиристор, проводящий противоположный полупериод напряжения, который не может открыться из-за нарушения полярности напряжения открытия. Поэтому реактивная мощность на выходе ККМ не может попасть на вход ККМ и следовательно в электросеть. При этом, указанная реактивная мощность заряжает конденсаторы С3 и С4, в результате происходит компенсация указанной реактивной мощности. Цепочка, состоящая из диодов и стабилитронов D37, D41, D38 и D39, сопротивлений R16 и R17, предназначена также для отключения напряжения на выходе ККМ при сверхмаксимальной нагрузке путем закрытия оптотиристоров D4 и D6. В указанной цепочке при нагрузке выше максимально допустимой из-за перепада напряжения между клеммами КЛ-1А и КЛ-1Б и недопустимо низкого напряжения на клемме КЛ-1Б открываются диоды и стабилитроны D37, D41, D38, D39, поэтому напряжение открытия оптотиристоров D4 и D6 становится ниже уровня открытия указанных оптотиристоров. Указанная цепочка и сопротивление R2 предназначены также для восстановления напряжения при срабатывании реле К-3.KKM is also intended for folding the capacities of sources with various types of voltages. The folding of the capacities of sources with different types of voltages occurs using block B1 or blocks BN, diodes D27-D30 or diodes DN. Any voltage is applied to the input terminals KL-3 and KL-3N, then, using the indicated blocks, the indicated voltage is converted in any circuit into the charge voltage of the capacitors and, using diodes D27-D30 or diodes DN, is supplied to the capacitors C3 and C4. Further, the KKM operates as described above, with the only difference that the load is supplied with power equal to the sum of the voltage capacities present at the KKM inputs, namely, at the input terminals of these units without time intervals. If the load power is higher than the sum of the power of the voltages present at the inputs of the KKM, then the specified load is connected to the output of the KKM with time intervals. Several CMCs can also be used to add the capacities of alternating voltage sources with identical and phased alternating voltage. The folding of the capacities of these alternating voltage sources with identical and phased alternating voltage occurs by connecting the output terminals of several identical CMCs to each other. This is necessary in order, for example, to add the power of several outputs of the power supply network without changing the parameters of the specified power supply network, since it is strictly forbidden to change the power supply network parameters. Diodes D5 and D7 and opto-thyristors D4 and D6 protect the power grid by closing the indicated opto-thyristors from reactive power when a reactive load is connected to the output of the KKM, which allows certain types of loads to be connected to the KKM output. In addition, diodes D11, D12, D14, D13, D15, D17, D18, D19, D38, D41, Zener diodes D37 and D38, resistances R15, R16 and R17, optothyristors D2 and D16 compensate reactive power when a reactive load is connected. The specified compensation occurs as follows: during normal operation of the KKM until the reactive power appears at the output of the KKM at any half-cycle at the input of the KKM using the diode D5 and opto-thyristor D4 or diode D7 and opto-thyristor D6, a similar half-cycle appears at the output. In this case, a similar half-cycle with the help of diodes D34 and D26, zener diodes D24 and D25, resistance R16 opens the corresponding optothyristor. As soon as reactive power appears when the reactive load is connected to the KKM output, the voltage phase and the half-cycle at the KKM input at the KL-1A terminal become opposite to the voltage phase and the half-cycle at the KKM output at the KL-1B terminal. As soon as the half-cycle at the input of the KKM at the terminal KL-1A becomes the opposite of the half-cycle at the output of the KKM at the terminal KL-1B, the corresponding diodes and zener diodes, which make up the chain of diodes and zener diodes D37, D41, D38, D39, open, so the half-period of the opening voltage of the corresponding optothyristor changes to the opposite and the specified optothyristor closes. In this case, the opening voltage is supplied to the optothyristor, conducting the opposite half-cycle of the voltage, which cannot open due to a violation of the polarity of the opening voltage. Therefore, the reactive power at the output of the KKM cannot get to the input of the KKM and therefore to the power grid. In this case, the indicated reactive power charges the capacitors C3 and C4, as a result of which the specified reactive power is compensated. The chain, consisting of diodes and zener diodes D37, D41, D38 and D39, resistances R16 and R17, is also designed to disconnect the voltage at the output of the KKM at supermaximum load by closing the optothyristors D4 and D6. In this circuit, when the load is higher than the maximum allowable due to the voltage drop between the terminals KL-1A and KL-1B and unacceptably low voltage at the terminal KL-1B, the diodes and zener diodes D37, D41, D38, D39 open, so the opening voltage of the opto-thyristors D4 and D6 falls below the opening level of these optothyristors. The specified chain and resistance R2 are also designed to restore voltage when the relay K-3.

Промышленная применимость полезной моделиUtility Model Industrial Applicability

Корректор коэффициента мощности может применяться для работы устройств или группы устройств, потребляющих большую нагрузку и допускающих перерывы в работе. Это может быть инструмент, нагреватели, различные приспособления. Корректор коэффициента мощности может применяться для сложения мощностей нескольких источников переменного напряжения например электросети и бензинового электрогенератора. Так же корректор коэффициента мощности может применяться для компенсации пускового момента для некоторых видов нагрузок. Также корректор коэффициента мощности может применяться для защиты сети от реактивной мощности нагрузки.A power factor corrector can be used to operate devices or a group of devices that consume a large load and allow interruptions in operation. It can be a tool, heaters, various devices. A power factor corrector can be used to add the capacities of several sources of alternating voltage, for example, a power supply network and a gasoline-driven generator. Also, the power factor corrector can be used to compensate for the starting torque for some types of loads. Also, the power factor corrector can be used to protect the network from reactive power of the load.

Claims

1. The power factor corrector, including reactors, diode bridges and control circuits, characterized in that the power factor corrector (hereinafter - KKM), which includes at least one element having an electric capacity (without limitation on the number of these elements) and how at least one switching element, when connected (CCM) to an AC voltage source and to a load having a power greater than the capacity of the specified AC voltage source, by using and combining I the power of the specified AC voltage source and at least one component that is an integral part of the CMC, which has an electric capacity, gives out to the load for repeated periods of time an alternating voltage with a power greater than the capacity of the indicated alternating voltage source, while the parameters of the indicated voltage source remain unchanged .

2. The power factor corrector according to claim 1, characterized in that when the KKM is connected simultaneously to an AC voltage source and to at least one source of any voltage (without limitation on the number of specified sources of any voltage) and to a load having a power greater than the total power of these voltage sources, KKM by using and combining the power of these voltage sources and at least one element that is an integral part of the KKM with electric capacity It gives an load to the load for repeated periods of time with an alternating voltage with a power greater than the total power of the indicated voltage sources, while the parameters of all the indicated voltage sources remain unchanged.

3. The power factor corrector according to claim 2, characterized in that the KKM by using at least one matching unit, which is part of the KKM, adds the power of the AC voltage source and the power of at least one other source of any voltage without limiting the number of specified sources of any voltage and produces a power equal to the sum of the capacities of the indicated AC voltage source and at least one other source of any voltage connected to the KKM load, while the parameters of all the indicated sources remain unchanged.

4. The power factor corrector according to claim 1, characterized in that the KKM by using at least one element having an electric capacitance and regulating elements included therein stabilizes the voltage of the AC voltage source and protects the specified AC voltage source from an electric current that is higher than the permissible and short short circuits.

5. The power factor corrector according to claim 1, characterized in that the KKM by using the regulating elements included in it provides protection of the AC voltage source connected to it from the reactive power of the load, and by means of at least one element having an electric capacity included in the KKM, the KKM compensates for the indicated reactive power.

6. The power factor corrector according to claim 5, characterized in that the KKM by using the regulating elements included in it ensures the protection of the connected AC source and at least one source of any voltage from the reactive power of the load, and by means of at least one an element having an electric capacity, KKM compensates for the indicated reactive power.

7. The power factor corrector according to claim 1, characterized in that at least two KKM are connected to each other at the output.

8. The power factor corrector according to claim 1, characterized in that the KKM is an integral part of any electrical device known from the prior art.