SU1282259A1 - Устройство дл регулировани реактивной мощности в электрической сети (его варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области устройств дл  плавного регулировани  реактивной мощности и дл  обеспечени  условий коммутации тиристоров в автономных инверторах. Цель - повьпление КПД, снижение потерь . Устройство содержит -последовательно включенные конденсаторную батарею 3, дроссель 4 и вентильные коммутаторы (5-6, 7-8). Данна  ветвь шунтирована конденсатором 2, а обе параллельные ветви подключены к сети через дополнительные дроссель 4 и вентильный коммутатор (5-6). Однонаправленный импульс тока образован путем первоначального зар да конденсатора 2 и последующего его разр да на конденсаторную батарею 3. Устройство по второму варианту содержит включенные последовательно конденсаторную батарею, дроссель и однофазный мост, образованный вентильными коммутаторами. В диагональ переменного тока моста включен конденсатор. Зар д конденсаторной батареи осуществлен путем поочередного перезар да конденсатора с помощью вентильных коммутаторов моста. Емкость конденсатора по крайней мере на пор док меньше емкости конденсаторной батареи . 2 с.п. ф-лы. 4 ил. § (Л

Description

Фиг. I

Изобретение относитс  к области средств плавного регулировани  реактивной мощности, например в промышленных сет х, или дл  обеспечени  искусственной коммутации тиристоров в автономных инверторах.

Цель изобретени  - увеличение коэффициента полезного действи  и снижение потерь.

На фиг.1 изображена схема устрой- ства регулировани  реактивной мощности , первый вариант; на фиг.2 - структурна  схема системы управлени  устройства; на фиг.З - устройство регулировани  реактивной мощности, второй вариант; на фиг.4 - структурна  схема системы управлени  устройства .

Устройство по первому варианту содержит источник 1 питани  перемен- ного тока, конденсатор 2 малой емкости , конденсаторную батарею 3 большой емкости, дроссель 4, два вентильных коммутатора из встречно-параллельно включенных тиристоров 5,6 и 7,8. Конденсатор 2 обладает емкостью по крайней мере на пор док меньше по сравнению с емкостью конденсаторной батареи 3.

В положительный пол пр жени  источника 1 п

Устройство по второму варианту со- 30 отпираетс  тиристор 6

держит задающий генератор 9 высокой частоты, обладающий возможностью регулировать выходную частоту; логические элементы И 10-13; формирователи 14-17 импульсов дл  стирани  тиристоров , возле которых цифрами 5-8 указаны номера тиристоров схемы фиг.1, на которых воздействуют формирователи импульсов, синхронизатор 18, икеющий два выхода, знаками + и - отмечены выходы сигналов синхронизатора 18, по вл ющихс  при положительной и отрицательной полуволне напр жени  источника 1 питани .

На фиг.З изображены элементы 1-4, образованный четырьм  вентильными коммутаторами однофазный мост,в диагональ переменного тока которого включен конденсатор 2 малой емкости. При этом четыре вентильных коммутатора образованы встреччо-параллель- но включенными тиристорами 19, 20; 21, 22; 23, 24; 25, 26. В данной схеме конденсатор 2 обладает емкостью по крайней мере на пор док меньше по сравнению с емкостью конденсаторной батареи 3.

На фиг.4 изображены синхронизатор 18, аналогичный используемому в схемалой емкости 2 зар жа ника 1 через тиристор до напр жени , примерн . военному мгновенному з

35 жени  источника 1. Пос ристор 6 запираетс .

Далее отпираетс  ти конденсатор 2 перезар  пи 2-4-8-3-2, в резуль

денсаторна  батаре  3 зар д от протекающего ного импульса тока. Па денсатора 2 и дроссел  ютс  таким образом, чт ка  частота описываемы крайней мере на пор до циклическую частоту ис тани . Путем отпирани  а затем тиристора 8 ос

50 р д конденсаторной бат частотными однонаправл сами тока.

45

55

Аналогичным образом ный полупериод напр же 1 питани  сначала дл  сатора 2 отпираетс  ти после запирани  тирист етс  тиристор 7, и кон

ме фиг. 2; задающий генератор 9 высокой частоты, обладающий возможностью регулировать выходную частоту; логические элементы И 10-13; формирователи 27-34 импульсов дл  отпирани  тиристоров, возле которых цифрами 19- 26 указаны номера тиристоров схемы фиг.З, на которые воздействуют формирователи импульсов.

Элементы 9-17 и 27-34 фиг,2 и фиг.4 могут быть выполнены на основе известных блоков и известных способов их соединени .

В частности, задающий генератор 9 может быть выполнен с трансформаторным выходом (при этом трансформатор имеет две выходные вторичные обмотки с последовательно включенными диодами).

I Синхронизатор 18 выполнен в виде трансформатора, первична  обмотка которого подключена к источнику 1 питани  переменного тока, выходами служат две вторичные обмотки с включенными последовательно диодами.

Регулирование реактивной мощности осуществл етс  следующим образом.

В положительный полупериод напр жени  источника 1 питани  (фиг.1)

отпираетс  тиристор 6

отпираетс  тиристор 6

и конденсатор алой емкости 2 зар жаетс  от источника 1 через тиристор 6 и дроссель 4 о напр жени , примерно равного уд- военному мгновенному значению напр жени  источника 1. После этого тиристор 6 запираетс .

Далее отпираетс  тиристор 8 и конденсатор 2 перезар жаетс  по цепи 2-4-8-3-2, в результате чего конденсаторна  батаре  3 приобретает зар д от протекающего однонаправленного импульса тока. Параметры конденсатора 2 и дроссел  4 рассчитываютс  таким образом, чтобы циклическа  частота описываемых процессов по крайней мере на пор док превьппала циклическую частоту источника 1 питани . Путем отпирани  тиристора 6, а затем тиристора 8 осуществл ют зар д конденсаторной батареи 3 высокочастотными однонаправленными импульсами тока.

Аналогичным образом в отрицательный полупериод напр жени  источника 1 питани  сначала дл  зар да конденсатора 2 отпираетс  тиристор 5, а после запирани  тиристора 5 отпираетс  тиристор 7, и конденсаторна 

батаре  перезар жаетс  однонаправленными импульсами тока обратного направлени .

Регулирование реактивной мощност устройства осуществл етс  изменение частоты включени  тиристоров (изменением величины пауз между импульсами токов).

Система управлени  работает следующим образом.

Задающий генератор 9 вырабатывает напр жение высокой частоты,причем продолжительность во времени одного полупериода этого напр жени  достаточна дл  затухани  импульса тока npif зар де конденсатора 2 или конденсаторной батареи 3. В синхронизаторе 18 и задающем генераторе 9 знаками + и - отмечены выходы импульсов, по вл ющихс  при наличии соответственно положительной или отрицательной полуволн напр жений элементов 1 и 9.

Из схемы фиг.2 следует, что логические элементы И 10-13 подают импульсы на формирователи 14-17 импульсов , которые подают сигнал на отпирание тиристоров 5-8 (фиг.1). В случае одновременной подачи двух импульсов на входы элементов И: тиристор 6 отпираетс  при наличии положительных полуволн напр жени  синхронизатора 18 и задакщего генератора 9; тиристор 8 отпираетс  при наличии положительной полуволны напр жение синхронизатора 18 и отрицательной полуволны напр жени  задающего генератора 9; .тиристор 5 отпираетс  при наличии отрицательных полуволн напр жени  синхронизатора 18 и задающего генератора 9, тиристор 7 отпираетс  при наличии отрицательной полуволны напр жени  синхронизатора 18 и положительной полуволны напр жени  задающего генера- . тора 9.

Регулирование реактивной мощности устройства осуществл етс  изменением частоты задающего генератора 9.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства по второму варианту.

В положительный полупериод выходного напр жени  источника 1 питани  отпираютс  тиристоры 19 и 25 и включенные последовательно конденсатор 2 малой емкости и конденсаторна  батаре  3 зар жаютс  по цепи 1-4-19fO

15

822594

2-25-3-1 вплоть до самоотключени  тиристоров 19 и 25. Так как величина емкости конденсаторов 2 по крайней мере на пор док меньше емкости 5 конденсаторной батареи 3, то напр жение на конденсаторе 2 будет максимальным , а конденсаторна  батаре  3 зар жаетс  однонаправленным импульсом тока до напр жени  небольшой величины.

Параметры дроссел  4 и конденсатора 2 выбираютс  таким образом, чтобы циклическа  частота описываемых процессов по крайней мере на пор док- , превышала циклическую частоту источника 1 питани .

После запирани  тиристоров 19 и 25 отпираютс  тиристоры 21 и 23. Путем поочередного-отпирани  пар тиристоров 19, 25 и 21, 23 конденсаторна  батаре  3 зар жаетс  высокочастотными однонаправленными импульсами тока.

В отрицательный полупериод выходного напр жени  источника 1 питани  отпираетс  снач ала пара тиристоров 22 и 24, а затем пара 20 и 26. В результате конденсаторна  батаре  перезар жаетс  высокочастотными однонаправленными импульсами тока обратного знака.

Регулирование реактивной мощности устройства фиг.З осуществл етс  изменением частоты включени  35 тиристоров 19, 25; 21, 23; 22, 24, 20, 26.

Работа системы управлени  (фиг.4) осуществл етс  следующим образом. Задающий генератор 9 вырабатывает напр жение высокой частоты. В задающем генераторе 9 и синхронизаторе

20

25

X

40

ды импульсов, по вл ющиес  при наличии соответственно положр .тельной и отрицательной полуволн напр жений элементов 1 и 9.

Из схемы фиг.4следует, что логические элементы И 10-13 аналогично схеме фиг.2 подают импульсы на формирователи 27-34 импульсов, которые в свою очередь подают сигнал на отпирание тиристоров 19-26 (фиг.З) в случае одновременной подачи двух импульсов на входы элементов И: пара тиристоров 19, 25 отпираетс  при наличии положительных полуволн напр жени  синхронизатора 18 и задающего генератора 9; пара

тиристоров 21,23 отпираетс  при наличии положительной полуволны напр жени  синхронизатора 18 и отрицательной полуволны Напр жени  задающего генератора 9; пара тиристоров 22, 24 отпираетс  при наличии отрицательных полуволн напр жени  синхронизатора 18 и задающего генератора 9; пара тиристоров 20 и 26 отпираетс  при наличии отрицательно полуволны синхронизатора 18 и положительной полуволны напр жени  задающего генератора 9.

Регулирование реактивной мощности устройства (фиг.З) осуществл ют изменением частоты задающего генератора 9.

Снижение потерь и увеличение КПД достигаетс  в устройстве за счет уменьшени  активного сопротивлени  зар дной цепи.

Claims (2)

1. Устройство дл  регулировани  реактивной мощности в электрической сети, содержащее конденсаторную батарею , подключенную к сети через последовательно соединенные дроссель

и вентильный коммутатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  коэффициента полезного действи , между сетью и дросселем

включены дополнительно введенные второй дроссель и второй коммутатор, а обща  точка дросселей соединена с конденсаторной батареей через дополнительный конденсатор, емкость

которого по крайней мере на пор док меньше, емкости конденсаторной батареи .

2. Устройство дл  регулировани  реактивной мощности в электрической сети, содержащее конденсаторную батарею , подключенную к сети через последовательно соединенные дроссель и вентильный коммутатор, о т- личающеес  тем, что, с целью снижени  потерь, вентильный коммутатор выполнен в виде однофазного моста, который включен между дросселем и конденсаторной батареей выводами посто нного тока, а к выводам переменного тока подключен дополнительный конденсатор,емкость которого по крайней мере на пор док меньше емкости конденсаторной батареи .

Фиг.2

19

f9 0 21

25

2t

2d

Фиг. 3

26

Фиг Л