WO2011149376A1 - Корректор коэффициента мощности - Google Patents

Корректор коэффициента мощности Download PDF

Info

Publication number
WO2011149376A1
WO2011149376A1 PCT/RU2010/000644 RU2010000644W WO2011149376A1 WO 2011149376 A1 WO2011149376 A1 WO 2011149376A1 RU 2010000644 W RU2010000644 W RU 2010000644W WO 2011149376 A1 WO2011149376 A1 WO 2011149376A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
power
kkm
load
source
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000644
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь Владиславович ЗАХАРОВ
Original Assignee
ПИЛКИН, Виталий Евгеньевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ПИЛКИН, Виталий Евгеньевич filed Critical ПИЛКИН, Виталий Евгеньевич
Publication of WO2011149376A1 publication Critical patent/WO2011149376A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power

Definitions

  • 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.
  • 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.
  • 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 periods of time AC voltage with a power greater than the power of the specified source of alternating voltage, while the parameters of the specified voltage source remain unchanged.
  • KKM power factor corrector
  • KKM 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 AC voltage source and to a source (s) with any voltage and outputs a power equal to the sum of the capacities of the indicated sources to the load, 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 sources of alternating voltage, without changing their parameters. KKM can be a separate device or is part of an electrical device.
  • Power factor corrector including inductors, diode bridges and control circuits, characterized in that the power factor corrector (hereinafter referred to as KKM), which includes at least one element having an electric capacity (without limitation on the number of these elements) and at least one a 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 the specified AC voltage source and at least one component having a capacitor, having an electric capacitance, outputs alternating voltage to the load for repeated periods of time with a power greater than the capacity of the specified AC voltage source, while the parameters of the indicated voltage source remain without changes.
  • KKM power factor corrector
  • KKM 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 for repeated periods 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.
  • 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 give a power equal to the sum of the powers indicated to the connected KKM load AC voltage source and at least one other source of any voltage, while the parameters of all these sources will remain unchanged Eneny.
  • KKM through the use of at least one element having an electric capacitance and control elements included therein, 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.
  • KKM through the use of regulatory elements included in it can provide protection for the AC voltage source connected to it from load reactive power, and by means of at least one element having an electric capacity included in KM, KKM can compensate for the indicated reactive power.
  • 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.
  • At least two KKM can connect among themselves on an exit.
  • KKM can be an integral part of any known from the prior art electrical device.
  • Figure 1 shows a diagram of a power factor corrector.
  • Figure 2 shows the principle of operation of the corrector power factor.
  • 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 Rl, R5, R18, R6 , R7, R8, RIO, Rl l, R12, 5) capacitors C1, C2, C5, C6, 6) zener diodes D1 and D3, 7) diodes D9, D10, Dl 1, D8, D32, D33, D31, D36, forming two balanced bridges, 8) opto-thyristors D2 and D16, 9) diodes Dl 1, D12, D14, D13, D15, D 18, D17, D 19, used to charge capacitors C3 and C4, 9) resistance R13 and R14, 10 ) diodes D22 and D40, 1 1) zener diodes D20
  • KKM works as follows.
  • the input voltage is supplied to the terminals KL1A and KL1B, that is, to the input of KKM.
  • 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 the 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.
  • 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 Dl l, D12, D14, D13, D 15, D18, D17, D19 and the opto-thyristors D2 and D16, these capacitors CZ 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.
  • 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 K M.
  • the zener diodes D24 and D25 open and the voltage at the resistance R16 decreases, the optothyristors D4 and D6 are closed and the voltage at the output of the CMC becomes equal to the specified value.
  • the indicated balanced bridges are opened by the D34 and D35 optothyristors as follows: when the amplitude of a 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.
  • 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 the 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.
  • FIG. 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 b both half-periods, the capacitors are charged, and in the hatched part B 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.
  • the stabilization of the voltage at the output of the KKM is carried out for the period of time that is necessary for the discharge of the capacitors C3 and C4. If sources of any voltage are connected to the KKM with the help of matching blocks, then stabilization will be carried out in the presence of KKM from 60% to 100% of the network power. If the charge voltage of any of the indicated capacitors becomes less than the specified level, then relay K1 and relay KZ, or relay K1 and relay KZ, which disconnect the load from the output of the CMC, are activated. Thus, the KKM load is protected from unacceptably low voltage.
  • the voltage at the output of the CMC can be two times higher than at the input of the CMC.
  • 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.
  • relay K1 and relay KZ, or relay K1, and relay KZ and relay KZ which disconnect the load from the KKM output, are activated.
  • the relays K1, K2, KZ are activated and the load is connected to the output of the KKM. Further, the specified cycle of the KKM is repeated.
  • KKM it is possible to feed various loads connected to the KKM output with a power consumption higher than the voltage power at the KKM input for repeated periods of time.
  • loads for example, power tools, heaters, feeders and others, may well work according to the proposed scheme using KKM.
  • KKM is also intended for folding the capacities of sources with various types of stresses.
  • the folding of the capacities of sources with different types of voltages occurs with the help of the G1 block B1 or blocks BN, diodes D27-D30 or diodes DN.
  • Any voltage is applied to the input terminals KL-3 and KJ1-3N, then, using the indicated blocks, this voltage is converted in any circuit to the charge voltage of the capacitors and, using diodes D27-D30 or diodes DN, is applied to the capacitors C3 and C4.
  • KKM works as it was stated 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.
  • the specified load is connected to the output of the KKM with time intervals.
  • 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 KKM output, which allows certain types of loads to be connected to the KKM output.
  • diodes Dl l, D12, D14, D 13, 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.
  • the voltage phase and half-cycle at the input of the KKM at the terminal KL-1 A become opposite the voltage phase and the half-cycle at the output of the KKM at the terminal KL-1 B.
  • the corresponding diodes and zener diodes that make up the chain of diodes and zener diodes D37, D41, D38, D39 therefore, the half-cycle of the opening voltage of the corresponding opto-thyristor is reversed and the specified opto-thyristor is closed.
  • 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, the compensation of the specified reactive power occurs.
  • 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.
  • 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 said optothyristors.
  • the specified chain and resistance R2 are also designed to restore voltage when the relay K-3.
  • 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.
  • the power factor corrector can be used to add the capacities of several sources of alternating voltage, for example, the mains and 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности, к корректорам коэффициента мощности. Корректор коэффициента мощности содержит как минимум один обладающий электрической емкостью элемент и как минимум один коммутирующий элемент. При подключении корректора коэффициента мощности к источнику переменного напряжения и к нагрузке, обладающей мощностью большей, чем мощность указанного источника переменного напряжения, он 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. Корректор коэффициента мощности работает как стабилизатор переменного напряжения, а также осуществляет защиту источников питания переменным напряжением от электротока выше допустимого и от короткого замыкания. Технический результат - возможность питания нагрузки переменным током мощностью, превышающей мощность источника питания.

Description

Корректор коэффициента мощности
Область техники, к которой относится полезная модель
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.
Уровень техники
Известны однофазные корректоры коэффициента мощности (см. статью «Типовые схемы корректоров коэффициента мощности», авторы Иванов В. и Понфилов Д., журнал «Новости о микросхемах», 1997 г. N° 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.
Сущность полезной модели
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 выдаёт 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, соединённые между собой и подключённые 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.
Раскрытие полезной модели
Указанный технический результат достигается следующим образом:
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.
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.
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.
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.
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 К М как минимум одного элемента, обладающего электрической емкостью, ККМ может компенсировать указанную реактивную мощность.
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.
7. Как минимум два ККМ могут соединять между собой по выходу.
8. ККМ может являться составной частью любого известного из уровня техники электрического устройства.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображена схема корректора коэффициента мощности.
На фиг.2 изображён принцип работы корректора коэффициента мощности.
Осуществление полезной модели
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 Rl, R5, R18, R6, R7, R8, RIO, Rl l, R12, 5) конденсаторы С1 , С2, С5, С6, 6) стабилитроны D1 и D3, 7) диоды D9, D10, Dl 1, D8, D32, D33, D31 , D36, образующие два сбалансированных моста, 8) оптотиристоры D2 и D16, 9) диоды Dl 1 , D12, D14, D13, D15, D 18, D17, D 19, применяемые для зарядки конденсаторов СЗ и С4, 9) сопротивления R13 и R14, 10) диоды D22 и D40, 1 1) 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..КЗ, предназначенные для подключения и отключения нагрузки от ККМ, 16) блок согласования Б1 или блоки согласования BN (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 Б 1 или блоков BN и конденсаторов СЗ, С4. KKM работает следующим образом. Входное напряжение подаётся на клеммы КЛ1А и КЛ1Б, то есть, на вход ККМ. При включении КМ с помощью устройства включения KKM 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 путём 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 СЗ. 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 путём постепенного закрытия оптотиристоров D6 и D4.
Конденсаторы СЗ 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 Dl l, D12, D14, D13, D 15, D18, D17, D19 и оптотиристоров D2 и D16, указанные конденсаторы СЗ 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 D 16, 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 К М. 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.
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 СЗ и С4 складывается с напряжением, присутствующим на выходе ККМ. Причём, 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 СЗ и С4 предназначены для устойчивого открытия оптотиристоров D34 и D35. Так как напряжение заряда конденсаторов СЗ и С4 на обоих полупериодах равно заданной величине, то напряжение на выходе ККМ будет равно заданной величине.
На фиг.2 изображён принцип работы ККМ и форма выходного сигнала ККМ. Каждый из обоих полупериодов выходного сигнала разбит на три части. В частях А и В на б 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 СЗ 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 КЗ или реле К1 и реле КЗ, 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 СЗ 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 КЗ или реле К1 и реле КЗ и реле КЗ, которые отключают нагрузку от выхода ККМ. Как только конденсаторы зарядятся, то срабатывают реле К1, К2, КЗ 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, подключённые 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.
ККМ предназначен также для складывания мощностей источников с различными видами напряжений. Складывание мощностей источников с различными видами напряжений происходит с помощькГблока Б1 или блоков BN, диодов D27-D30 или диодов DN. На входные клеммы КЛ-3 и KJ1-3N подаётся 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 подаётся на конденсаторы СЗ и С4. Далее ККМ работает как было указано выше с той лишь разницей, что на нагрузку подаётся 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 путём 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 путём закрытия указанных оптотиристоров от реактивной мощности при подключении к выходу ККМ реактивной нагрузки, что позволяет подключать к выходу ККМ определённые виды нагрузок. Кроме того, диоды Dl l , D12, D14, D 13, 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-1 А становятся противоположны фазе напряжения и полупериоду на выходе ККМ на клемме КЛ-1 Б. Как только полупериод на входе ККМ на клемме КЛ-1 А становится противоположен полупериоду на выходе ККМ на клемме КЛ-1 Б, 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 подаётся 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 СЗ 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 путём закрытия оптотиристоров D4 и D6. В указанной цепочке при нагрузке выше максимально допустимой из-за перепада напряжения между клеммами КЛ-1 А и КЛ-1 Б 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.
Промышленная применимость полезной модели
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. Также 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.

Claims

Формула полезной модели
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 источников напряжения, при этом параметры всех указанных источников напряжения остаются без изменений.
3. Корректор коэффициента мощности по п. 2, отличающийся тем, что ККМ посредством использования как минимум одного блока согласования, являющегося составной частью ККМ, складывает мощность источника переменного напряжения и мощность как минимум одного другого источника любого напряжения без ограничения по количеству указанных источников любого напряжения и выдает 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 остаются без изменений.
4. Корректор коэффициента мощности по п.1, отличающийся тем, что ККМ посредством использования включенных в него как минимум одного элемента, обладающего электрической емкостью, и регулирующих элементов, стабилизирует напряжение источника переменного напряжения и защищает указанный источник переменного напряжения от электротока выше допустимого и от короткого замыкания.
5. Корректор коэффициента мощности по п.1 , отличающийся тем, что ККМ посредством использования включенных в него регулирующих элементов обеспечивает защиту подключенного к нему источника переменного напряжения от реактивной мощности нагрузки, а посредством включенного в ККМ как минимум одного элемента, обладающего электрической емкостью, ККМ компенсирует указанную реактивную мощность.
6. Корректор коэффициента мощности по п.5, отличающийся тем, что ККМ посредством использования включенных в него регулирующих элементов обеспечивает 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 компенсирует указанную реактивную мощность.
7. Корректор коэффициента мощности по п.1 , отличающийся тем, что как минимум два ККМ соединяют между собой по выходу.
8. Корректор коэффициента мощности по п.1, отличающийся тем, что ККМ является составной частью любого известного из уровня техники электрического устройства.
PCT/RU2010/000644 2010-05-25 2010-10-29 Корректор коэффициента мощности WO2011149376A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010120836 2010-05-25
RU2010120836 2010-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011149376A1 true WO2011149376A1 (ru) 2011-12-01

Family

ID=45004161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000644 WO2011149376A1 (ru) 2010-05-25 2010-10-29 Корректор коэффициента мощности

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011149376A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187879C2 (ru) * 2000-08-28 2002-08-20 Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" Источник стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента мощности
EP1524576A1 (de) * 2003-10-16 2005-04-20 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hochsetzsteller mit Leistungsfaktorkorrektur
US20080094040A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Marco Soldano One cycle control pfc circuit with dynamic gain modulation
RU2328067C1 (ru) * 2006-12-11 2008-06-27 ООО "Александер Электрик источники электропитания" Устройство коррекции коэффициента мощности
RU80075U1 (ru) * 2008-10-10 2009-01-20 Аркадий Владимирович Джаникян Корректор коэффициента мощности

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187879C2 (ru) * 2000-08-28 2002-08-20 Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" Источник стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента мощности
EP1524576A1 (de) * 2003-10-16 2005-04-20 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hochsetzsteller mit Leistungsfaktorkorrektur
US20080094040A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Marco Soldano One cycle control pfc circuit with dynamic gain modulation
RU2328067C1 (ru) * 2006-12-11 2008-06-27 ООО "Александер Электрик источники электропитания" Устройство коррекции коэффициента мощности
RU80075U1 (ru) * 2008-10-10 2009-01-20 Аркадий Владимирович Джаникян Корректор коэффициента мощности

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018218181B2 (en) Battery system
EP2587620B1 (en) DC bus balancer circuit
CN102124625B (zh) 功率转换装置
US10079558B2 (en) Switching scheme for static synchronous compensators using cascaded H-bridge converters
WO2015124176A1 (en) Energy storage system comprising a modular multi-level converter
CN1898845A (zh) 具有电能回收的负荷供电方法和装置
US20130033912A1 (en) Five-level dc-ac converter
TWI462457B (zh) 單相三線三埠式電能轉換系統
CN104734528B (zh) 多相电力驱动器及其功率单元
RU97837U1 (ru) Корректор коэффициента мощности
WO2011149376A1 (ru) Корректор коэффициента мощности
CN116345940A (zh) 一种逆变装置及其控制方法
RU2326483C1 (ru) Регулятор трехфазного напряжения
US20240055973A1 (en) Power Supply Device
RU99667U1 (ru) Преобразователь переменного напряжения в постоянное
KR20100017325A (ko) 두개의 배터리를 충전하기 위한 충전 회로
RU2686475C1 (ru) Преобразователь частоты с несимметричной схемой инвертора
RU121403U1 (ru) Устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса
RU2037249C1 (ru) Система бесперебойного электропитания
Basith et al. A novel approach of dynamic voltage restorer integration with ultra capacitor for proper voltage sag compensation
Rauf et al. An integrated system configuration for electric springs to enhance the stability in future smart grid
RU2306661C1 (ru) Стабилизатор напряжения
CN114665577B (zh) 一种电池组充放电装置
CN109193895A (zh) 一种ups蓄电池的充放电电路及方法
CN108258782A (zh) 一种可视楼宇对讲机电源结构

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10852273

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A SENT ON 16.05.2013)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10852273

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1