Устройство для управления источником реактивной мощности Советский патент 1986 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к преобразовательной технике, предназначено для повышения коэффициента мощности потребителей, имеющих резкоперем:ен ньй характер потребления электрической энергии, и может быть использова но для создания автоматических устройств компенсации реактивной мощнос ти. Цель изобретения - увеличение быстродействия и повышение надеж;ности устройства. На фиг, 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, иллюстрирующи работу, устройства. Устройство для управления источником реактивной мощности содержит датчик 1 режима сети, включающий трансформаторы тока и напряжения, связанный с питающей Ьетью, к которой подключена нагрузка 2, источник реактивной мощности с тиристором 4 в цепи управления. Источник 3 реактивной мощности включает также трансформатор 5, крайние обмотки которого соединенные последовательно, через конденсатор 6 подключены к .питающей сети, обмотки среднего и одного крайнего стержней образуют контур управления замкнутый на симметричный тиристор 4 для регулирования величины реактивной мощности. Тиристор 4 для осуществления управления им по фазоимпульсному методу соединен с формирователем 7 импульсов, содержащим сравнивающий диод 8, транзистор 9 и импульсный трансформатор 10. Фор мирователь 7 имеет два входа: синхро низирующий о. , которым задается начальная фаза и частота импульсов управления тиристором, и управляющий вход 6 по которому осуществляется регулирование фазы импульсов управле ния или угла Ф отпирания тиристора 4 Вход Q формирователя 7 соединен с выходом генератора 11 пилообразных импульсов, содержащего транзистор 12, зарядное сопротивление 13 и времязадающий конденсатор 14. Генератор 11 импульсов соединен через диодньш ограничитель 15 с выходом фазовращателя 16, вход-которого соединен с трансформатором 17 датчика 1 режима сети. ФазовращаТ(пь 16 обеспечивает сдвиг фазы на .ЗТ/2 напряжения, приложенного к генератору 11, относительно сетевого напряжения, поступающего с трансформатора 17, Управляющий вход Ь формирователя Z соединен с выходом ждущего мультивибратора 1 8, содержащего транзисторы 19 и 20 и времязадающую цепочку из сопротивления 21 и конденсатора 22. Вход ждущего мультивибратора 18 соединен через диодный ограничитель 23 с выходом трансформатора 24 тока датчика 1 режима сети. Запускающие импульсы с трансформатора 24 тока обеспечивают формирование на выходе ждущего мультивибратора 18 импульсов положительной полярности с длительностью, равной /2. Генератор 11 пилообразных импульсов и формирователь 7 импульсов образуют блок 25 управления. Устройство для управления источником реактивной мощности работает следующим образом. Пусть нагрузка 2 и источник 3 реактивной мощности находятся под напряжением сети, причем, нагрузка 2 имеет индуктивный характер. С выходов трансформаторов 17 и 24 напряжения и тока поступают синусоидальные сигналы U,-j и Uj , сдвинутые на фазовый угол ф и соответствующие напряжению сети и току нагрузки, как показано на диаграмме (фиг. 2а) ., Сигнал Ц,-| трансформатора 17 напряжения преобразуется фазовращателем 16 и диодным ограничителем 15 в прямоугольные импульсы Ц , передний фронт которых сдвинут на Т/2 относительно момента перехода напряжения сети через нуль (диаграмма на фиг. 2). С выхода генератора 11 импульсов построгают пилообразные импульсы Uj (диаграмма Ь на фиг. 2) на вход а формирователей 7, синхронизированные прямоугольными импуль-сами и.,5 5 и формируют импульсы управления, открывающие тиристор 4, причем формирование импульсов управления осуществляется только в диапазоне от )r. Сигнгш из с трансформатора 24 тока через диодный ограничитель 23 запускает ждущий мультивибратор 18, с выхода которого прямоугольные импульсы (диаграмма г на фиг. 2) с длительностью 7Г/2 поступают на управляющий вход Ь формирователя 7 и запрещают формирование импульсов упр-авления на тиристор. В момент времегш Jr-/2+vp, т.е„ по окончании воздействия импульса Ц, (диаграмма Э на фиг. 2), импульс и, формирует импульс U управления (диаграмма е на фиг. 2), открывающий тиристор 4, через который протекает ток 1 (диаграммами на фиг. 2) изменяющий величину генерируемой реактивной мощности до значения соответствующего величине реактивной мощ ности потребляемой нагрузкой 2 из се ти для данного угла 9 . Реактивная, мощность, генерируемая источником 3, в зависимости от-изменения угла о/ отпирания тиристора 4 (угол отпирания тиристора определяет ся приходом импульса управления с импульсного трансформатора 10 и отсчитывается от конца -полупериода синусодиального напряжения, приложенного к тиристору, к началу) в диапазоне от О до 7Г/2, изменяется от максимального значения до нуля. При изменении потребления нагрузкой 2 реак тивной мощности из сети от минимального значения до максимального и соответствующее этому изменение угла f рт О до 7Г/2, происходит формирование импульсов управления, поступающих на тиристоры А с формирователя 7 в диапазоне от JT/2 до JT , вызывающее изменение угла отпирания тиристора от Jr/2 до О (по принятому отсчету) и соответственно изменение величины J реактивной мощности источника 3 от нуля до максимального значения. При зтом обеспечивается высокое быстро-действие компенсации реактивной мощности в системе автоматического управления за счет непосредственного формирования импульсов управления тиристором 4 от угла фазового рассог ласования vp т.е. от изменения реактивной мощности нагрузки, и отсутствие при этом постоянных времени элементов вызывающих задержку сигнала управления и снижение быстродействия системы автоматического управления источником 3. Использование элементов блока управления тиристором 4 (генератор 11 пилообразных импульсов и формирователь 7 импульсов управления) ПО фазоимпульсному методу, одновременно и как датчик фазового рассогласования позволяет значительно повысить надежность системы автоматического управлеш1я за счет снижения количества элементов. Формирование импульсов управления, поступаюьчих на тиристор 4, в диапазоне от ,тТ/2 до F исключает преждевременное включение тиристора 4 и протекание при этом через него аварийного тока, что дополнительно повышает надежность системы автоматического управления источником реактивной мощности. Использование предполагаемого устройства для управления источником peaкfивнoй мощности повышает быстродействие (от трех периодов синусоидального напряжения сети до одного периода за счет снижения шэстоянной временисистемы уравления) и надежность (за счет уменьшения числа элементов системы управления и устранения протекания аварийных токов в источнике реактивной мощности), Формула изобретения Устройство для автоматического управления источником реактивной мощности с тиристором в цепи управления, содержащее датчик режима сети, включающий трансформаторы тока и напряжения и блок управления тиристором, включающий генератор пилообразных импульсов, соединенный с формирователем импульсов управления тиристорами, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности, оно снабжено ждущиммультивибратором, фазовращателем и двумя диодными ограничителями, причем вход ждущего мультивибратора соединен с трансформатором тока датчика режима сети через диодный ограничитель , а его выход соединен с управляющим входом формирователя импульсов , выход фазовращателя соединен с входом генератора пилообразных импульсов через второй диодный ограничитель, а его вход подключен к трансформатору напряжения датчика режима сети.

фи9,2