Устройство для симметрирования трехфазных несимметричных нагрузок с изменяющимися во времени параметрами Советский патент 1987 года по МПК H02J3/26 

7, 8, а переменные суммируются сумматором (С) 9. С датчика опорного напряжения сигнал, пропорциональный напряжению и. стабилизируется

Д

стабилизатором 10 амплитуды, с выхо- дом которого соединены оба входа У 1. Фильтр 12 пропускает переменный сигнал двойной частоты, который подается на вход фазовращателя I4 на ir/2 и первые входы У 15, 18, С выхода фазовращателя сигнал поступает на первые входы У 16, 17. С выхода С 9 сигнал, двойной частоты поступает на вторые входы У 15, 17 и на вход фазовращателя 13 на .. На выходе

1

Изобретение относится к злектро- технике и может быть использовано в трехфазных электрических сетях для симметрирования напряжений при не- симметриИ, вызванной подключением трехфазных несимметричных нагрузок с параметрами, изменяющимися во времени.

Цель изобретения - повьппение качества симметрирования путем увеличения быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - совмещенная диаграмма токов обратной последовательности.

Устройство содержит трехфазную несимметричную нагрузку 1, параметры которой изменяются во времени, датчик 2 линейных напряжений, датчик 3 токов, датчик 4 опорного.напряжения. Все элементы подключены к трехфазной сети. Блок-схему можно условно разбить на три функциональные части: блок выделения действительной и мнимой составляющей пульсирующей мощности; блок преобразования, блок управления, исполнительный орган.

Блок вьщеления действительной и мнимой составляющей пульсирующей мощности включает в себя датчик 2 линейных напряжений, датчик 3 токов, датчик 4 опорного напряжения, умножители 5 и 6, фильтры 7 и 8 постоянной составляющей сигнала, сумматор 9, стабилизатор 10 амплитуды опорного

88820

С 20 сигнал пропорционален действительной части пульсирующей мощности. Выходы У 17 и У 18 через инвертор 19 подключены к С 21, на выходе которого сигнал пропорционален мнимой части пульсирующей мощности. С помощью делителей 22, 24, 25, инвертора 26, С 27, 28, инверторов 23, 26 получают сигналы управления, поступающие на вход блоков управления 29, 30, 31, которые формируют сигнал для управления злементов исполнительного органа 32. Быстродействие повышается за счет использования блоков с высоким быстродействием. 2 ил.

напряжения, ум::ожитель 11, фильтр 12 постоянной составляющей сигнала, фазовращатели 13 и 14 на , умножители 15-18 аналоговых сигналов, ин- вертор 19, сумматоры 20 и 21.

Блок преобразования содержит делитель 22,инвертор 23, делители 24 и 25, инвертор 26, сумматоры 27 и 28.

Блок управления включает в себя блоки 29-31 управления, которые подключены к реактивньм элементам исполнительного органа 32, присоединенного к трехфазной сети.

Работа устройства основана .а реализации аналитических зависи .остей между пульсирующей мощностью в сети, обусловленной нагрузкой, и параметрами элементов исполнительного органа.

Система уравнений, описьшающая режим в сети, записывается следующим

+ Q

it

Си

систему уравнений, опре- З ReNc -JmNc .

3

H,-

V3

(2)

3.1

в уравнениях (2) присутствуют действительные и мнимая часть пульсирующей мощности. Выразим пульсирующую мощность, обусловленную нагрузкой, через линейные напряжения, например и.д и Ujj, и линейные токи, например Jg и J , при условии, что ось действительных чисел совпадает с направлением фазного напряжения, например, в фазе А.

Разложим переменную составляющую пульсирующей мощности N, на действительную и мнимую части при принятой системе координат

;VN,.e- Ч-NДcoв(2cot. c,, ; j 9in(2Qi,+g))-{co5 2at -j eln lai N g (2 ut 4 cf J CO s 2 cot + 5i n (2 &)-t-i4-(f)6in2Gll tj 5in(2wi+4in COS(2oi-coe(2Qttqi)5;n 2coi -NtC05qi 4JH 5in( ,.

(3V

Принцип работы устройства основан на реализации аналитических зависимостей (2) с помощью выражения (З) Устройство работает следующим образом.

С датчика 2 линейных напряжений один сигнал, пропорциональный напряжению и.-, подается на первый вход

ЛЬ

умножителя 5 аналоговых сигналов (далее умножителя), а другой - .- умножителя 6. .На другие входы этих умножителей подаются сигналы, пропорциональные линейным токам 1 и 1 с датчика 3 токов.. Перемноженный сигнал имеет постоянную и переменную (двойной частоты) составляющие. Постоянные составляющие отфильтровываются фильтрами 7 и 8 постоянной составляющей сигнала (далее фильтр), например с помощью конденсаторов, а переменные суммируются сумматором 9.

С датчика 4 опорного напряжения сигнал, пропорциональный фазному напряжению ид, подается на вход стабилизатора 10 амплитуды опорного напряжения, с выходом которого соединены оба входа умножителя 11. Сигнал на выходе упомянутого умножителя имеет также Постоянную и переменную (двойной частоты) составляющие. Фильтр 12 постоянной составляющей, соединенный с выходом умножителя 11, пропускает переменный сигнал двойной частоты, который подается на

888204

вход фазовращателя 14 на 1Г /2 и первые входы умножитепей 15 и 18. С выхода упомянутого фазовращателя сигнал поступает на первые входы умно- ,

5 жителей 16 и I7.

С выхода сумматора 9 переменный сигнал двойной частоты поступает на вторые входы умножителей 15 и 17 и на вход фазовращателя 13 на ii/2,

О выход которого соединен с вторыми входами умножителей 16 и 18. Выходы умножителей 15 и 16 подключены к входу сумматора 20, на выходе которого сигнал пропорционален действи тельной части пульсирующей мощности. Выходы умножителей 17 и 18 через инвертор i 9 подключены к сумматору 21, на выходе которого сигнал пропорционален мнимой части пульсирующей

20

мощности.

5

нию

матора 28 Выход сумматора 20 соединен с входом делителя 22, который уменьща- ет сигнал, пропорциональный ReN в -{з раз, с выхода этого делителя сигнал поступает на один вход сумматора 27 и на вход инвертора 23, выход которого подключен к одному входу сумматора 28.

Выход су 1матора 21 подключен к

входу делителя 24, где сигнал, пропорциональный JmNj,, уменьшается в 2/3 раз, и входу инвертора 26, выход которого соединен с входами сумматоров 27 и 28,

5 Таким образом, на выходе сумматора 27 сигнал пропорционален выраже-45 ReNc- JmNc

, а на выходе сум-43ReNc- Jmilc „ л1 На выхо0

де делителя 24 сигнал пропорционален

2

JmN . Сигналы от сумматоров 27 и 28

и делителя 24 поступают на вход блоков 29-31 управления. Эти блоки формируют сигнал для управления реактивной мощностью элементов исполнительного органа 32, Реактивные элементы исполнительного органа 32 подключены между фазами сети и компенсируют токи обратной последовательности, вызванные подключением трехфазной несимметричной нагрузки 1, параметры которой изменяются во времени.

В устройстве имеются фильтры постоянной составляющей сигнала (емкости) , однако они вьтолняют не функции сглаживания напряжения, а фильтрации (отделения) постоянной составляющей

5

5. i

от переменной, которая используется ля управления исполнительным органом симметрирующего устройства. Быстродействие зтих фильтров высоко (0,01 мс).

Общее быстродействие устройства - не более половины периода сети.

ормула, изобретения

Устройство для симметрирования рехфазных несимметричных нагрузок изменяющимися во времени параметами, содержащее датчик линейных оков, датчик линейных напряжений, ва двухвходовых умножителя аналоговых сигналов, первые вхбды которых соединены соответственно с двуя выходами датчика линейных токов, а вторые входы - с двумя выходами датчика линейных напряжений, двух- входовый сумматор, а также испблни- тельный орган, выполненный на регулируемых многосекционных конденсаторных батареях, соединенных в тре- угойьник, и имеющий три блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения, качества симметрирования путем увеличения быстро действия устройства, оно дополнительно снабжено датчиком опорного напряжения, стабилизатором амплитуды опорного напряжения, двумя фазовращателями, пятью двухвходовыми умножителями аналоговых сигналов, четырьмя двухвходовыми сумматорами, тремя инверторами, тремя фильтрами постоянной составляющей сигнала, тремя делителями, тремя блоками управления, при этом выходы первого и второго двухвходовых умножителей аналоговых сигналов соответственно через первый и второй фильтры постоянной составляющей сигнала подключены к входам первого двухвходового сумматора, входы датчика опорного напряжения подключены к трехфазной сети, а выход через стабилизатор

10

20

88820 6

амплитуды опорного напряжения подключен к входам третьего двухвходового умножителя аналоговых сигналов, соединенного с входом третьего фильтра

5 постоянной составляющей сигнала, выход первого двухвходового сумматора подключен к входу первого фазовращателя и к первым входам четвертого и пятого двухвходовых умножителей аналоговых: сигналов, выход первого фазовращателя подключен к первьм входам шестого и седьмого двухвходовых . умножителей аналоговых сигналов, выход третьего фильтра постоянной сос 5 тавляющей сигнала соединен с вторыми входами четвертого и седьмого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов и через второй фазовращатель - с вторыми входами пятого и шестого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов, выходы четвертого и шестого двухвходовых умножителей аналоговых сигналов присоединены к входам второго двухвходового сумматора, выход седьмого двухвходового умножителя аналоговых сигналов через первый инвертор подключен к первому входу третьего двухвходового сумматора, к второму входу которого подключен выход пятого двухвходового умножителя аналоговых сигналов, выход второго- двухвходового сумматора через первый делитель соединен с первым входом четвертого двухвходового

35 сумматора и входом второго инвертора, подключенного к первому входу пятого двухвходового сумматора, выход третьего двухвходового сумматора через второй делитель и церез третий инвертор соединен соответственно с входом второго блока управления и входом третьего делителя, подключенного к вторым входам четвертого и пятого двухвходовых сумматоров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и третьего блоков управления.

25

30

40

45

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повьппение качества симметрирования путем увеличения быстродействия. С датчика 2 линейных напряжений один сигнал, пропорциональный напряжению и. , подается на первый вход умножителя (У) 5, а другой - Удс - на У 6. На другие входы этих У подаются сигналы, пропорциональные линейным токам 1о и I-, с датчиков 3 токов. Пос- о -6 с тоянные составляющие полученных сигналов отфильтровываются фильтрами (Л Фа9.1

Редактор С, Патрушева

Составитель И. Мирошников

Техред И.Попович Корректор Л. Патай

Заказ 7819/ 4Тираж 641Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4