Компенсатор реактивной мощности Советский патент 1987 года по МПК H02J3/18 

113

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в установках электропитания.

Цель изобретения - уменьшение уровня искажений тока сети.

На фиг.1 приведена электрическая схема предложенного компенсатора реактивной мощности, на фиг.2 - схема трансформаторно-ключевого регулирующего органа, являющегося составной частью регулирующего органа дискретного действия; на фиг.З схема компаратора j на фиг.Д - схема формирователя импульсовJ на фиг.З временные диаграммы для основных величин: а - напряжение U, сети переменного тока, б - напря5кение U, на выходе компаратора напряжения, в - тока i в сети при индуктивной нагрузке, г - напряжение U,, на выходе компаратора тока при индуктивной нагрузке, д - напряжения выходе формирователя импульсов при индуктивной кагрузке, е - напряжения U на суммирующег входе реверсивного счетчика, х - тока i в сети при емкостной Нагрузке, 3 - напряжения U на компаратора тока при емкостной нагрузке,, и - напряжения и( на выхо/де формирователя -пу1пульсов при емкостной на- грузке, к - напряжения Ug на вычитающем входе реверсивного счетчика.

.

Компенсатор реактивной мощности содержит (фиг,1) регулирующий орган 1 дискретного действия, подключенный к первому зажиму сети переменного тока и соединенный параллельно с нагрузкой 2 5 каскадно соединенные логическая схема 3 и реверсивный счет- чик 4j ВЫХОДА которого подключены к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, компаратор 5 тока, подключенной к второму зажиму сети переменного тока и соеди ненный последовательно с регулирующи органом дискретного действияj компаратор 6 напряжения, подключенный к зажимам сети переменного тока, и формирователь 7 импульсов, соединенный входом с выходом компаратора тока. Один вход логической схемы соединен с выходом компаратора напряжений, а второй вход - с выxoдo ; формирователя импульсов.

Регулирующий орган дискретного действия выполнен м шгоуровневым. Он содержит Трансформаторно-ключевой регулирующий орган 8, включенный по

5

41

0

5

5

0 5 Q г

52

схеме вопьтодобавки и подсоедккенный

к конденсатору 9.

Трансформаторно-ключевой регули- руюш;ий орган 8 (фиг.2) содержит совокупность трансформаторов 9, вторичные обмотки которых соединены последовательно, а первичные - посредством ключей 10 и 11 подсоединены к входным зажимам. Ключи 10 и 11 выполнены на симметричных тиристорах. Управляющие входы х ключей 11 подсоединены к управляющим входам транс- форматорно-ключевого регулирующего органа непосредственно, а ключей 10 - через логические инверторы 12,

Числа витков трансформаторов 9 выбраны таким образом, что коэффициент трансформации каждого последующего из них в два раза превышает коэффициент трансформации предыдущего, Управляюгций сигнал ,, х, ...5 осуществляет подключение к сети переменного тока трансформаторов с номерами, соответствующ11ми номерам разрядов кода х, в которых имеются сигналы 1. При этом устанавливаются коэффициенты передачи трансформаторно-ключевого регз лирую- щего органа

(, + . , . х„) ,

где kg - коэф4 ициент трансформации первого трансформатора

x,jX, ...jX - сигналы управляющего кода} принимающие значения О или 1. Возможно другое исполнение регулирующего органа дискретного действия. Трансформаторно-ключевой регули- руюцщй орган может быть выполнен в виде одного трансформатора с секционированной вторичной обмоткой, числа витков в секциях которой кратны целой степени числа два. Возможно вообще бестрансформаторное исполнение, когда энергоемкий регулирующий орган дискретного действия выполнен в вида-, совокупности параллельных ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные конденсатор и управляющий ключ.

Логическая схема 3 peaj iJsyeT функций

У. . г ,-. х,,

где X ( и х напряжения U., и U , снимаемые с выходов формирователя им3 , 1 пульсов и компаратора напряжения соответственно.

С Компаратор тока 5 (фиг.З) содержит резистор 13, параллельно которому подключены входы компаратора 14 (фиг.4).

Работа компенсатора реактивной мощности происходит следующим образом. При равенстве реактивной мощности нагрузки 2, именщей индуктивный характер, реактивной мощности регулирующего органа дискретного действия 1, имеющей емкостный характер, имеет место полная компенсация. При этом ток i совпадает по фазе с напря жением U( .

При изменении нагрузки, например, увеличения ее индуктивности возникает отставание тока i от напряжения У, (фиг;5а,б). Компаратор 6 напряже- ния и компаратор 5 тока формируют напряжения Uj и и, (фиг.5г,б). Формирователем 7 из напряжения формируются

Компенсатор реактивной мощности, содержащий орган дискретного действия с выводами для подключения к зажиму сети переменного тока, о т л иимпульсы и, которые проходят через

логическую схему 3, поступают на сум-25 чающийся тем, что, с целью мирующий вход реверсивного счетчика уменьшения уровня искажения тока се- 4, изменяя код х и увеличивая коэф- ти, он снабжен компаратором фициент передачи k трапсформаторно- кгаочевого регулирующего органа 8.

При этом напряжение на конденсаторе 9 30 ком и логической схемой, с входами Uj.{1+k))-и, возрастает, что приводит к увеличению уровня реактивной мощности. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не произойдет

жения, компаратором тока, формирователем импульсов, реверсивным счетчиX, и подключенными соответственно к формирователю импульсов и компаратору напряжения, и выходами у, и

у , подключенными к входам сложения

компенсация реактивной можности на- : 35 вычитания реверсивного счетчика.

грузки.

При уменьшении индуктивности нагрузки 2 происходит аналогичные процессы с той разницей, что логической схемой 3 формируются импульсы 40

причем логическая схема реализует функции у, х, х и , х, выходы реверсивного счетчика подключены к управлякяцнм входам регулирующего ор гана дискретного действия, который выполнен многоуровневым и соединен последовательно с компаратором тока выход которого подключен к входу фо мирователя импульсов, причем компаступающие на вычитающий вход реверсивного счетчика 4. При этом, вследствие изменения кода происходит уменьшение напряжения на конденсаторе 9, а следовательно, и величины его ре- 45 ратор тока и компаратор напряжения активной мощности. Процесс уменьше- подключены к выводам для подключения

причем логическая схема реализует функции у, х, х и , х, выходы реверсивного счетчика подключены к управлякяцнм входам регулирующего органа дискретного действия, который выполнен многоуровневым и соединен последовательно с компаратором тока, выход которого подключен к входу фор мирователя импульсов, причем компания напряжения продолжается до тех

5

пор, пока не наступит полная компен- сация.

В данном компенсаторе реактивной мощности изменение коэффициента передачи трансформаторно-ключевого регулирующего органа происходит лишь в том случае, если изменяется величина индуктивности нагрузки. При постоянной нагрузке напряжение на емкости 9 стабилизируется по амплитуде. Форма напряжения при этом остается чисто синусоидальной. Синусоидальным является и ток.

Таким образом, компенсатор реактивной мощности обладает меньшими искажения тока .сети.

Ф о рмула изобретения

Компенсатор реактивной мощности, содержащий орган дискретного действия с выводами для подключения к зажиму сети переменного тока, о т л ичающийся тем, что, с целью уменьшения уровня искажения тока се- ти, он снабжен компаратором

чающийся тем, что, с целью уменьшения уровня искажения тока се- ти, он снабжен компаратором

жения, компаратором тока, формирователем импульсов, реверсивным счетчиком и логической схемой, с входами

X, и подключенными соответственно к формирователю импульсов и компаратору напряжения, и выходами у, и

ком и логической схемой, с входами

у , подключенными к входам сложения

ратор тока и компаратор напряжения подключены к выводам для подключения

причем логическая схема реализует функции у, х, х и , х, выходы реверсивного счетчика подключены к управлякяцнм входам регулирующего органа дискретного действия, который выполнен многоуровневым и соединен последовательно с компаратором тока, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, причем компак зажимам сети переменного тока.

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в установках электропитания. Цель изобретения - уменьшение уровня искажений тока. сети. Это достигается благодаря тому, что регулирующий орган 8 дискретного действия выполнен многоуровневьм, т.к. содержит совокупность трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно, а первичные посредством ключей подсоединены к входным зажимам. Кроме того, в компенсатор введены логическая схема 3 с входами X. и X, и выходами у, х,- х и , реверсивный счетчик 4, компаратор тока 5, компаратор напряжения 6 и формирователь импульсов 7. В компенсаторе изменение коэффициента гГередачи регулирующего органа 8 происходит лишь в том случае, если изменяется величина индуктивности нагрузки. При постоянной нагрузке напряжение на емкости 9 стабилизируется по амплитуде. Форма напряжения при этом остается чисто синусоидальной. 5 ил. СП :А: 4 4

фиг.

u

Редактор М.Товтин

Составитель 0.Наказная

Техред А.Кравчук Корректор Е.Рошко

Заказ 2216/53Тираж 619 Подписное

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,

iPua. 5