Регулятор статического компенсатора реактивной мощности Советский патент 1988 года по МПК H02J3/18 

i

(S

с

оо

00

О5

сл

фиг А

13

содержит датчик 6 тока, выполненный в аиде двух контуров индикации индуктивного и емкостного тока, работающих в противофазе и управляемых импульсами датчика 11 фазы напряжения, вырабатываемыми в момент прохождения мгновенного значения напряжения через нуль. Контуры индикации состоят из резисторов 7, диодов 8, стабилитронов 9, трансформаторов тока 3 и транзисторов 10. Импульсы, вырабатываемые датчиком 11, подаются на транзисторы 10, Если ток на выходе преобразователя 1 совпадает по фазе с напряжением, т.е. в контуре нагрузки CosCf 1 , то напряжение на вторичных обмотках трансформаторов тока 3 в момент прохождения импульсов равно нулю и на входах усилителя 12, к которым подключены выходы конту1

ров датчика тока, напряжение тоже будет равно нулю. Если Cosg нагрузочного контура не равен нулю, т.е. ток отстает от напряжения или опережает его, то в момент подачи импульса транзисторы 10 полностью открываются и подают на вход одного из каналов усилителя 12 импульс напряжения, пропорциональный мгновенному значению тока в силовой цепи. При этом срабатывает один из контуров, ток через который пропускает один из диодов 8. Причем наличие импульса напряжения на выходе первого контура указывает на индуктивный характер тока нагрузки, а на выходе второго - на емкостный. Регулирующий блок 13 выполнен по логической схеме на электромеханических реле. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для компенсации реактивной мощности в установках индукционного нагрева, а также в установках с требуемым обеспечением значения коэффициента мощности нагрузки Coscf, близким к единице. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Устройство

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для компенсации реактивной мощности в уста- конках индукционного нагрева, а также в установках с требуемым обеспечением значения коэффициента мощности нагрузки Cosq), близким к единице.

Целью изобретения является упро- щение и повышение надежности устройства .

На фиг.1 представлена блок-схема регулятора статического компенсатора реактивной мощности; на фиг.2 - схема датчика фазы напряжения; на фиг.З - схема регулирующего блока.

Регулятор содержит силовой преобразователь 1, к выходным зажимам которого подключен трансформатор 2 напряжения, через последовательно включенные трансформаторы 3 тока прсоединенный к нагрузочному контуру 4, состоящему из конденсаторов, на- грузки м группы коммутирующих устройств 5. Датчик 6 тока выполнен в виде двух контуров индикации индуктивного и емкостного тока, работающих в противофазе, которые состоят из резисторов 7, диодов 8, стабили

тронов 9, трансформаторов тока 3 и транзисторов 10.

В состав устройства входят также регулируемый импульсный датчик 11 фазы напряжения, двухканальный усилитель 12 и регулируюгций блок 13.

Конденсаторы 14 и 15 зарядных контуров соединены с диодами 16 этих контуров и .диодом 17 индикатора полярности. Кроме того, в данном устройстве содержатся транзисторы 18 и 19, регулируемый резистор 20 и импульсный трансформатор 21.

Группа диодов 22 релейного логического узла соединена с катушками реле 23, 24 и 25, причем реле 23 снабжено контактами 26 и 27, реле 24 - контактами 28 и 29, реле 25 - контактом 30, катушка реле 31 подключена непосредственно к выходу одного из каналов усилителя 12 и снабжена контактом 32. Имеется также независимый источник 33 напряжения.

К секционированной вторичной обмотке трансформатора 2 напряжения подключен датчик 11 фазы напряжения. Узкие импульсы, вырабатываемые датчиком 11, подаются на базовые переходы транзисторов 10 в момент перехода напряжения преобразователя 1 через нуль в одном заранее выбранном направлении. Если ток на выходе преобразователя 1 совпадает по фазе с напряжением, т.е. в контуре нагрузки Cosqj 1 , то напряжение на вторичных обмотках трансформаторов 3 тока в момент прохождения указанных импульсов равно нулю и на входах усилителя 12, к которым подключены выходы контуров датчика тока, напряжение тоже равно нулю. Нулю также равно выходное напряжение обоих каналов двухканального усилителя 12.

Если Cosqi нагрузочного контура- не равен нулю, т.е. ток отстает от напряжения или опережает его, то в момент подачи импульса транзисторы 10 полностью открываются и подают на вход одного из каналов усилителя 12 импульс напряжения, пропорциональный мгновенному значению тока в силовой цепи. При этом срабатывает один из контуров, ток через который пропускает один из диодов 8, Причем наличие импульса напряжения на выходе первого контура указывает на индуктивный характер тока нагрузки, а на выходе второго - на емкостный.

Таким образом, работа предлагаемого регулятора для поддержания Cos Cf нагрузки, близкого к единице, сводится к тому, чтобы в момент прохождения напряжения через нуль величина мгновенного значения тока в данный момент была близка к нулю.

Стабилитроны 9 введены в схему для создания зоны нечувствительности необходимой для устойчивой работы регулятора. Величина зоны нечувствительности пропорциональна напряжению пробоя стабилитронов.

Напряжение с выходов усилителя 12 (фиг.1) подается на входы регулирующего блока 13, регулирующее воздействие от которого подается на коммутирующие устройства 5, которые, в свою очередь, вводят в работу определенное количество конденсаторов.

К вторичной обмотке трансформатора 2 напряжения подключены два зарядных контура, содержащие в каждом один из диодов 16 (фиг.2) и конденсатор 14 или 15. При появлении положительного полупериода напряжения на вторичной обмотке трансформатора 2 начинается заряд конденсаторов 14 и 15 через диоды 16. Заканчивается

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

заряд при достижении амплитуд,i напряжения на вторичной оОмотке трансформатора 2, при этом конденсатор 15 заряжается до напряжения, большего, чем конденсатор 14. В дальнейшем на конденсаторе 14 напряжение не изменяется, а на конденсаторе 15 уменьшается вследствие его разряда на регулируемый резистор 20, включенный параллельно конденсатору 15. В начале разряда напряжение, приложенное к диоду 17, запирает его, Р дальнейшем напряжение на конденсаторе 15 становится меньше напряжения на конденсаторе 14, напряжение на диоде 17 меняет знак, он отпирается. По базо-эм- митерному переходу транзистора 18 начинает протекать ток, что приводит к опрокидыванию комплементарной пары транзисторов 18 и 19 и быстрому разряду конденсаторов 14 и 15 на первичную обмотку импульсного трансформатора 21, вторичные обмотки которого являются выходными и подключены каждая к своему транзистору 10 (фиг,1), открывая пос. тедние на время прохождения импульса.

Изменяя неличину сопротивления резистора 20, можно регулировать наклон кривой разрядного напряжения на конденсаторе 15 и Фазу импульса в широких пределах.

Регулирующий блок (фи1 ,3) состоит из п реле индуктивной группы (количество реле равно количеству коммутируемых секций конденсаторной батареи контура нагрузки, в данном случае п 3) и одного реле емкостной группы. Первое реле 23 индуктивной группы - без выдержки времени,остальные - с выдержкой времени, причем выдержки времени на срабатывание у всех одинаковы, а на отпадание пропорциональны порядковому номеру реле. Реле 31 емкостной группы - без вьщержки времени,

При наличии индуктивного тока на шинах, питающих нагрузочный контур, на вьсходе первого канала двухканального усилителя 12 появляется напряжение, которое через один из диодов 22 подается на катушку первого реле 23 индуктивной группы. Реле срабатывает, замыкающим контактом 26 подключается катушка данного реле к щине питания, подключенной к независимому источнику 33 напряжения через размыкающий контакт 32 реле

С раоотаншее реле 23 замыкает свой конта ;т (не покат ан) , иодаюп1ИЙ команду на срабатывание первого коммутирующего устройства 5 (фи1 ,1), включающего в работу первую сеюдию конденсаторов, и одновременно свой контакт 27, которым через другой диод группы 22 подключает катушку реле 2А к- первому выходу усилителя 12. Если после срабатывания реле 23 и подключения первого конденсатора ток нагрузочного контура в момент измерения г гановится меньше, чем нужно для пробоя стаби.питрона 9, т.е. оказывается в пределах зоны нечувстви- reJii.HOCTH, то на выходе усилителя 12 напряжение рапно нулю, и реле 24 не срабатывает. Если ток нагрузки в момент измерения больше зоны нечув- в индуктивной области, то после; ;||1щержки времени, необходи- мой для saiifiptuoHHH переходного про- u,iiccn под1а ючения конденсатора, реле -:4 срабатывает, включая вторую секцию конденсаторов, и подает на KaiviiiKV своим замыка оп1им контактом 28 напряжение от источника 33, а сво :ir-: замыкающим контактом 29 через п-й

диод

о 9

подключает катушку п-го реле

2S к 1(Ь ходу того л;е канала усилителя. ; ая1 -е процесс такой же, как и при срабатывании реле 22.

При изменении ситуации в нагрузочном контуре, если ток этого контура примет емкстстный характер и по величине в MON e}iT измерения больше зоны нечувствительности, то на выходе второго канала уси1П1теля 12 появляется напряжение, срабатывает реле 3 и своим размыкающим контактом 32 отключает питание катушек реле 23, 24 и 2S 1П1ДУКТИПНОЙ группы от источника 33. Эти реле начинают последовательно отключаться в соответствии с вьщержко времени на отключение каж- дог о ре. те, отк, одну за другой секции конденсаторов контура 4 нагрузки. При уменьшении тока нагрузки до преде.чов зоны нечувствительности напряжение па выходе второго .:анала ус1шптеля 12 становится равным нулю, реле 31 отпадает и своим размыкающим контактом 32 подает на- ;1ряжение на катушки не успевших отключиться ррлс индуктивной группы.

, 0 5 Q

5

0

0

5

Таким образом фиксируется резонансное или близкое к нему состояние нагрузочного контура.

Усилитель 12 выбирается с большим усилением и работает в режиме, близком к релейному.

Формула изобретения

3/

25

32

сриг.ъ