Устройство снижения обратных потоков энергии Советский патент 1989 года по МПК H02J3/18 

4ib СП Ч

Изобретение относится к области электроэнергетики и электротехники, может быть использовано для уменьшения обратных потоков энергии от потребителя в сеть. Цель изобретения устранение обратных потоков энергии в цепях. Датчики тока 7, 10 и датчик напряжения 11 формируют сигналы, поступающие на компараторы 12, 13, 14. Компаратор 12 определяет моменты времени, когда мгновенное значение тока дросселя положительно, отрицательно или равно нулю. Компаратор 13 определяет моменты времени, для которых мгновенное значение напряжения генератора 8 положительно, отрицательно или равно нулю, компаратор 14 - моменты времени, когда мгновенное значение тока нагрузки 9 положительно, отрицательно или равно нулю. Задан алгоритм работы переключателя 15, при котором существуют шесть интервалов на периоде Т работы системы генератор-нагрузка, в течение которой устройство подключено к сети. 3 ил. (Л

сь

Is9

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для снижения.обратных потоков энергии от потребителя в -сеть с помощью ста- тических венГильных устройств.

Целью изобретения является устранение обратных потоков энергии в цепях с несинусоидальньми формами токов и напряжений,

. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - схема переключателя режимов работы, на фиг. 3 - временные диаграммы мгновенных значений токов, напряжений и мощностей в системе генератор-нагрузка.

Устройство содержит вентильный преобразователь 1 в виде четырех полностью управляемых ключевых коммута- торов 2-5 с двусторонней проводимостью, включенных по мостовой схеме, в |одну диагональ которой включен дроссель-реактор 6 и первый датчик 7 тока, а узлы второй диагонали подключе

ны к г.енератрру 8 и нагрузке 9, второй датчик 10 тока, датчик 11 напряжения, три компаратора 12-14 и переключатель 15 режимов работы,

Вход первого компаратора 12 подключен к выходу первого датчика 7 тока, включенного в цепи дросселя 6, а его выход соединен с первым входом переключателя 15 режимов работы, на второй -вход которого подается выход второго компаратора 13, вход которого подключен к выходу датчика 11 напряжения, параллельно включенного между генератором В и нагрузкой 9, Вход третьего компаратора 14 под - ключен к выходу второго датчика 10 тока, включенного в цепь нагрузки 9, а его выход подключен к третьему входу переключателя 15 режимов работы. Последний содержит дешифратор 16 и четьфе усилителя формирователя 17-20. -

В переключателе 15 режимов работы

двоичный код, формируемый компарато- -« дешифратора 16 имеет следукяций вид

рами 12-14 через клеммы А, В. и С, поступает на вход дешифратора 16, первый выход которого через усилители- формирователи 17 и 18 подключен .к управляющим электродам ключевых коммутаторов 2 и 3, а второй его выход через усш1ители-формирователи 19 и 20 соединен с управляющими .электродами ключевых коммутаторов 4 и 5.

А

В

К1

К2

55

а

5

0

5 тока

На фиг, 3 показаны диаграммы (фиг. За) напряжения U(t) генератора 8 и тока ) нагрузки 9J диаграммы (фиг, Зб) мгновенной мощности P,H(t) нагрузки 9; диаграмма (фиг, Зв) тока iep(t) дросселя 6, диаграмма (фиг, Зг) работы группы ключевых коммутаторов 2 и 3; диаграмма (фиг, Зд) работы группы ключевых коммутаторов 4 и 5; диаграмма (фиг, Зе) тока if(t) генератора 8| диагра(5ма (фиг, Зж) мгновенной мощности Pf(t) генератора 8,

Устройство работает следузоцим образом,;;

Датчики 7 и 10 тока и датчик 11 напряжения формируют сигналы соответственно U4,(t) , ijp (t); U,2 (t) HU(t) ciuU(t) , где «:4, , ot } о(,ц определяются конструкцией датчиков. Эти сигналы поступают на компараторы 12-14 соответственно.

Компаратор 12 определяет моменты времени, когда мгновенное значение

4p(t)

дросселя 6 положительно.

отрицательно или равно нулю. Сигналы с компаратора 12 поступают на клемму А переключателя 15 режимов работы. Компаратор 13. определяет моменты

0 времени, для которых мгновенное значение напряжения U(t) генератора 8 положительно, отрицательно или равно нулю. Сигналы с компаратора 13 поступают на клемму В переключателя 15 ре5 жимов работы.

Компаратор 14 определяет моменты времени, когда мгновенное значение тока i(t) нагрузки 9 положительно, отрицательно или равно нулю, Выход0 ные сигналы компаратора 14 поступают на клемму С переключателя 15 режимов работы.

Сигналы логической 1, поступающие через клеммы А, В и G с компара5 торов 12-14 на дешифратор 16, соответствуют нулевым значениям аналоговых величин I токов и напряжения, сигналы логического О - также нулевым . значениям. Таблица истинности работы

А

В

К1

К2

а

1

1

1

где знаки означают сохранение пре- дьщущего состояния выходных клеммю

дешифратора 16, знаки - предполагают отсутствие таких входных кодов и соответствующих им аварийных режимов (аварийное отключение нагрузки 9 и аварийное отключение генератора 15 8) . .

Сигналы логической 1 с клемм К1 и К2 дешифратора 16 через усилители- формирователи 17-20 отпирают полностью управляемые ключевые коммутаторы 2-5 соответственно, а сигналы логиПри уменьшении тока i (t) дросс ля о до нулевого значения переключа тель 15 режимов работы отключает кл 5 чевые коммутаторы 4, 5 и нагрузка 9 потребляет полный ток ) генерат ра 8. Этот режим-соответствует инте валу III (t,tj).

При изменении полярности напряже ния U(t) генератора 8 (момент t ) процессы повторяются с учетом отрицательной полярности напряжения U (

Формула из-обретени

20

ческого О их запирают,

Устройство снижения обратных пот ков энергии, содержащее вентильный преобразователь в виде четырех полностью управляемых ключевых коммутаторов с двусторонней проводимостью, включенных по мостовой схеме, в одну диагональ которой включен дроссель- реактор, а узлы второй диагонали под ключены к генератору и нагрузке, переключатель режимов работы, снабженный входами и вькодами, причем его выходы подключены к управляющим электродам ключевых коммутаторов вен тильного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью устранения обратных потоков энергии в цепях с.несинусоидальными формами токов и напряжений , в него введены два датчика тока, датчик напряжения

При таком алгоритме работы переключателя 15 режимов работы существует шесть интервалов на периоде Т работы системы генератор 8 - нагрузка 9, в сечение которой подключено предлагаемое устройство (фиг. 3).

На интвервале I (t, ,t) переключатель 15 режимов работы замыкает клю- 30 чевые коммутаторы 2 и 3, обратный ток нагрузки 9, возникающий при разной полярности напряжения и тока на

нагрузке 9, направляется в дроссель г.Ft- п г MpuuL-ejib,-,- )пла гила, датчик наппнжрммо

н рат орТ компаратор;,р„:е. з сд пеТ . компаратора подключен к выходу

При достижении тока i (t) на- включенного в

грузка 9 нулевого значения переклю-Г ° «ыкоД соединен

чатель 15 режимов работы в ,п моГоаГ ° ° переключателя режи- вии с описаннь. ранее алгоритмом, 1- ° .

вход которого подключен .к выходу датчика напряжения, включенного параллельно мелоду генератором и нагруз- 45 кой, вход третьего компаратора подключен к выходу второго датчика тока, включенного в цепь нагрузки, а его выход подключен к третьему входу переключателя реж1.мов работы.

X, имлд V j- J l 1 3€

пирает к;1ючевые коммутаторы 2 и 3 и отпирает ключевые коммутаторы 4 и 5. Этот режим соответствует интервалу II (t,,tj). На интервале II ток igp (t) за счет самоиндукции дросселя 6 возвращается в нагрузку 9, уменьшая при этом потребление тока i (t) генератора Si

При уменьшении тока i (t) дросселя о до нулевого значения переключатель 15 режимов работы отключает клю- чевые коммутаторы 4, 5 и нагрузка 9 потребляет полный ток ) генератора 8. Этот режим-соответствует интеп- валу III (t,tj).

При изменении полярности напряже- ния U(t) генератора 8 (момент t ) процессы повторяются с учетом отрицательной полярности напряжения U (t).

Формула из-обретени

15

0

Устройство снижения обратных потоков энергии, содержащее вентильный преобразователь в виде четырех полностью управляемых ключевых коммутаторов с двусторонней проводимостью, включенных по мостовой схеме, в одну диагональ которой включен дроссель- реактор, а узлы второй диагонали подключены к генератору и нагрузке, переключатель режимов работы, снабженный входами и вькодами, причем его выходы подключены к управляющим электродам ключевых коммутаторов вентильного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью устранения обратных потоков энергии в цепях с.несинусоидальными формами токов и напряжений , в него введены два датчика тока, датчик напряжения

0

,-,- )пла гила, датчик наппнжрммо

5 компаратор;,р„:е. з сд пеТ компаратора подключен к выходу

А: 6

с

16

фиг.г

Ur(t)

Ж

fflta.3