Устройство компенсации реактивной мощности Советский патент 1990 года по МПК H02J3/18 

(21)W7931/2 -07

(22)27.06.88

(А6) 30.07.90. Бюл. № 28

(71)Институт электродинамики АН УССР

(72)А„К„ Мидловский, И.В. Мостовяк, Г.А. Москаленко и А.В. Попов

(53) 621.316(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР W , кл. Н 02 J 3/18, 1960.

Руденко B.C. и др. Основа преобразовательной техники. М., 1980, с. 171- 173, рис, Зо21 в.

( УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в компенсаторах реактивной мощности и в симметрирующих устройствах с плавно регулируемыми параметрами. Цель - улучшение гармонического состава сетевого тока. После заряда конденсатоpa 15 система управления с определенной частотой выдает регулируемые по длительности импульсы управления на тиристор 7. Длительность импульсов в процессе регулирования мощности реактора 10 может изменяться от нуля до величины, равной периоду следования. Тиристор 7 открывается. Система управления выдает короткие импульсы на управляющие электроды тиристоров 11, 13. Напряжение конденсатора 15 приложено в -запирающем направлении по отношению к тиристору 7. Ток в реакторе 10 мгновенно измениться не может, он будет протекать, оставаясь неизменным. Реактор 10 с током оказывается подключенным к сети непосредственно через ключ переменного тока, и до следующего включения коммутирующих тиристоров в нем формируется очередной участок кривой сетевого тока. 2 ил.

с/

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в компенсаторах реактивной мощности и в симметрирующих устройствах с плавно регулируемыми параметрами. Цель - улучшение гармонического состава сетевого тока. После заряда конденсатора 15 система управления с определенной частотой выдает регулируемые по длительности импульсы управления на тиристор 7. Длительность импульсов в процессе регулирования мощности реактора 10 может изменяться от нуля до величины, равной периоду следования. Тиристор 7 открывается. Система управления выдает короткие импульсы на управляющие электроды тиристоров 11, 13. Напряжение конденсатора 15 приложено в запирающем направлении по отношению к тиристору 7. Ток в реакторе 10 мгновенно измениться не может, он будет протекать, оставаясь неизменным. Реактор 10 с током оказывается подключенным к сети непосредственно через ключ переменного тока и до следующего включения коммутирующих тиристоров в нем формируется очередной участок кривой сетевого тока. 2 ил.

t-cemu

12

ел

00

го

ГС

1

О5

Фиг. г

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в компенсаторах реактивной мощности и в симметрирующих устройствах с плав- но регулируемыми параметрами.

Цель изобретения - улучшение гармонического состава сетевого тока,

На фиг о 1 приведена схема устройства компенсации реактивной мощности; на фиг. 2 - графики, поясняющие ра- бэту схемы о

Предлагаемое устройство содержит кпеммы 1 и 2 присоединения к сети переменного тока, ключ переменного тэ ка, выполненный на диодах и тиристоре 7 и содержащий коммутирующие реакторы 8 и 9 реактор 10, коммутирующее устройство, выполненное н;э тиристорах (управляемые диоды) 1 k и содержащее конденсатор 15, а также источник Тб напряжения доза- ряда.

Устройство работает следующим об- рззом.

Перед включением устройства необходимо зарядить конденсатор 15 для этого поочередно подают импульсы управления только на коммутирующие тиристоры 11, 13 и 12, 14, как показано на фиг о 2. Через несколько циклов уровень напряжения перезаряда конденсатора 15 приобретает установив- щееся значение о

Затем система управления (не пока- зана) с определенной частотой (напри- Мер, 500 Гц) выдает регулируемые по Длительности импульсы управления Uy На тиристор 7 Длительность импульсов б процессе регулирования мощности ре- актора 10 может изменяться от нуля до величины, равной периоду их следования, что соответствует плавному регулированию мощности реактора 10 от нуля до номинальной

Импульс управления открывает тиристор 7, и в зависимости от полярности сетевого напряжения ток протекает через диод 3, коммутирующий реактор 8, тиристор 7, диод 5 и реактор 10 либо по цепи: реактор 10, диод

6,коммутирующий реактор 9 тиристор

7,диод k.

После окончания импульса управле- ния тиристора 7 система управления выдает короткие импульсы на управляющие электроды коммутирующих тиристоров 11 и 13 (при полярности напряжения на конденсаторе 15, показанной без скобок)о

Напряжение конденсатора 15 и источника 16 дозаряда по цепи: диод 11, источник 16 дозаряда, тиристор 7 диод 13, оказывается приложенным в запирающем направлении по отношению к тиристору 7- Ток, протекающий по этой цепи (обратный для тиристора 7) , мгновенно уравновешивает прямой ток тиристора 7 (ток в реакторе), и тиристор 7 закрывается о

ПовкО Льку по закону коммутации ток в реакторе 10 мгновенно измениться не может, он протекает, оставаясь неизменным (при достаточней величине индуктивности реактора 10 и конечных интервалах выключенного состояния тиристора 7), по цепи: клемма 1, диод 3, коммутирующий реактор 8, диод 13, конденсатор 15, диод 11, источник 16 дозаряда, диод 5, реактор 10, клемма 2. Здесь имеет место жесткая искусственная коммутация - источники ЭДС подключены непосредственно к запираемому тиристору.

Для обеспечения наличия обратного напряжения на тиристоре 7 на интервале, определяемом временем восстановления запирающих свойств тиристора 7, в ключ переменного тока введены коммутирующие реакторы 8 и- 9.

I

Тачим образом, в момент включения

коммутирующих тиристоров 11 и 14, кроме указанной цепи, возникает еще одна - контур перезаряда конденсатора 15: (+) конденсатора 15, диод 11, источник 16 заряда, параллельные цепи - диод , диод 3, коммутирующий реактор 8 и диод 5, диод 6, коммутирующий реактор 9, диод 13 и (-) конденсатора 15.

Обратное напряжение на тиристоре 7 определяется падением напряжения на диодах I и 3 и коммутирующем реакторе 8 и диодах 5 и 6 и коммутирующем реакторе 9.

Ток реактора 10 на всем интервале выключенного состояния тиристора 7 протекая через устройство коммутации и сеть, линейно дозаряжает перезарядившийся конденсатор V5. Так формируются горизонтальные участки кривой се- теворо тока регулируемого по мощности реактора 10.

Следующий импульс управления Uy (как показано на фиг. 2) вновь включает тиристор 7« Реактор 10 с током оказывается подключенным к сети непосредственно через ключ переменного тока и до следующего включения коммутирующих тиристоров (на этот раз включаются коммутирующие тиристоры 12 и 14) в нем формируется очередной (изменяющийся по синусоиде) участок кривой сетевого тока.

Источник 16 дозаряда необходим для пополнения энергии устройства коммутации.

Регулирование мощности резистора 10 осуществляется за счет изменения действующего значения первой гармоники тока путем изменения соотношения интервалов включенного и выключенного состояний тиристора 7.

Таким образом, частота самой низкой (а следовательно, большой по амплитуде) неосновной гармоники тока, потребляемого реактором 10 из сети, равна частоте коммутации ключа переменного тока. Следовательно, выбирая частоту коммутации, можно получить

сети

Uy7 UyJJJS

W

5

5

практически любой коэффициент гармоник и заданную кратность ближайшей к первой неосновной гармонике сетевого тока. Формула изобретения

Устройство компенсации реактивной мощности, содержащее подключенный к сети переменного тока основной реактор и включенный с ними последовательно диодный мост, в диагональ постоянного тока которого включен тиристор, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава сетевого тока, оно дополнительно содержит источник постоянного напряжения, тиристорный мост, конденсатор и коммутирующие реакторы, включенные между катодами диодов диодного моста и анодом тиристора, а конденсатор включен в диагональ переменного тока тиристорного моста, диагональ постоянного тока которого соединена последовательно с источником постоянного напряжения, и образовавшаяся цепь подключена параллельно тиристору.

Lcemu

III.

+t

Фиг. 2