Конденсаторная установка Советский патент 1993 года по МПК H02J3/18 G05F1/70 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дискретного регулирования мощности конденсаторных установок с полупроводниковыми коммутаторами.

Цель изобретения - повышение срока службы конденсаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в конденсаторную установку, содержащую зажимы для подключения фазных конденсаторов конденсаторной батареи, первый из которых подключен через первый коммутатор, а второй - непосредственно к соответствующим клеммам для подключения фазовых нагрузок, управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого формирователя импульсов, йуль-индикатор, входы которого подключены к силовым выводам коммутатора, первый элемент И, элемент запрет, делитель частоты, первый одновибратор, элемент ИЛИ, вход которого соединен с выходом первого элемента Л, введены две конденсаторные

батареи с соответствующими зажимами для подключения фазовых конденсаторов, соединенными с упомянутой конденсаторной батареей в треугольник, второй коммутатор, через который третий зажим для подключения фазовых конденсаторов конденсаторной батареи подключен к соответствующей клемме для подключения фазовых нагрузок, два формирователя импульсов, второй элемент И, триггер, два одновибратора, второй нуль-индикатор, подключенный параллельно второму коммутатору, управляющий вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход Которого соединен с выходом триггера, вход Сброс которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, соединенному входом с выходом второго одновибратора, а вход Установка триггера - с выходом второго элемента И,первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, выход второго

ел

С

00

-ч

00 VJ

нуль-индикатора соединен с вторым входом второго элемента И и с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, соединенный также с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с входом третьего одно- вибратора, выход которого через делитель частоты соединен с входом первого рдновибратора, а вход второго одновибратора подключен к выходу первого нуль-индикатора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов на выходах элементов устройства.

Конденсаторная установка (КУ) содержит (фиг. 1) зажимы А, В, С для подключения фазовых конденсаторов конденсаторной батареи (КБ), силовые полупроводниковые ключи 1 и 2 на симисторах, включенных в первую и третью фазу трехфазной КБ с фазными конденсаторами 4-6. Нуль-индикаторы 7 и 8, входы которых подключены к. вводам соответствующих силовых ключей 1 и 2. Формирователи 9 и 10 импульсов управления, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих силовых ключей 1 и 2. Элемент запрет 11, прямой вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 8 и входом Х2 второго элемента И 12, инверсный вход - с одним входом элемента ИЛИ 13 и клеммой 1.4 для подключения источника управляющего напряжения Uy, а выход - с входом первого одновибратора 15. Вход делителя 16 частоты соединен с выходом первого одновибратора 15, а выход - с входом второго одновибратора 17, выход которого соединен с другим входом элемента ИЛИ 13. Вход первого элемента И 18 соединен с выходом .нуль-индикатора 7 и входом третьего одно- вибратора 19, вход Х2 -с выходом элемента ИЛИ 13 и входом Х1 второго элемента И 12, а выход-с входом формирователя 9 импуль-. сов управления. Вход формирователя 20 импульсов соединен с выходом третьего одновибратора 19, а выход - с входом Сброс триггера 21. Вход Установка триггера 21 соединен с выходом второго элемента И 12, а выход - с входом формирователя 10. импульсов управления.

Устройство работает следующим образом. . - .- -.-..- . . .-...

Пусть к клемме 14 подведено управляющее напряжение Uy (фиг.2ж), к зажимам А, В, С - трехфазное напряжение питающей сети, силовые ключи 1 и 2 включены, Тогда напряжение на фазных конденсаторах 4-6

КБ 3 синусоидально /фиг, 2 а, б,в), синусоидальны их фазные токи (фиг,2г, д. е), на выходе нуль-индикаторов (НИ) 7 и 8 и триггера 21 сохраняются сигналы лог.О (фиг,2з, и, с).

При снятии управляющего напряжения Uy в момент to (фиг.2ж) на выходе элемента И 18 устанавливается сигнал лог.О, который снимает подачу импульсов управления с формирователя 9 импульсов управления на

силовой ключ 1. В момент ti перехода тока через силовой ключ 1 через нуль, ключ закрывается и на выходе нуль-индикатора 7 появляется сигнал лог,0(фиг.2з). По заднему фронту сигнала лог. 1 на выходе нуль-индикатора 7 запускается одновйбратор 19, который формирует на своем выходе импульс лог.О (фиг.2и) длительностью At ig 12 - ti 8,4- 11,6 мс (150-210 эл.град), необходимой для последующего пофазного ускоренного

включения КБ 3 под напряжение..

В момент ta окончания импульса лог.О на выходе одновибратора 19 формирователь 20 импульсов формирует короткий импульс (фиг.2р), который поступает на вход

Сброс триггера 21. Триггер 21.перебрасывается в новое устойчивое состояние с сигналом лог.О на выходе (фиг.2с), который снимает подачу импульсов управления с формирователя 10 импульсов управления

на силовой ключ 2. В момент ta перехода тока через нуль (фиг.2 г, д, е) силовой ключ 2 закрывается и на выходе НИ 8 появляется сигнал лог.О (фиг.2и). Фазные конденсаторы 4-6 оказываются под остаточным однополярным напряжением (фиг,2а, б,в) и для снижения интенсивности старения КБ вследствие поляризации диэлектрика, необходимо осу- ществлять перезаряд фазных конденсаторов. Для наглядности рассмотрим случай, когда перезаряд фазных конденсаторов КБ осуществляется через два периода питающего напряжения. В этом случае делитель 16 частоты осуществляет деление частоты следования импульсов с выхода одновибратора 15 на п 2.

.в момент t/i прихода первого импульса с НИ 8 (фиг.2и) запускается одновйбратор 15 (одновйбратор с однократным запуском), который формирует на своем выходе импульс (фиг.2к) длительностью Atis ts - to,

превышающей возможный временной интервал следования двух сопряженных за полупериод питающего напряжения импульсов с НИ 8 вследствие некоторого разряда конденсаторов 4-6.

Импульс с выхода одновибратора 15 поступает на вход делителя 16 частоты, на выходе которого формируется передний фронт импульса (фиг.2л, момент t4). В момент te на вход одноеибратора 15 приходит

следующий запускающий импульс с НИ 8. Одновибратор 15 запускается и формирует на своем выходе импульс, который поступает на вход делителя частоты 16. На выходе делителя частоты 16 формируется задний фронт импульса (фиг.2л, момент te), который запускает одновибратор 17 (запуск отрицательным перепадом). Одновибратор 17 формирует на своем выходе импульс (фиг.2м.) Дт te - te 10-13,3 мс (180-240 эл.град.), необходимый для надежного поочередного включения силовых ключей 1 и 2. Этот импульс через элемент ИЛИ 13 поступает на вход Х1 элемента И 12 и вход Х2 элемента И 18. Поскольку в этот момент te на входе Х2 элемента И 12 присутствует сигнал лог.1 с выхода НИ 8, на его выходе (фиг.2н) и входе Установка триггера 21 появляется сигнал лог.1, который перебрасывает триггер 21 в другое устойчивое состояние с сигналом лог.1 (фиг.2с). Этот сигнал лог.1 запускает формирователь 10 импульсов управления, обеспечивая включение силового ключа 2 и безударное подключение фазных конденсаторов (фиг.2г, д, е) к фазе С питающей сети. В момент ty на входе Х2 элемента И 18 поступает сигнал лог.1 с выхода НИ 7. На выходе элемента И 18 появляется сигнал лог.1 (фиг.2о), который запускает формирователь 9 импульсов управления, обеспечивая включение силового ключа 1 и безударное подключение фазных конденсаторов 4-6 (фиг.2г,д,е) к фазе А питающей сети.

В момент ts на выходе одновибратора 17 устанавливается сигнал лог.О (фиг.2м). Сигналы лог.О устанавливаются также и на выходах элементов И 12 и 18. Сигнал лог.О с выхода элемента И 18 снимает подачу импульсов управления с формирователя 9 импульсов управления на силовой ключ 1. В моментtg перехода тока через силовой ключ 1 через нуль ключ 1 закрывается и на выходе НИ 7 появляется сигнал лог.О (фиг.2з). По заднему фронту сигнала лог,1 на выходе НИ 7 запускается одновибратор 19, который формирует на своем выходе импульс лог.О {фиг.2и) длительностью Дчэ tio - tg t2 - ti.

В момент tio окончания импульса лог.О на выходе одновибратора 19 формирователь 20 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс (фиг.2р), который поступает на вход Сброс триггера 21. Триггер 21 перебрасывается в новое устойчивое состояние с сигналом лог.О на выходе (фиг.2с) который снимает подачу импульсов управления с формирователя 10 импульсов управления на силовой ключ 2, В моментtn перехода тока через силовой ключ 2 через

нуль (фиг.2г, д, е). ключ 2 закрывается и на выходе НИ 8 появляется сигнал лог.О (фиг.2и). Фазные конденсаторы 4-6 оказываются под остаточным напряжением с из- 5 менением полярности на них (фиг,2а, б, в). Далее работа схемы повторяется. При последующем появлении в момент Ш управляющего напряжения Uy (фиг.2ж) приостанавливается работа схемы переза0 ряда и появляется сигнал лог.О на выходе элемента ИЛИ 13. В момент t-и прихода импульса с выхода НИ 8 на выходе элемента И 12 появляется сигнал лог.1 (фиг.2н), который перебрасывает триггер 21 в другое ус5 тойчивое состояние с сигналом лог.1 на выходе (фиг.2с) и обеспечивает безударное включение силового ключа 2, В момент tis прихода импульса с выхода НИ 7 на выходе элемента И 18 появляется сигнал лог.1

0 (фиг.2о), обеспечивая безударное включение силового ключа 1. В результате КБ 3 оказывается безударно и полнофазно подключена к питающей сети (фиг.2а-е).

Таким образом, предлагаемая конден5 саторная установка обеспечивает равномерный перезаряд конденсаторов КБ трехфазного исполнения, что расширяет область его применения, увеличивает срок службы КБ,

0 Формула изобретения

Конденсаторная установка, содержащая зажимы для подключения фазовых конденсаторов конденсаторной батареи, первый из которых подключен через первый

5 коммутатор, а второй - непосредственно к соответствующим клеммам для подключения фазных нагрузок, управляющий вход коммутатора соединен с выходом первого формирователя импульсов, нуль-индикатор,

0 входы которого подключены к силовым выводам коммутатора, первый элемент И, элемент ЗАПРЕТ, делитель частоты, первый одновибратор, элемент ИЛИ, вход которого соединен с выходом первого одновибрато5 ра, выход нуль-индикатора соединен с первым входом первого элемента И, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения срока службы конденсаторов конденсаторной батареи, она снабжена двумя конденса0 торными батареями с соответствующими зажимами для подключения фазовых конденсаторов и соединенными с упомянутой конденсаторной батареей в треугольник, вторым коммутатором/через который тре5 тий зажим для подключения фазовых конденсаторов конденсаторной батареи подключен к соответствующей клемме для подключения фазовых нагрузок, двумя формирователями импульсов, вторым элемен- том И, триггером, двумя одновибраторами,

вторым нуль-индикатором, подключенным параллельно второму коммутатору, управляющий вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход которого соединен с в-ыходом триггера, вход Сброс которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, соединенному входом с выходом второго одновибратора, а вход Уставка триггера - с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, выход второго нуль-индикатора соединен с

0

вторым входом второго элемента И и с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, соединенной также с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с входом третьего одновибратора, выход которого через делитель частоты соединен с входом первого одновибратора, а вход второго одновибратора подключен к выходу первого нуль-индикатора.

Сущность изобретения: за счет жесткого алгоритма включения - отключения двух ключей, формируемого одновибратором, формирователем импульсов и триггером обеспечивается сначала включение первого ключа, затем второго ключа при подключении конденсаторной батареи и сначала отключение второго ключа, затем первого ключа при ее отключении от сети. Интервал перезаряда фазных конденсаторов задается углом, состоящим из элемента ЗАПРЕТ, двух одновибраторов, делителя частоты и элемента И. 2 ил.

В С