Устройство для питания электрических установок Советский патент 1984 года по МПК G05F1/12 

00

-vl . Изобретение относится к устройст вам для питания электрических уста новок, например электротермических, электротехнологических, электроприводных, требующих стабилизации рабо чего тока при изменении сопротивления с одновременным плавным регулированием уровня стабилизируемого тока; Известны устройства для питания электрических установок переменным током, величина которого зависит от сопротивления нагрузки, содержащие для каждой фазы нагрузки батаре конденсаторов и дроссель с одинаковыми реактивными сопротивлениями, соединенные с нагрузкой в звезду, подключаемую к нерегулируемому источнику напряжения, причем луч, образованный одним из реактивных элементов, подключается непосредственн к одному из зажимов этого источника Ток нагрузки в таких преобразова телях определяется параметрами схемы (сопротивлением реактивных элементов) и напряжением питающей сети и не зависит от сопротивления нагру ки. Если при этом требуется регулировать величину тока в нагрузке по любому заданному закону, приходится либо выполнять реактивные элементы синхронно регулируемыми, либо включать дополнительные регулирующие элементы, что в целом резко снижает общий КПД устройства и его надежность. Особенность описываемого устройства состоит в том, что в луч, обра зованный вторым реактивным элементо включен регулируемый источник напря жения. При этом в качестве регулиру емого источника напряжения могут бы использованы потенциал-регулятор, подключенный к нерегулируемому источнику, с первичной стороны, и фаз регулятор, подключенный подобным же образом. Такое исполнение устройства позволяет при регулировании по любому заданному закону повысить КПД и надежность. На фиг. 1 приведена схема питани однофазной нагрузки от однофазной с ти; на фиг. 2 - 6 - различные варианты схемы питания нагрузки от трех фазной сети; на фиг. 7 - вариант исполнения устроргства с потенциалрегулятором; на фиг. 8 - вариант 1 исполнения устройства с фазорегулятором. При однофазном питании схема состоит из нерегулируемого дросселя 1 с индуктивным сопротивлением Ыи Х, конденсаторной батареи 2 ( емкостным сопротивлением VcJC WL , нагрузки 3 и двух однофазных источников напряжения 4 и 5. Поскольку в такой системе ток в цепи нагрузки 3 описывается уравнением .и,,-и, где , - вектор напряжения источника 4; и - вектор напряжения источника 5, очевидно, что для регулирования величины тока нагрузки необходимо и достаточно изменять либо амплитуду, либо фазовый сдвиг напряжения одного из источников по отношению к напряжению другого, либо то и другое одновременно. При питании трехфазной нагрузки в зависимости от того, к каким точкам схемы подключены сопротивления трехфазной нагрузки (3, 3, 3) и от способа соединения реактивных элементов (1, 1, 2, 2, 2), устройства для питания трехфазной нагрузки могут быть выполнены по нескольким отличающимся друг от друга схемам (фиг. 2-6). Однако во всех случаях они состоят из трех нерегулируемых дросселей .1,1, l с индуктивным сопротивлением каждого со 1| X , трех конденсаторных батарей 2, 2, 2 с емкостным сопротивлением каждой V(c cot, Х и двух трехфазных источник ов напряжения А и 5 с напряжениями и,ф и О дд, . Для регулирования величины тока нагрузки необходимо и достаточно изменять либо амплитуду, либо фазовый сдвиг трехфазной системы напряжений одного из источников по отношению к системе напряжений другого, либо то и другое одновременно. Схема на фиг. 2 является полным трехфазным аналогом однофазной схемы и может быть осуществлена при возможности подключения к нулевым точкам источников питания.

фиг. 3 трехфазная нагрузка может быть включена в звезду либо в треугольник. При включении нагрузки в звезду и возможности подключения к нулевой точке одного из источников эта нулевая точка может быть соединена с нулевой точкой нагрузки. В схеме на фиг. 4 возможно раздельное включение резисторов нагрузки 3,3, З. Кроме изображенного на фиг. 4 варианта включения резистора нагрузки, когда нагрузка 3 включена между точками а и В|, нагрузка 3 между точками в и С,, нагрузка з между точками с и А| возможно включение нагрузки 3 между точками а и С , БЗ.. или С2 и т. д.

Если один из трехфазных источнйков представляет собой совокупность трех кондуктивно развязанных однофазных источников, осуществимы схемы на фиг. 5 и 6. Для схемы на фиг. трехфазная нагрузка может включатьс в треугольник либо в звезду. Индуктивности и емкости каждойветви могут быть представлены, как это покзано на схеме фиг.6, в отличие от схемы на фиг. 5. На схеме фиг. 6 показана также возможность раздельного включения резисторов нагрузки

(здесь в каждую фазу включен отдельный регулируемый источник 5,5,5).

На фиг. 7 и 8 показаны два возможных конкретных варианта реализации устройства, где вторым источником питания служит потенциал-регулятор (фиг. 7) или трехфазный повторный трансформатор (фазорегулятор) (фиг. 8), первичные обмотки которых подключаются к питающей сети, а вторичные - к зажимам, соответств тощим точкам подсоединения второго источника питания. В случае варианта на фиг. 8 для регулирования величины тока нагрузки достаточно изменять угол поворота фазорегулятора.

Общим для всех рассмотренных схем является Соединение (для каждой фазы нагрузки) в звезду резистора нагрузки, дросселя и батареи конденсаторов с одинаковыми реактивными сопротивлениями и подключение между вторым зажимом нагрузки и свободными концами дросселя и конденсаторной батареи двух источников питания переменного тока, из которых по крайней мере один имеет напряжение, регулируемое по величине и (или) фазе по отношению к напряжению другого источника.

Подобное устройство может быть реализовано на стандартных элементах

Csi

ч: Ч

см

СЗ,.

еч1

иг.7

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК переменным током, величина которого не зависит от сопротивления нагрузки, содержащее для каждой фазы нагрузки батарею конденсаторов и дроссель с одинаковыми реактивными сопротивлениями, соединенные с нагрузкой в звезду, подключаемую к нерегулируемому источнику напряжения, причем лучеоб- разованный одним из реактивных эле

A 0

С 0

нь

/wx