Регулируемая система электропитания Советский патент 1979 года по МПК H02J3/00 

I

Изобретение относится к устройствам для регупирования потребляемой электроэнергии и может быть использовано для регупирования мощности, поступающей от трехфазного источника питания к нагрузкам, соединенным в треугольник.

Известны регулируемые системы электропитания, в которых регулирование мощности, потребляемой нагрузкой, осуществляется при помощи автотрансформаторов, магнитных усилителей или индукционных регуляторов Ll

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулируемая система электропитания нагрузок, соединенных в треугольник, содержащая трехфазный источник питания, ток от которого подво- дится к рагрузке через регуляторь напряжений 2 .

Общей особенностью известных регулируемых систем электропитания является то, что ток, потребляемый .нагрузкой; полностью проходит через регуляторы

мощности. Поэтому установочная мощность perj-ляторов должна быть не меньще максимального значего1Я мощности, потребляемой нагрузкой, потери электроэнергии в регуляторах мощности Относительно вели-

ки, коэффициент мощности ( cos (р ) регулируемой системы электропитаний значительно ниже единицы, так. как он зависит от соотнощения величин активной МОЩНОСТИ проходящей через рагуляторы,

и реактивной мощности зтях регуляторов (для случаев регулирования мощности при помощи автотрансформаторов, индукционных регуляторов -и т,й.) или от глубины регулирования напряжения (для случая регулирования мощности при помогай тиристорных регуляторов напряжения, магнитных усилителей и .).

Целью изобретения. является снижение потерь электроэнергии путем снижения установочной мощности регуляторов Это достигается тем, что в тфедлагаемой регулируемой системеэлектропитания нагрузок соединенньгх в треугольник, содержащей трехфазный источник питания vi рэ- гуляторы мои1ности,в1слюченные между источником питания и нагрузками каждый из pei-уляторов мощности подключен к средней точке пл.8ча соответствующей нагpySKHs при этом, вершины треугольника нагрузок подсоединены непосрэдственно к источнику питания На фиг. 1 приведена принципиальная схема регулирования описываемой системы электропитания; на фиг. 2 векторная днаг«рамма токов нагрузкк|. на фиг, 3 - приШ15ши альная схема (пример конкретного выпопнеьшя) регулируемой cиcтe лы электропитания. Нагрузочные резисторы (см, фкг ). соединены в т эеугопью к, к вершинам ко™ торого (зажима; /5 7-9) непосредствен. но подключен трехфаз1Ш й источник питания (фазы AS В, с). К cpenjfflM точкам каждо плеча треугольника нагрузок (зажимам Ю12) трахфазный источник питания (фазы А BS С) подключен через регуляторы мощности так чтобы к средней точке (зажиму 10) резисторов 1 и 2, питающихся по. фазам А и В непосредственно от источ ника питашш бьша подведена фаза С че рез регулятор 13, к средней точке Хза-, жиму и) резисторов 3 и 4j питаюшяхся по фазам В и С непосредственно от источ Ника питания, ёьша подведена фаза А че рез регулятор 14, а к средней точке (зажиму 12) резисторов 5 к 6( питаюжахся по фазам С и А непосредственно от ис, точника питания, бьша подведена фаза В через регулятор 15. Когда регуляторы 13 - 15. отключены, каждая пара резисторов 1 и 2, 3 и 4 5 и 6 включена последовательно, а когда регуляторы BJSjisoneHH, каждая пара резис,торов 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 включена параллельно,S Если принять, что сопрот гвления резисторов 1-6 одинаковы и равны R то общее сопротивление нагрузки между фазами изменяется в-пределах от 2R (при отключе таых регуняторах 13 - 15) до R/2 ( при полностью открытых регуляторах), т.е. в четыре раза Соответственно иаменяетсй дотребляемая нагрузкой -мошнасть, При отключенных, регуляторах 13 - 1 через резисторы 1 - 6 протекают фазные тОки О, - 3 «, От источника питания; при этом протекают линейные токи D ™ 3с В резисторах 1 6вьвдейяется DчМОЩНОСТЬ Hj , равная и линейное напряжение источника :линейный ток от источни итания}( а питания.Когда сопротивления резисторов 1-6 авны между собоЙ8 линейные токи также авны между собой т,е, 3. J, Э,- D, . 4 Ь G При включенных регуляторах 13 - 15 резистору 1 прикладьюается линейное напряжение U.. и ток .3, , протекаюий через резистор Ij увеличивается в ва раза по сравнению с первоначальным фазным током D,j и отстает от тока D. по фазе на 30 , Через резистор 2 протекает ток За , по величине вдвое больший первоначального тока 3, но опережающий его по фазе на 3.0 , Через регулятор 13 при гэтом прота.Кает ток Зд 8 равный геометрической сумме то. «g .. по величине равный удковвоеннок-гу значению первонанального линейного тока 3, в ъ Аналогично, через резистор 3 протекает ток 1jn S через резистор 4 - ток. 40 S через резистор . . -12 рез резистор о - ток. которые по своим величинам вдвое больше первоначальных фазных токов j и 3„ и по фазе отстаю или опережают нх на ЗО . Линейные токи источника питания, про текаюидае через зажимы 7 - 12, равны соответстве шо геометонческой сумме.та ков D и Э„ „ П„ и 3,, 1иХ а по своей величике равны удвоенному значению лвнейньзх токов 3 Если вести рассуждения относительно одной фазы (например, фазы А), то° когда регулятор 14 полностью отключен от источника питания протекает ток Лд . Когда же этот регулятор полностью включен , то через зажим 7 .протекает ток 3 . , равный по величине 2 5 , В то же время через зажим 11 от источника питания через регулятор 14 протекает линейный ток .J. равный геометрической сумме. токов Л и Л,, и по величине равный удвоенному значению тока Таким образом, от источника питания по фазе А. течет линейный ток, в четыре раза больший первоначального тока , Отсюда следуе , что и потребляемая нагрузкой мо.таность возрастает также в четыре раза. Половина мощности проходит через ре- гулйпгоры 13 - 15 через зажимы 10 - 12, а другая половина проходит непосредственНО от источника питания к нагрузке чере зажимы 7 - 9. В промежуточных режимах, кох-да рэгу ЛЯТОрЫ 13 15 включены ЧЭСТИЧНОа МОШ HOCTbj подводимая к резисторам 1 - 6 непосредственно от источника питания, больше мо.щностИб подводимой к нагрузке черет регуляторы. Разница межлу этими мощностями постепеиио уменьшаетсй по мере включения регуляторов 13 15. На фиг, 3 приведен гфимэр конкретно го выпоптшния регулируемой системы электропитания, применяемой для элэктро обогрева стекловаренной печи, при расположении электродов в один ряд, где 16- электроды, установленные з стекло массе i 17и 18 - автоматические выключатели 19 и;2О переключатели|; 21 - тиристорный трехфазиый регулятор напряжения типа РНТТ.- .. Изобретение обладает следуюхцими ripe имушествами. Так как через регуляторы .13 - 15 протекает токэ максимальчая величина ко торого пропорциональна половине максимальной мощности, потребляемой нагрузкой, то установочная мощность регуляторов может быть принята равной половине .этой максимальной мощности Уменьшение установочной мозяности регуляторов позволяет уменьшить стоимость систе 1ы, Общий соэф1|«щкент мощности иредлагаэмой регулируемой системы электропитаи.ия намного выше .коэффициента мощности известиыл систем. Это объясняется тем, что коэффициент мощности уста- новки8 электроэнергия которой подводит- ся к нагрузке непосредственно от источника питания (, )s равен едкнице Коэ4хЬициент мо.шности установкиг электроэнергия которой проходит через perj--:ляторы 13 15 ( COS Фз ), меньше ея& ницьи. В случае полного включения и полно™ го отключения регуляторов 13 15 об- JHtffi коэффициект мощности системы так гке равеи единице В промежуточньк ре жимах коэффициент мощности всей системы меньше едивицЫг но наьшого выше козфф.здкента мощности известйых систем . Вследствие примеиення регулйторов 13 ISj установочная мошность которых вдвое мвньвле чем у применяемых ранее, соответственно уъ кьшакугся потери эдектрознергии в них к повышается КПД системьцУвеличекйе КПД к коэффициента мощности системы приводит к снижйнию ре актйвных и активных потерь в питаюшей сети Hj следовата ьноак сювобожденккз дDпoлнvlтsпьн:oй-можностн энергии для питания других потребйтэлэй злектрозне} S 6 е т 8 н и я р м у я а Регулируемая система злектропитаниз нагрузокз соединенных, в треугольник, содержачлая тре.хфазный кстзчккк питания и рагупяторы мощности вкягочекныэ между ИСТОЧНИКОМ питания -и Н31 руэка у1и:, о т л и ч а ю m а я с я тем, что, с де- лью с 1кжения. потер ь эясктроэпергии путем скмженйя уст 5Н15во1;яай мощности регуляторов, каждый из регуляторо.в мо.щ™ Н.ОСТК. подключен к cps.ijrjsfr точке плеча соответствую1цей нагрузки, при этом вершины тр9угояьн гка нагрузок подсоедине- иьЕ кепосредствйкно к источнику питания. Источника йчформаяии, прин.йтые во внимание прк ЭЕ.спйрткзе 1 Пружшхский Aff М.., Д етоды проектирования электрич КТ1«С С и плазменно- электрнчески : стекяоваренных печей. Сборник трудов ОКЬ ЗТХИМ ДЦСП, вып, I, М,, 1871, с. 89, 2. Иван 5гк Б, И.., Лчиман Р. А., Рукнов Б. Я, . ТяристоД.).-: тг магнитные стабипизато}. ь н прянгения. Ч,, Энергия , 1968, с 78.

5,

8