Регулятор для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1979 года по МПК G05F1/22 H03K3/53 

вания и стабилизации тока заряда и не обеспечивают постоянства запасен ного в процессе заряда энергии в на копительном конденсаторе от момента окончания заряда вплоть до передачи потребителю. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, состоящее из последователь но включенных органа стабилизации тока в виде индуктивно-емкостного контура (ИЕК), выполненного по т-об разной схеме {индуктивность и емкость образуют резонансный контур на частоте источника питания), согласующего трансформатора, выпрямителя, которые связаны с задатчиком уровня напряжения, измерителем напряжения и управляемьами ключами, подсоединенными входами к схеме управления. Вентили выпрямителя соединены по мостовой схеме. Управляемые ключи включены встречно-параллельно каждому вентилю айодной груп пы выпрямителя 3 . Однако наличие ИЕК в этом устрой стве не обеспечивает стабилизации тока заряда при колебаниях напряжения сети, а также затрудняет регулирование зарядного тока в широких пределах. Кроме того, отсутствует стабилизация уровня напряжения на накопительном конденсаторе по окон чании заряда из-за отключения ИЕК от накопителя. Это обстоятельство усугубляется в высоковольтных систе мах (сотни киловольт), где конденсатор имеет значительный саморозряд за счет внутренних и внешних (особенно при коронировании) токов утечки. Вследствие этого, если между моментами окончания заряда и подачи разрядного импульса сущест вует пауза (как правило, изменяюща яся по величине), то уровень начал ного разрядного напряжения может колебаться в широких пределах, что ухудшает ход технологических процессов . Цель изобретения - обеспечение широкого диапазона независимого регулирования уровней стабилизации зарядного тока и напряжения и сохрйнение постоянства заряда по окон чании зарядного Цикла. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные орган стабилизации тока,согласующий тран форматор и выпрямитель, которые связаны с задатчиком уровня напряжения, измерителем напряжения и уп равляемьЕ« и ключами, подсоединенным входами к схеме управления, введе ны фиксатор уровня напряжения. атчик тока и задатчик уровня тока. ри этом орган стабилизации тока ыполнен в виде дросселей насьлцения совмещенными обмотками, указанные лючи включены в цепи подмагничивания тих дросселей насыщения,а схема управения через датчик тока и задатик уровня тока подключена к выходу фиксатора уровня напряжения, один вход которого через измеритель напряжения соединен с выходом задатчика уровня напряжения, а другой, управляющий вход непосредственно - с выходом задатчика уровня напряжения, причем датчик тока включен последовательно с дросселями насьвдения. На фиг. 1 показана функциональная схема регулятора для заряда накопительного конденсатора, выполненная согласно изобретению; на фиг.2 и 3 изображены диаграммы изменения напряжения на накопительном конденсаторе . Регулятор содержит орган 1 стабилизации тока, выполненный на базе импульсно-управляемых дросселей насыщения с совмещенными обмотками, управляемые ключи 2 в цепях подмагничивания дросселей насыщения, схему управления 3 ключами, фиксатор 4 уровня напряжения, задатчик 5 уровня напряжения, задатчик б уровня тока, датчик 7 тока, согласующий трансформатор 8, выпрямитель 9, измеритель напряжения 10, накопительный конденсатор 11, разрядник 12. При срабатьшании разрядника накопительный конденсатор практически мгновенно разряжается до нуля (участок АБ на фиг. 2), на выходе зарядного регулятора развивается режим ударного короткого замыкания. Вследствие того, что орган 1 стабилизации тока на базе импульсно-управляемых дросселей насьвдения с совмещенньмк обмотками обладает естественным свойством токоограничения как в статических, так и в динамических режимах, ток в первый момент не возрастает до аварийной величины, а устанавливается несколько большим номинального (точка Б на фиг.2 и 3). Это достигается введением регулятора другого типа, например тиристорного. При этом становится равной нулю величина напряжения- обратной связи по напряжению, снимаемого с измерителя 10, и на вход фиксатора 4 подается напряжение, снимаемое с задатчика 5, которое значительно выше уровня, установленного на фиксаторе 4. Действие последнего заключается в том, что его вькодное напряжение не может превысить заданный уровень. В этом случае действие обратной связи по напряжению не сказывается на состоянии цепи управления. В то же время при возрастаНИИ тока нагрузки увеличивается сигнал, снимаемый с датчика 7. Когда этот сигнал превысит опорное напряжение задатчика 6 уровня тока, вступает в действие обратная связь по току нагрузки, осуществляя его стабилизацию на заданном уровне (участок БМ на фиг. 2). Напряжение на конденсаторе при этом возрюстает по линейному закону (участок БВ на фиг, 3).

По мере заряда накопительного конденсатора 11 возрастает сигнал обратной связи по напряжению с измерителя напряжения 10. Однако до определенной величины этого сигнала, пока разность напряжений, снимаемых с задатчика 5 уровня напряжения и измерителя напряжения 10, превьЕиает уровень, задаваемый фиксатором 4, обратная связь по напряжению, по прежнему, не действует. При уменьшении этой разности ниже уровня напряжения, задаваемого фиксатором, обратная связь по напряжению вступает в действие (точка В) ток нагрузки уменьшается и сигнал, снимаемый с датчика тока 7, становится ниже опорного напряжения задатчика 6 уровня тока. В результате обратная связь по току отключается и регулятор автоматически переходит из режима стаб илизации тока в режим стабилизации напряжения, поддерживая его на заданном уровне прямая ВА на фиг.3)вплоть до срабатывания разрядника (точка А), что наряду со стабилизацией тока при действии всех возмущающих факторов приводит к повышению качества заряд

Независимость регулирования тока и напряжения достигается введением двух задатчиков 5 и 6 и фиксатора 4 уровня напряжения. При этом уровень стабилизации напряжения устанавливается задатчиком 5, а тока - задатчиком 6. Введение фиксатора уровня напряжения и подключение к нему задатчика уровня напряжения позволяет повысить точность стабилизации на всех уровнях и обеспечивает автоматческий переход устройства из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения.

Регулятор для заряда накопительного конденсатора может быть применен для заряда емкостных накопителей различного назначения, но наиболее эффективно его применение для заряда мощных высоковольтных накопителей.

Опытный образец регулятора для заряда накопительного конденсатора с номинальным зарядным напряжением 200кВ, мощностью 250кВА, используемый в генераторе импульсных напряжений Истринского филиала ВЭИ им.

В.и. Ленина, имеет следующие технические данные:

Диапазон регулирования зарядного напряжения, кВ 20-200

Диапазон регулирования зарядного тока, А 0,1--1 на низкой стороне согласующего трансфортора50-500

0

Точность поддержания заданного уровня зарядного напряжения при изменениях напряжения сети, %+10-iO,5

Точность стабилизации

5 установленного уровня зарядного тока при изменении напряжения в процессе заряда от нуля до установленного уровня,% +2

0

Формула изобретения

Регулятор для заряда накопитель5ного конденсатора, содержащий последовательно соединенные орган стабилизации тока, согласующий трансформатор, выпрямитель, которые связаны с задатчиком уровня напряже0ния, измерителем напряжения и управляемЕлми ключами, подсоединенньми входами к схеме управления, о т личающийс я тем, что, с целью достижения широкого диапазо5на независимого регулирования уровней стабилизации тока и напряжения заряда и сохранения постоянства заряда по окончании зарядного цикла, в него введены фиксатор уровня нап0ряжения, датчик тока и задатчик уровня тока, при этом орган стабилизации тока выполнен в виде дросселей насыщения с совмещенными обмотками, указанные ключи включены в цепи подмагничивания этих дрос5селей насыцения, а схема управления через датчик тока и задатчик уровня тока подключена к выходу фиксатора уровня напряжения, один вход которого через измеритель напряжения

0 соединен с выходом задатчика уровня напряжения, а другой, управляющий вход непосредственно - с выходом задатчика уровня напряжения, причем датчик тока включен последовательно

5 с дросселями насьвдения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №169564, кл. Н 03 К 3/53, 1958.

0

2.Авторское свидетельство СССР №269291, кл. Н 02 М 7/00, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР №317051, кл. G 05 Р 1/10, 1970.

4.Авторское свидетельство СССР №350147, кл. Н 03 К 3/53, 1970.

5

f