Устройство для регулирования мощности многосекционного источника электроэнергии Советский патент 1979 года по МПК G05F1/66 

I

Устройство относится к электротехнике, а более конкретно - к устройствам регулирования и управления и может быть использовано на различного класса электроэнергетических установках, в которых требуется управление количеством вырабатываемой электроэнергии.

Известны устройства, в которых используется ступенчатое регулирование мощности источников электроэнергии 1.

В известных устройствах имеется коммутатор, который в соответствии с сигналом порогового устройства обеспечивает подключение параллельно нагрузке или отключение от нее дополнительных секций источника.

Обычно регулирование мощности источника электроэнергии производится поочередным подключением или отключением дополнительных секций равной мощности, т. е. при необходимости увеличения мощности источника первой подключается секция, которая была отключена последней, а при необходимости уменьшения мощности первой отключается секция, которая была подключена последней 2.

Недостатком известного устройства является то, что в случае длительного регулирования мощности в диапазоне ее изменения, соответствующем мощности одной или нескольких коммутируемых секций, ресурс переключателей этих секций вырабатывается значительно быстрее, чем остальных.

Известно также устройство для регулирования мощности многосекционного источника электроэнергии, содержащее переключатель секций источника, датчик напряжения, реверсивный счетчик и генератор импульсов. Выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим управляющим вентилям переключателя секций. Генератор импульсов по команде датчика напряжения

вызывает или увеличение двоичного числа, записанного в счетчике, или его уменьшение (в соответствии с чем происходит совместное подключение и отключение к нагрузке секций с различной мощностью, что ведет или к увеличению, и1ли к уменьшению итоговой мощности) 3.

В известном устройстве количество срабатываний коммутирующих элементов существенно неодинаково. Так, например, количество срабатываний коммутирующих элементов равно -и, где п - количество импульсов генератора, поступивших на счетчик, N - порядковый номер выходного разряда. Поэтому ресурс коммутирующих элементов, подсоединенных-к младшим выходным разрядам счетчика, вырабатывается 6fjiCTpee, чем тех, которые подсоединены к старшим разрядам. В соответствии с этим и ресурс всего устройства будет определяться ресурсом упомянутых коммутируюш,их элементов. Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы устройства за счет выравнивания количества и продолжительности срабатывания коммутирующих элементов без снижения качества регулирования. Для этого в предлагаемом устройстве генератор импульсов соединен с переключателем секций источника посредством двухканального циклического распределителя команд (который представляет собой, например, два независимых кольцевых сдвиговых регистра).. Выходы одного канала подключены к подключаюшим входам переключателя секций, выходы другого - к отключающим входам переключателя секций, а вход каждого канала соединен с соответствующим выходом генератора импульсов. Указанный циклический распределитель обеспечивает распределение команд на подключение и отключение таким образом, что данная секция может быть повторно подключена лишь в случае, если после нее уже были одноразово подключены все остальные секции, и соответственно повторно отключена лищь в случае, если уже одноразово отключались все остальные. Преимущество предлагаемого устройства особенно проявляется в случае, когда от устройства требуется обеспечение регулирования мощности во всем возможном диапазоне (от уровня, обеспечиваемого одной секцией, до уровня, обеспечиваемого всеми секциями), но возможен режим длительной работы в диапазоне мощностей, меньшем всего возможного диапазона регулирования. Здесь указанный двухканальный циклический распределитель выравнивает .количество и продолжительность срабатывания коммутирующих элементов. Это позволяет поднять ресурс работы всего устройства до уровня ресурса любого коммутирующего элемента. . Необходимо отметить, что предлагаемое устройство обеспечивает требуемую ступенчатость регулирования мощности даже в случаях отказа отдельных коммутирующих элементов, так как неисправный коммутирующий элемент замещается следующим в кольцевой схеме. На чертеже изображено предлагаемре устройство, функциональная схема. Предлагаемое устройство имеет датчик 1 входного сигнала, генератор 2 импульсов. имеющий два выхода, которые используются соответственно при подключении и отключении секций, двухканальный циклический распределитель 3 (каналы 4.и 5),выходы одного из каналов подключены к управляющим на подключение входам переключателя 6, а выходы второго канала - к управляющим на отключение входам переключателя 6. Вход каждого канала соединен с соответствующим выходом генератора 2. В качестве примера показано, что переключатель состоит из коммутирующих элементов 7-9,выполненных, например, на управляемых вентилях. При выполнении коммутирующих элементов, например, на семисторах, входы отдельных коммутирующих элементов можно объединить, а управление при этом осуществлять подачей с канала 4, например, отрицательных импульсов (перевод вентилей в проводящее состояние), а с канала 5 - положительных (запирание вентилей). Работает устройство следующим образом. Пусть в исходном состоянии к нагрузке подключена одна некоммутйруемая секция источника. При возрастании нагрузки (или уменьшении производительности источника электроэнергии) датчик 1 посылает сигнал определенного уровня на генератор импульсов 2. Генератор 2 для данного уровня сигнала выдает последовательность импульсов (количество которых, например, пропорционально длительности входного сигнала) на канал 4-циклического распределителя 3. В соответствии с поданным количеством импульсов циклический распределитель 3 последовательно переводит в проводящее состояние соответствующее количество управляемых вентилей (начиная с 7-го) переключателя 6. В результате к нагрузке подключаются дополнительные секции источника, при этом сигнал с датчика I пропадает, так как увеличение нагрузки компенсируется соответствующим увеличением мощности источника. При уменьшении нагрузки датчик 1 посылает сигнал другого уровня на генератор импульсов 2, при котором со второго выхода генераторавыдается последовательность импульсов на канал 5 циклического распределителя 3. В соответствии с поданным количеством импульсов распределитель 3 последовательно запирает вентили в переключателе 6, начиная,в данном случае, с вентиля 7. Таким образом от нагрузки отключаются дополнительные секции источника энергии. Если, например, в какой-то момент времени в проводящем состоянии находился только вентиль 8, а генератор импульсов выдает последовательность импульсов в канал 4, то следующим откроется вентиль 9, затем 7, т. е. открытие и закрытие вентилей с помощью циклического распределителя 3 «закольцовано. Соединение генератора импульсов с переключателем посредством двухканального