Устройство для питания однофазной активно-индуктивной нагрузки Советский патент 1981 года по МПК H05B6/08 H02J3/18 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания мощных индукционных установок, осуществляющих термическую обработку изделий.

Известно устройство питания для электротермических установок, выпол-иенное на базе индуктивно-емкостного преобразователя источника напряжения в источник тока 1.

Индуктивно-емкостной преобразователь обладает симметрирующими свойствами, однако неравномерность загрузки фаз питанадей сети достигает более 20%, что является неприемлемым при питании мощных однофазных нагрузок.

Известно также устройство для питания однофазной активно-индуктивной нагрузки, содержащее индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока, соединенный с первичной обмоткой согласующего трансформатора, снабженной блоком переключения отпаек, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, а вторичная обмотка трансформатора связана с выводами для подключения нагрузки ,2 .

Цель изобретения - повышение симметрирования загрузки фаз питающей сети и стабилизации мощности нагрузки.

Для этой цели ко вторичной обмотке трансформатора последовательно с выводами для подключения нагрузки включен продольный емкостной компенсатор, управляющий вход которого соединен со стабилизатором коэффициента

10 мощности на первом уровне, а блок задания регулятора напряжения выполнен с уставкой, составляющей Уз линейного напряжения сети.

На фиг. 1 приведена схема предло15женного устройства питания; на фиг.2 векторная диаграмма.

Устройство содержит индуктивно-емкостной преобразователь 1, блок 2 управления переключением отпаек первич20ной обмотки 3 согласующего трансформатора 4. Блок 2 соединен через блок сравнения 5 с датчиком напряжения 6 на первичной обмотке 3. Второй вход блока сравнения 5 соединен с выходом

25 блока задания 7. Последовательно с активно-индуктивной нагрузкой 8 включен продольный емкостный компенсатор 9, управляющий.вход которого соединен с выходом стабилизатора 10 коэффици30ента мсадности нагрузки, а его входы,/ соединены с датчиком напряжения 11 и датчиком тока 12. В процессе нагрева изделия стабилизация мсяцности, вьшеляемой в нагрузке 8, достигается тем, что датчиком б измеряется напряжение на первичной обмотке трансформатора 3, выходной сигнал датчика на элементе сравнения 5 сравнивается с сигнгшом уставки 7, равным УТ и .и.., а сигнал IЛпп, небаланса подается на вход блока управления переключением отпаек 2 индуктивно-емкостного преобразователя. Симметричное распределение нагрузки на питающую сеть при напряжени на первичной обмотке трансформатора, равном УТ и,, обеспечивается в том случае,.если cos4 контура равен 1,0. В случае нарушения этого равенства датчики тока 12 и напряжения 11 выдают сигнёшы на стабилизатор коэффициента мощности 10, на выходе которо го формируется напряжение, пропорцио нальное фазовому сдвигу между током и напряжением нагрузки. Это напряжение подается на продольный компенсатор реактивной энергии 9, изменяя тем самым величину компенсирующей емкост до тех пор, пока выходной сигнал рег лятора коэффициента мощности 10 не будет равен нулю, что соответствует cos «Р 1,0. Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить высокие энергетические показатели по сравнению с существующими схемами питания, практически идеальное (не хуже 5%) симметрирование нагрузки питающей се ти. Кроме того, обеспечивается стабилизация технологического режима на рева независимо от изменения парсмет ров нагрузки.. Действительно, теоретические выкладки позволяют подтвердить полученные преимущества. В контуре .нагрузки резонанс наступает в случае, когда . при этом-cos tf 1,0,атри фазы питаю щей сети равномерно нагружены. В приведенном выражении Cjf емкСйЬт продольного компенсатора;Ьп| приведенная индуктийность вторичной цепи Мощность, вьзделяемая в нурузке .Р„-1Ь WfSl, де 1д - ток фазы А; W W ji - ЧИСЛА витков первичной и вторичной обмоток питающего трансформатораJ Rpp- эквивёшентное активное сопротивление контура. Мощность конденсаторной батареи омпенсатора равна гг Хпр--а;Ьпр. I т « т « Напряжение . ПРЕсли трансформатор индуктивно-емостного преобразователя работает в аком режиме, что COViet . то закон управления имеет вид мощность в нагрузке при таком заоне регулирования равна . . PH«AOIA- AIA--CO«S Формула изобретения Устройство для питания однофазной активно-индуктивной нагрузки, содержащее индуктивнотемкостный преобразо ватель источника напряжения в источник тока, соединенный с первичной обмоткой согласующего трансформатора, снабженной блоком переключения отпаек, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, а вторичная обмотка трансформатора связана с выводами для подключения нагрузки ,о т личающееся тем, что, с целью повышения симметрирования загрузки фаз питаюцей сети и стабилизации мощности нагрузки,ко вторичной обмотке трансформаторапоследовательно с выводами для подключения нагрузки включен продольный емкостный компенсатор, управляющий вход которого соединен со стабилизатором коэффициента мсяцности на первом уровне, а блок заданий регулятора напряжения выполнен g уставкой , составляквдей 3 линейного напря- жения сети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Автоматическое регулирование электрических печей. М., МЭИ, 1972, с. 6-13. 2.Милях А.Н. и др. Системы неизменного тока. Киев, Наукова думка, 1974, с. 191.