Устройство для стабилизации симметрии напряжений многофазного источника переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H02J3/26 

Изобретение предназначено, для использования в автономных системах , электроснабжения, например в система электрооборудования судов или самолетов, где мощность многофазного источника соизмерима с мощностью несим метричной нагрузки, причем распредел ние нагрузки по фазам может носить случайный .характер. Известны устройства симметрирования напряжений многофазных источников переменного тока с использование подгрузочных элементов и общего регу лятора напряжения (ОРН) 1 . Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для стабилизации симметрии напряжений многофазного ис точника переменного тока с несимметричной нагрузкой, которое содержит измерительные органы, подключенные к каждой фазе источника; основной и дополнительные элементы сравнения; блок задания напряжения; промежуточные усилители; блоки подгрузки фаз и общий регулятор напряжения. При этом каждый из дополнительных элементов сравнения выполнен с тремя входами, один из которых подсоединен к выходу измерительного органа соотвётствующей фазы источника, второй вход подсоединен к выходу блока задания напряжения и к входу основного элемйнта сравнения, на третий вход введены сигналы корректировки, а выход каждого из дополнительных элементов сравнения подсЪединен к входу усилителя соответствующей фазы. Основной элег мент сравнения выполнен с двумя входами, один из которых подключен к блоку задания напряжения, другой х к измерительному органу, контролирующему напряжение одной из фаз источника. Выход основного элемента сравнения . подсоединен ко входу общего регуля- тора напряжения C2l. Недостатком устройства является излишняя загрузка источника токами

блоков подгрузки, происходящая при симметрировании напряжеиий. Этот недостаток обусловлен подключением, входа общего регулятора напряжения к вьгг ходу основного элемента сравнения.

В результате указанного подключения ОРН, его действие для напряжений отдельных фаз оказывается аналогичным дополнительному возмущению. С учетом этого обстоятельства устройство Симметрирования должно обеспечить не только устранение естественного возмущения - тока несимметричной нагрузки, но и компенсацию дополнительного возмущения, обусловленного функционированием общего регулятора напряжения, что приводит к необходимости увеличения потребных токов подгрузки, а следовательно, и к дополнительной загрузке этими токами источника.

Целью изобретения является снижеп ние потребных токов блоков подгрузки и обеспечение разгрузки источника от избыточных,токов этих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство для стабилизации симметрии напряжений многофазного источника переменного тока, содержащее измерительные органы подк люченные к каждой фазе источника; блок задания напряжения; элементы сравнения напряжений измерительных органов, напряжения блока задания и сигналов корректировки, выходы которых посредством промежуточных усилителей подключены к входам блоков подгрузки фаз, снабжено функциональньи преобразователем, выполненным с тремя входами, причем каждый из этих входов подключен к выходам промежуточных усилителей соответствующих фаз,а выход функционального преобразователя подключен к входу общего регулятора напряжения.

В результате подключения ОРН посредством функционального преобразователя к выходам промежуточных усилителей стабилизируется уже не напряжение какой-либо отдельной фазы, а усредненное напряжение всех фаз источника. При этом удается существенно снизить необходимые токи блоков под™ грузки.

На фиг.1 изображена блок-схема предложенного устройства для стабилизации симметрии напряжений трехфазного источника переменного тока; на фиг.2 - зависимости напряжений, возникающих при подключении ОРН.

На фиг. 1 к трехфазному источнику переменного тока 1 подключена нагрузка 2. Устройство для стабилизации симметрии напряжений источника содержит общий регулятор нацряжения 3, измерительные органы 4-6, блок задания напряжений 7, элементы сравнения 8-10, промежуточные усилители 11-13, функциональный преобразователь 14 и блоки подгрузки 15-17. Входы измерительных органов 4-6 подключены на вькод источника переменного тока 1. Элементы сравнения 8-10 выполнены с тремя входами, один из которых подсоединен к выходу измерительного органа соответствующей фазы, второй вход - к выходу блока задания напряжения 7, на третий вход введены сигналы корректировки 18-20. Выход

0 каждого из элементов сравнения посредством промежуточных усилителей Ь1 13 подключен к входам блоков подгрузки 15-17, выходы которых подключены к выходу источника 1. Каждый из трех входов функционального преобразователя 14 подсоединен к выходу промежуточного усилителя соответствующей,фазы, а выход функционального преобразователя подключен к входу общего регулятора напряжения 7.

Величины выходных напряжений источника 1 измеряются при помощи измерительных органов 4-6, выходные сигналы которьк подают на один из входов элементов сравнения 8-10, где происходат их сравнение с напряжением блока задания 7 и сигналами корре ктировки 18-20. При этом на выходах элементов сравнения формируются сигналы, пропорциональные девиациям напряжений каждой из фаз источника от заданного уровня, определяемого блоком задания напряжения 7. Эти-сигналы поступают далее как сигналы пофаз-. ных ошибок симметрирования на усилители П -13, выходные сигналы которых подаются затем на управление блоками лодгрузки 15-17. Одновременно выходные сигналы усилителей 11-13 поступают на входы функционального преобразователя 14. Следует отметить, что при использовании промежуточных усилителей, работающих в режиме усиления, класса Д, в качестве функциональ. ного преобразователя используется

фильтр нижних частот, выделяющий постоянйую составляющую,пропорциональную девиации усредненного напряжения Всех фаз источника от заданного уров5ня. Выходной сигнал элемента 14 поступает на вход ОРН 3, который стабилизирует на заданном уровне усреднен ное напряжение всех фаз источника. Блоки подгрузки 15-17, управляемые сигналами промежуточных усилителей осуществляют подгрузку источника, в результате которой восстанавливается симметрия. Обратимся к графикам, при веденные на фиг. 2. В результате функционирования общего регулятора напряжения, напряжения фаз источника займут положение,, характеризуемое кривыми 21, 22, 23. Как ВИДНО из графика (зависимости 21 22, 23), в данном случае ни в одной из фаз напряжение не стабилизируется с высокой точностью (что имело место в устройстве - прототипе, однако напряжение всех фаз оказывается ближе к номинальному уровню (U). Это означает, что в предложенном устройстве для обеспечения симметрии напряжений потребуются и меньшие ток блоков подгрузки фаз. Положительный технико-экономический зффект определяется меньшей за-. грузкой источника токами блоков подгрузки, что повьшает КПД установки в целом, а также снижает весо-габаритные показатели самих блоков подгрузки. Формула изобретения Устройство для стабилизации симметрии напряжений многофазного источника переменного тока, содержащее общий регулятор напряжения, измерительные органы, подключенные к каждой фазе источника, блок задания напряжения, элементы сравнения напряжений измерительных органов, блока задания и сигналов корректировки, вы- ходы которых посредством промежуточных усилителей подключены к входам блоков подгрузки фаз, отличающ е е,с я тем, что, с целью снижения потребных токов блоков подгрузки фаз. и рбеспечения разгрузки источника от избыточных токов подгрузки, оно снабжено функциональным преобразователем, выполненным с тремя входами, причем Каждагй из входов функционального преобразователя подключен к выходам промежуточных усилител ей соответствующих фаз, а выход функционального преобразователя подключен к входу общего регулятора напр51жения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N699609, кл. Н 02D 3/26, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2743765/24- 07, кл. Н 02 J 3/26, 1979.