SU688901A1 - Устройство регулировани трехфазного переменного напр жени - Google Patents

Description

выход - к управл ющему входу ш ротноймпульсного модул тора, т. е. построени  замкнутой системы автоматического регулировани , наталкиваетс  на существенные трудности. Раздельное (зонное) регулирование многофазных напр жений требует быстрой передачи информации о выходных напр жени х на вход блока управлени . Только в этом случае возможно регулирование одного из фазных напр жений в его собственной зоне. При использовании же традиционных измерительных органов (например , RC-фильтров) вследствие инерционности процесса передачи информации о выходных напр жени х, регулирование может произойти не в требуемой, а в смежной с ней зоне. Способ зонного регулирован,и  многофазных напр жений не реализуетс , так как невозможно одним управл ющим воздействием достичь эффекта независимого регулировани  напр жений всех трех фаз. Таким образом, функциональные возможности известного устройства регулировани  трехфазного переменного напр жени  оказываютс  ограниченными.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей известной системы регулировани  трехфазного переменного напр жени  за счет повыщени  быстродействи  контрол  выходных напр жений . Поставленна  цель достигаетс  тем, что измерительный орган выполнен в виде шести быстродействующих схем выделени  среднего значени  напр жени , подключенных измерительными входами попарно в противофазе к выходным обмоткам трехфазного трансформатора, первичные обмотки которого соединены в звезду и подключены к выходу регулирующего органа выходы упом нутых схем выделени  среднего значени  через селектор подсоединены к другому входу схемы сравнени , а их управл ющие входы и цепи управлени  ключевых элементов селектора нодключены к выходам пересчетной схемы. Кажда  быстродействующа  схема выделени  среднего значени  напр жени  состоит из однополупериодного выпр мител , соединенного со входом интегратора с пам тью, выход которого подключен ко входу согласующего узла и зашунтирован параллельным ключом с формирователем имлульсов в цепи его управлени , причем измерительный вход образован входом однополупериодного пыпр мител , управл ющий вход - входом формировател  импульсов, а выход - выходом согласующего узла. При регулировании на повышенной частоте тактовый вход широтно-импульсного модул тора подсоединен к выходу задающего генератора.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства регулировани  трехфазного переменного напр жени ; на ф(иг., 2-4 - временные диаграммы напр жений, иллюстрирующие его pai6oTy

при регулировании трехфазных напр жений с утроенной частотой сети регул тором, выполненным, например, по .вольтодобавочной схеме.

Устройство регулировани  трехфазного переменного напр жени  содержит регулирующий орган 1, к выходу которого подсоединена нагрузка 2 (она может включать в себ  и фильтр). К выходу регулирующего органа / также подключепы соединенные в звгзду первичные обмотки 3, 4, 5 трехфазного группового трансформатора 6. Его выходные (вторичные) обмотки 7-12 подсоединены попарно в противофазе к иЗ|Мерительным входам шести быстродействующих схем выделени  среднего значени  напр жени  13-18. Кажда  из этих схем состоит из однополупериодного выпр мител  19 (его вход образует измерительный вход схемы), подключенного выходом к интегратору с пам тью 20. Выход интегратора 20 зашунтирован параллельным ключом 21 и соединен со входом согласующего узла 22. В цепи управлени  ключа 21 установлен формирователь имнульсов 23, вход которого образует управл ющий вход схемы выделени  среднего значени  напр жени .

Выходы схем выделени  среднего значени  напр жени  13-18 через селектор 24 подключены к одному из входов схемы сравнени  25. Ее другой вход соединен с выходом источника задающего напр жени  26, а выход - с управл ющим входом широтно-импульспого модул тора 27, выходом подключенного к цеп м управлени  ключевых элементов регулирующего органа 1. Цепи управлени  ключевых элементов селектора 24, а также управл ющие входы схем выделени  среднего значени  напр  жени  13-18, т. е. входы формирователей импульсов 23 соединены с выходами пересчетпой схемы 28. Ее вход подключен к выходу синхронизатора 29, входом подсоединенного к питающей трехфазной сети.

При регулировании входного напр жени  с утроенной частотой сети тактовый вход широтно-импульсного модул тора 27 подключен к выходу синхронизатора 29, а при регулировапии на повышенной частоте - к выходу высокочастотного задающего генератора 30.

Предлагаемое устройство регулировани  работает следующим образом.

Фазные напр жени  питающей сети 31, 32, 33 (фиг. 2) поступают на вход синхронизатора 29 и при их переходе через нуль на выходе синхронизатора 29 выдел етс  послелТ.овательность мгновенных импульсов напр жени  34, частота которых в шесть раз превышает частоту сети. Эти импульсы подаютс  на вход пересчетной схемы 28 и на ее выходах вырабатываютс  пр моугольные импульсы напр жений 35-40. Они сдвинуты относительно друг друга на 60 эл. град, и соответствуют каждой из трех вре менных зон регулировани  напр жений 31, 32, 33. Эти импульсы поступают в цепи управлени  ключевых элементов селектора и на входы формирователей 23 (управл ющие входы) схем выделени  среднего значени  напр жени  13-18. Дифференциру сь, например по переднему фронту напр жени  35-40 преобразуютс  на выходах формирователей 23 в кратковременные импульсы напр жений 41-46, которые подаютс  в цепи управлени  параллельных ключей 21 и замыкают их на врем  своей длительности . Параллельно с подачей на вход синхронизатора 29 напр жени  31, 32, 33 приклп дываютс  по входу регулирующего органа / и, в соответствии с заданным коэффицт:ентом несимметрии, регулируютс  соответствующим образом и преобразуютс  в напр жени  47, 48, 49 (фиг. 3). На фиг. с пунктиром показаны верхн   и нижн   границы регулировани  напр жений 31, 32, 33 регулирующим органом 1, выполненным, напрм-мер , по вольтодобавочной схеме. Выходные напр жени  47, 48, 49 регулирующего органа / одновременно прикладываютс  к нагрузке 2 и первичным обмоткам 3, 4, 5 трансформатора 6, передава сь при этом через его вторичные обмотки 7-12 на измерительные входы схем выделени  среднего значени  напр жени  13-18. Поскольку эти схемы подключены попарно в противофазе к выходным обмоткам трансформатора 6, а также из-за наличи  на их измерительных входах выпр мителей 19, интеграторы с пам тью 20 поочередно преобразуют каждую полуволну выходных фазных напр жений 47, 48, 49 в напр жени  50-55 (фиг. 3, 4). По окончании процесса интегрировани  величина этих напр жений будет равна и,,-К U,,((1) I .i(t}dt (-fi) (Ч-1)--1- I U,,( (. .-1-2)-+ yU ,,K U,,(t)dt ( «+)-+ д-  ( «-H)-+ y LL,,K J,,(t)dt ( п+)г.+ и, I U,,t(dt) . e. пропорциональна среднему значен Ю контролируемого фазного напр жени . Эти напр жени  запоминаютс  на врем  каждого последующего полупериода напр жетп 7, 48, 49 (горизонтальные участки кривых 50-55). Перед началом очередного интегрировани  с выходов формирователей 23 в цепи управлени  параллельных ключей 21 подают импульсы напр жени  41-46, замыкающие эти КЛЮЧ1И на врем  своей длительности . Напр жени  50-55 станов тс  равными нулю, причем напр жени  50, 51 обнул ютс  соответстпенно импульсами 41. 44, напр жени  52, 53 - импульсами 43, 45, а напр жени  54, 55 - импульсами 42, 46. Пр моугольные импульсы напр жений 55-40, поступающие с выходов пересчеткоп схемы 38 в цепи управлени  ключевых элементов селектора 24, поочередно замыка;от lix на врем  своей длительности. Селектор 24 подключает к одному из входог. схемы сравнени  25 выходы схем выделени  среднего значени  напр жени  13-/5, и на этот вход в соответствующие моменты времеш поступают напр жени  50-55 на интервале их запоминани . Управление ключевыми элементами селектора 24 осуществл етс  таким образом , что при пх замыкапии импульсами 39, 36 па вход схемы сравнени  25 подаютс  напр жени  50, 51, ири замыкании импульсами 35, 38 - напр жени  52, 53, при замыкании импульсами 37, 40 - напр жепи  54, 55 (фиг. 4). В результате этого формируетс  сигнал обратной св зи 56. Он сравниваетс  с задающ им напр жением 57, поступающим на другой вход схемы сравнени  25 с выхода источника 26, и получающийс  в процессе сравнени  сигнал ошибки 5S  вл етс  исходной информацией дл  управлени  регулирующим органом /. Процесс регулировани  входных напр жений 31, 32, 33 осуществл етс  следующим образом. Сигнал ошибки 58 поступает на в.чод шпротно-импульсного модул тора 27, которыГ; применительно к управлению узкодиапазопным регулирующим органом может быт1. выполнен в виде фазосдвигающего устройства (ФСУ) с регулируемым углом задержки и опережени . Такое ФСУ генерирует два пилообразных напр жени , одно из которых 59,  вл етс  спадающим, а другое 60 - нарастающим . Периодичность этих напр жений задаетс  синхроимпульсами 34, подаваемыми с выхода синхронизатора 29 на тактовый пход широтно-импульсного модул тора 27. В результате сравнени  напр жений 50, 60

с сигналом ошибки 58 на выходе широтноимпульсного модул тора 27 возникают импульсы управлени  6} регулирующим органом /. Заштрихованный импульс 61 соответствует переводу регулирующего органа / в режим вольтоотбавки, а незаштрихованный - в режим вольтодобавки. Режиму неискаженной передачи напр жений 31, 32, соответствует сравнение напр жени  58 с напр жени ми 59, 60 в точке лх пересечени . При подаче напр жений 61 в цепи управлени  ключевыми элементами регулирующего органа 1 напр жени  31, 32, 33 преобразуютс  в симметричные напр жени  47, 48, 49 (в допуске определ емые заданным коэффициентом несимметрии).

При регулировании напр жений 31, 32, 33 на повышенной частоте схема, изображенна  на фиг. 1, работает аналогично. Однако в этом случае синхронизаци  щиротно-импульсного модул тора 27 с моментами перехода входных фазных напр жений через нуль не  вл етс  об зательной н тактовый вход ШИМа подключаетс  к выходу высокочастотного задающего генератора 30.

Таким образом, предлагаемое устройство регулировани  трехфазного переменного напр жени  позвол ет осуществл ть зонное регулирование, симметрирование выходных фазных напр жений. При это,м величина последних стабилизируетс  по их среднему значешпо. Это существенно расшир ет функциональные возможности известной системы регулировани  при сохранении всех ее положительных качеств. Такого эффекта удаетс  достичь только при использовании в качестве измерительного органа быстродействующих схем выделени  среднего значени  напр жени  и селектора напр жений . Применение инерционных измерительных устройств не позвол ет реализовать способ раздельного (зонного) регулировани  многофазных напр жений.

Claims (4)

1. Устройство регулировани  трехфазного переменного напр жени , содержащее регулирующий и измерительный органы, источник задающего напр жени , подключенный к одному из входов схемы сравнени , н блок управлени , состо щий из синхронизатора , входом подсоединенного ко входу регулирующего органа, а выходом - ко

входу пересчетной схемы и тактовому BXiOду широтно-импульсного модул тора, управл ющий вход которого подключен к схеме сравнени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет повышени  быстродействи  контрол  выходных нанр жений, измерительный орган выполнен в виде шести быстродействующих схем выделени  среднего значени  напр жени , подключенных измерительными входами попарно в противофазе к выходным обмоткам трехфазного трансформатора, первичные обмотки которого соединены в звезду и подключены к

выходу регулирующего органа, выходы уном нутых схем выделени  среднего значени  через селектор подсоединены к другому входу схемы сравнени , а их управл ющие входы и цепи управлени  ключевых элементов селектора подключены к выходу пересчетной схемы.

2. Устройство по п. I, отличающеес   тем, что кажда  быстродействующа  схема выделени  среднего значени  напр жени  состоит из юднополупериодного выпр мител , соединенного со входом интегратора с пам тью, выход которого подключен ко входу согласующего узла и зашунтирован параллельным ключом с формирователем импульсов в цепи его управлени , причем измерительный вход образован входом однополупериодного выпр мител , управл ющий вход - входюм формировател  импульсов , а выход - выходом согласующего

узла.

3. Устройство по п. 1, отличающеес   тем, что при регулировании на повышенной частоте тактовый вход широтно-импульсного модул тора подсоединен к выходу задающего генератора.

Источники информации, прин тые во вниматше при экспертизе:

1.Окунь С. С. и др. Трансформаторные и трансформаторно-тиристорные регул торы - стабилизаторы переменного напр л ени . М., «Энерги , 1969, с. 153-166, рис. 4-9, 4-13.

2.Устройства электропитани  мощных р диосистем. Под ред. Ткачева А. А., М.,

«Энерги , 1972, с. 17-40, рис. 1-7, 1 - 13, 1 - 14, 1 - 18, 1 - 19.

3.Авторское свидетельство СССР Л 382216, кл. П 02 Р 13/04, 05.05.71.

4. Авторское свндетельство СССР Л 383036, кл. G 05 F 3/00, 23.03.71.

52

X

м

ff;

ipys. V