Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности

1 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬС 7 ВУ6 с присоедине ем заявкиГосударственный нсмнтет СССР оо делам нзооретеннй и аткоытнй(54) УСТРО СТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВА ОЭФфИЦИЕНТА МОЩНОСТИ я коэффнцидатчнк козиненный че- ннтельным ик ко иею реактивчення сек- механоения перерной бата- твом поля 5 ео чников свет и реактив сравнение воздействЮ Недоста в качестве й енному для авности сч мощности Изобретение относится к области Электротехники и автоматики и может найти применение на любом промышленном предприятии, где имеются силовые конденсаторные электротехнические установки для повышения коэффициента мощности,Известны различные устройства, регулирующие сдвиг фаз тока по отношению к напряжению. Так, например, в датчике коэффициента мощности используется счетчик активной энергии и переменные сопротивления совместно со вторым счетчиком активной энергии, токовая обмотка которого включена последовательно с токовой обмоткой первого счетчика в цень така нагрузки 111.Недостаток устройства - наличие двух счеччнков, что приводит к большой инерционности устройства, а также трудность получения сигналов для воздействнн на систему регулирования.Наиболее близким к предлож устройству является устройство томатического регулированнента мощности, содержащееэффицнента мощности, соедрез блок управления с исполорганом 12.Устройство содержит датчциента мощности, сосгоящийфазных счетчиков активной иной мощности, схему переклции конденсаторной батареи10 оптическое устройство управлключением секций конденсатореи, осуществляемым посредрнзованного реле. ойстве при помощи двух исто а, пропорциональных активно ой мощности, происходит их и выработка управляющего я на систему конденсаторов. ткн устройства - применена датчиков коэффициента мош чиков активной н реактивно релейное переключение батарей конденсаторов; исполюоввние поляризованного реле.Цель изобретения - повышение быстродействия,Это достигается тем, что в устройство для автоматического регулированиякоэффициента мощности, содержащее датчик коэффициента мощности, соединенный через блок управления с исполнительным органом, дополнительно введены делитель напряжения, потенциометр,оптроны, соединенные попарно-параллельио, операционные усилители, силовойтранзистор, соленоид, в поле котороговведены управляемые магнитодиоды, идиоды, причем указанный датчик коэф.фициента мощности состоит из датчиковактивной и реактивной составляющихвектора мощности, выполненных на двухоперационных усилителях, входы которых через диоды соединены с делителем напряжения, включенным нв напряжение сети, в цепь обратной связи операционных усилителей включены фотоприемники оптронов, светодиоды однихиэ которых подключены к резистору делителя напряжения, а других - к потенциометру, включенному в сеть последовательно с потребителем, блок управления содержит операционный усилительсравнения, исполнительный блок содержит силовой транзистор, база которогоподключена к выходу блока управления,а в цепь коллектора включен соленоидс двумя управляемыми магнитодиодами,соединенными встречно-параллел ьно иподключенными в сеть последовательнос потребителем,На чертеже приведена принципивльная схема устройства для автоматического регулирования, где: 1, 2 - резисторы; 3, 4 - оптроны; 5, 6, 7, 8 - диоды; 9 - силовой трансформатор; 10 конденсатор, 11, 12 - мвгнитодиоды,13, 14, 18, 16, 17, 18 - резисторы;19, 20, 21 - операционные усилители;22 - силовой транзистор; 23 - соленоид; 24, 25 - оптроны, 26 - резистор;27 - нагрузка (потребитель).Резисторы 1 и 2 представляют собой делитель напряжения и включеныпоследовательно непосредственно в сеть.Выход резистора 2 связан с входамисветодиодов оптронов 3 и 4, включенных всгречно-параллельно. Оптроны 3,4, 24 и 25 представляют собой систему, содержащую светодиоды и фотодиоды, и предназначены для гальванической развязки в схеме определения и управления соб р нагрузки. Светодиоды оптронов 24 и 25 включены также встречно-параллельно и связаны с балластнымз резистором 26, напряжение с которогоно фазе соответствует току, протекающему через нагрузку, Фотодиоды оптронов 3, 4 и 24, 25 включены встречнопврвллельно, первые два замыкают вход и выход операционного усилителя 19, а вторые два - операционного усилителя 20.Раэвязываюшие диоды 5, 6 и 7, 8 включены на инвертированные и неинверти. рованные входы операционных усилителей 19и 20 соответственно. Они обеспечивают навыходах этих усилителей напряжения положительной поляоности при переменномсигнале на входе.Синовой трансформатор 9 предназначается для обеспечения вращения фазы напряжения и питания, нагрузки. Он включается первичной обмоткой непосредст венно в сеть.Конденсатор 10 вместе с магнитэдиодами 11 и 12, включенных между собой встречно-параллельно, составляют основу фвэовращателя и подключены на выходную обмотку трансформатора 9, Резисторы 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18 служат ограничителями тока на входах операционных усилителей 19, 20 и 21 соответственно. Операционные усилители 19 и 20 предназначаются для З формирования сигналов, различных вовремени, при постоянстве входных сигналов. При атом благодаря наличиюфотодиодов оптронов 3 и 4 в цепи обратной связи операционного усилителя 19и фотодиодов оптронов 24 и 25 в цедиобратной связи операционного усилителя 20 разбаланс будет зависеть от сдвига фвэ между потребляемым током и -.напряжением, потребляемым из сети.45Операционный усилитель 21 сравнивает двв выходных сигнала с операционных усилителей 19, 2 О и вырабатывает сигнал разбвлвнсв для управления 50сдвигом фаз посредством воздействиянв магнитодиоды 11 и 12, Силовойтранзистор 22 служит для управлениямагнитным потоком соленоида 23 и подключен к выходу операционного усили- Бтеля 21. Соленоид 23 подключен к коллектору силового транзистора 22 и управляет сопротивлением магнитодиьдов11 и 12, изменяя фазу. Резистор 26служит датчиком угла сдвига фвз на на5 64грузке 27 и подключен одним концом кобшей точке магнитодиодов 11 и 12 иконденсатора 10, а другим концом - кнагрузке 27, Потребитель электроэнергии - нагрузка 27 с переменным СОбЦпредставляет собой нагрузку с переменным характером, т,е, индуктивную, переходящую в емкостную и наоборот, накоторой необходнмо поддержать на заданном уровнесоВ, Нагрузка 27 подключена с одной стороны к средней точке обмотки трансформатора 9, с другой - к балластному резистору 26,Устройство работает следующим образом,Напряжение от сети через трансформатор 9 подается на нагрузку 27 (нотребитель электроэнергии) с переменным Сое 1 р через резистор 26, Одновременно сигнал, пропорциональный начальной фазе напряжения при помощи оптронов 24 и 25 подается на входы операционных усилителей 19, 20 через диоды 5, 6 и 7, 8, резисторы 13 14 и15, 16 соответственно,В цепь обратной связи операционногоусилителя 19 через фотодиоды оптронов3 и 4 подводится сигнал, пропорциональный фазе напряжения, а в цепь обратной связи операционного усилителя 20через фотодиоды оптронов 24 и 25 подводится сигнал, пропорциональный току(за счет подключения светодиодов оптронов 24 и 25 к резистору 26), Врезультате этого на выходах опервционных усилителей 19 и 20 появятся сигналы, отличающиеся друг от друга нввеличину пропорциональную по своемуэначенню углу сдвига фвз между токоми напряжением нагрузки.Сигнал рассогласования подается навход операционного усилителя 21, усиливается им и регулирует ток транзистора 22, который увеличивается илиуменьшается в зависимости от угласдвига фаз.Изменение коллекторного тока в транзисторе 22 приводит к изменению сопротивления магнитодиодов 11 и 12 ивызывает поворот фазы, т.е, устраняетсдвиг фазы между напряженнем и токомв нагрузке 26. Для этого необходимо,чтобы амплитудное значение напряженияс резистора 2 было равно значению срезистора 26,1 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Устройство позволяет при минимальных размерах трансформатора загрузить низковольтный асинхронный двигатель н регулировать коэффициент мощности в зависимости от изменения мощности на валу. При изменении нагрузки меняется индуктивность вторичной обмотки трансформатора соответственно с этим ме 1няется действие емкости с иэмененнем сопротивления магнитодиодов,Формула изобретения Устройство для автоматическогорегулирования коэффициента мощностисодержащее датчик коэффициента мошности, соединенный через блок управления с нсполнптельным органом, о т -д и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействня, в него дополнительно введены делитель напряжения потенциометр, оптроны, соединенные попарно-параллельно, операционныеусилители, силовой транзистор, соленоид, в поле которого .введены управляемые магнитодиоды, и диоды причем уквзанный датчик коэффициента мощностисостоит из датчиков активной и реактивной составляющих вектора мощностивыполненных нв двух опервционньл усилителях, входы которых через диодысоединены с делителем напряжения,включенным на напряжение сети, в цепьобратной связи операционных усилителей включены фотоприемники оптронов,светодиоды, одни из которых подключены к резистору делителя напряжения,а другпе - к потенциометру включенному в сеть последовательно с потребителем, блок управления содержит операционный усилитель срввнення, исполнительный блок содержит силовой транзистор база которого подключена квыходу блока управления, а в цепь коллектора включен солецоид с двумя управляемыми магнитод иодами, соединенными встречно-параллельно и подключенными в сеть последовательно с потребителем,Источники информацин, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРКо 331376, кл.05 Р 1/68, 1970,2. Авторское свидетельство СССР648969 Составитель Г, йамскаяТехред И, Ниймет Корректор В. Мельниченко Редактор Т. льн 57/45 ком Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Тираж 1014 ЦИИИПИ Государственно по делам изобретен 13 ОЭ 5, Москва, Ж 35, Подписноетета СССРрытийкая наб., а. 4