Стабилизированная трехфазная системапитания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 070878 (21) 2651852/24-07 Союз Саеетских Социалистических Реслублин(5)М К 3 с присоединением заявки Йо С 05 Е 1/44 Н 02 ) 3/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯИзобретение относится к электро-" технике и может быть использовано для создания образцовых параметров качества трехфазной сети (несимметрия и отклонение напряжений, смещение нейтрали и т.п.), необходимых как средство для .проверки различных . измерителей параметров качества и исследования влияния некачественной электроэнергии на работу всевозможных ее потребителей. Естественным источником параметров качества является 3-х фазная про" мышленная сеть, но йолученйе с 15 ее помощью калиброванных значений этих параметров практически не представляется возможным из-за наличия в сетях переходных процессов, приводящих к резким колебаниям напряже ний, большим нелинейным искажениям, колебаниям частоты и т.пИзвестны различные преобразователи числа фаз, применяемые дляпреобразования однофаэного напряже ния от автономного источника в трехфазное, содержащие активно-реактивные фазосмещающие элементы, число которых варьируется от одного до трех 11. 30 Однако в таких преобразователях имеющаяся нестабильность амплитуды и частоты однофазного генератора и коэффициентов передачи функциойальных блоков схемы, а такженаличие нелинейных искажений в выходных напряжениях номинальных уровней 100, 220, 380 В, обусловленных нелинейностями однофазного генератора и сумматоров, наводками и пульсациями питания, препятствует получению стабильной 3-х фазной систем)ю напряжений. й это)в свою очередь, при" водит к существенным колебаниям того или иного параметра качества (такого, как несимметрия, отклонение и колебание напряжений, смещение нейтрали), полностью определяемого изменениями напрйжений каждой фазы относительно номинальных значений.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является стабилизированная трехфазная система питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное с нулевым проводом, последовательно соединенные фазовращательи стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэффициентом передачи и выходным трансформатором вдвух фазах, стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэффициентом передачи и выходным трансФорматором в третьей фазе и узел индикации симметрии, выполненный в ви де последовательно соединенных сумматора, входами соединенного со вторичными обмотками выходных трансформаторов, избирательного усилителя и индикатора 2.В известном устройстве регулировкой фазовращателей можно осуществлять за дание несимметрии. Однако при изменении на величину + д Ч фазовог 0 о угла одного из фазовых напряжений О 8 или О 0равных по амплитуде номиналь- Сному напряжению О н и имеющих о, 15 носительно О 4 фазовые углыУ 8=Я: ф0значение несймметрии О зависит от Ь Нелинейность выраженной зависимости,нестабильность фазового угла, обусловленная нестабильностью амплитудыи частоты однофазного генератора, и трудность обеспечения плавной и точной регулировки фазового угла не позволяют достичь высокой точностизадания несимметрии. Кроме того, известное устройство не обладает воз можностью задания других параметров качества (например, отклонение напряжений, смещение нейтрали и т.п,).Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устрой Ьтва путем получения нормированных параметров качества трехфазного источника.Поставленная цель достигается тем, что в устройство в канал каждой фазы введено два регулируемых делителя,напряжения, один из которых соединен со вторичной обмоткой соответствующего выходного трансформатора, прерыватель, выход которого соединен с входом второго из регулируемых делителей, избирательный узелсравнения, состоящий из последовательно соединенных вычитающего узла, входом соединенного с выходами указанных регулируемых делителей напряжения, избирательного усилителя, синхронного детектора и сглаживающего Фильтра, соединенного с другим входомстабилизатора переменного напряженияканала, причем управляющий вход синхрониого детектора в каждом каналенепосредственно, а прерывателя через введенный ограничитель, соединен со вторичной обмоткой выходного трансформатора этого канала, кроме того сигнальный Вход каждого прерывателя 60 соединен с Выходом введенного общего для всех каналов опорного элемента постоянного напряжения.На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы. 65 Устройство содержит преобразователь 1 однофазного напряжения втрехфазное, регулируемые фазовращатели 2 и 3, стабилизаторы 4-.6 переменного напряжения с изменяемымкоэффициентом передачи, выходныетрансформаторы 7-9, узел индикациисимметрии, включающий сумматор 10,избирательный усилитель 11, индикатор 12, регулируемые делители 13 и14, 15 и 16, 17 и 18 напряжения,избирательные узлы сравнения, состоящие иэ вычитающих элементов 19 - 1,избирательных усилителей 22 - 24,синхронных детекторов 25 - 27 и сглаживающих фильтров 28 - 30, прерывателей 31 - 33, ограничителей уроння 34 - 36 и опорного элемента 37постоянного напряжения. Зажимы вторичных обмоток выходных трансформаторов являются выходами трех фазА, В, С (38 - 40) системы.С выхода преобразователя 1 однофазного напряжения в трехфазноеодно напряжение непосредственно, адва других через регулируемые фазовращатели 2 и 3, поступают на стабилизаторы 4-6 с выходными трансформаторами 7-9 и поддерживаютсянеизменными на номинальном уровне,после чего они суммируются с помощью сумматора 10, основная гармоника результирующего сигнала с выхода которого выделяется избирательным усилителем 11 и Фиксируется индикатором 12. Поочередной регулировкой фазовращателя 2 и 3 добиваютсянулевого показания индикатора 12,что соответствует достижению полнойсимметрии трехфазной системы напряжений на выходных зажимах 38-40,В дальнейшем, имея симметричнуюсистему напряжений, посредством изменения коэффициента передачи делителей 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18напряжения можно задавать с высокойточностью требуемые значения несимметрии и отклонения напряжений, смещение нейтрали. Так, для заданиянесимметрии и смещения нейтрали достаточно регулировать коэффициентпередачи К делителя напряжения в одной из Фаэ, поскольку несимметрияО и смещение нейтрали О относительно номинального фазного напряжения ОН при этом равныОК. 00 оОН ОН УНаличие делителей напряжения во всехФазах дает воэможность при равенстве их коэффициентов передачи К 4 =КВ=.С=К =К ) задавать отклонение напряжения дО от номинального значения Оч т е=Ь-К) 100,и, кроме того, изменять Фазу вектора несимметрии и смещения нвйтрали2 Хна фиксированное значение -. путемизменения коэфФициента передачи водной из фаз при неизменном егозначении в двух других Фазах.Для поддержания: стабильным значения задаваемогопараметра качествасинусоидальные сигналы с делителей13, 15 и 17 напряжения сравниваютсяпо первой гармонике с прямоугольнымиопорными сигналами на выходе делителей 14, 16 и 18 напряжения посредством избирательных узлов сравнения,состоящих из вычитающих элементов19-21, избирательных усилителей 2224, синхронных детекторов 25-27, исглаживающих фильтров 28-30. Прямоугольные опорные сигналы Формируются путем коммутации высокоста 15бильного нагряжения опорного элемента 37 с помощью прерывателей 3133, управляемых выходными напряжениями Фаз А, В, С через ограничители уровня 34-36. 2 ОПри переключении коэффициента делителя напряжения в любой из .Фазна выходе избирательного усилителятракта сравнения возникает сигнал рассогласования, который синхронно детектируют и после сглаживающегоФильтра используют для изменениякоэффициента передачи стабилизаторатаким образом, чтобы сравниваемыесигналы стали равны по амплитудамосновных гармоник. Точность заданияпараметров качества в калибраторепри достаточно большом коэффициентеусиления избирательных усилителейтрактов сравнения полностью определяется стабильностью делителейнапряжения и точностью установлениясимметрии, Если в качестве делителей напряжения используют прецизионные микропроволочные резисторы класса 0,01 типа С 5-58, С 5-55 и т.п. 40и симметрируют номинальную системунапряжений по основной гармоникедо уровня единиц милливольт, чтореализуется без особых трудностей,погрешность калибратора не превышает0,1.Использование новых элементовпрецизионных делителей напряжения,одного опорного элемента и трех прерывателсй, а также избирательныхтрактов сравнения в каждой Фазе,состоящих из вычитающего устройстваизбирательного усилителя, синхронного детектора, и сглаживающегоФильтра, выгодно отличает предлагаемую систему от известной, поскольку 55иэ-за получения однозначной зависимости параметров качества от регулируемых фазовых напряжений, высокой точности регулирования коэф. -Фициента передачи делителей напря- щожения и полного исключения погрешностей известной системы в значительной степени повышается точность задания нормированных значений параметров качества и расширяются Функциональные возможности устройства.Формула изобретенияСтабилизированная трехфазная система питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное с нулевым проводом, последовательно соединенные фазовращатель и стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэффициентом передачи и выходным трансформатором в двух фазах, стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэфФициентом передачи и выходным трансформатором в третьей Фазе и узел индикации симметрии, выполненный в виде последовательно соединенных сумматора, входами соединенного со вторичными обмотками выходных трансФорматоров, избирательного усилителя и индикатора, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения нормированных параметров качества трехфазного источника, в канал каждой Фазы введено два регулируемых делителя напряжения, один чз которых соединен со вторичной обмоткой соответствующего выходного трансформатооа, прерыватель, выход которого соединен со входом второго из регулируемых делителей, избирательный узел сравнения, состоящий из последовательно соединенных вычитаю- щего элемента, входом соединенного свыходами указанных регулируемых делителей напряжения, избирательного усилителя, синхронного детектора и сглаживающего Фильтра, соединенного с другим входом стабилизатора переменного напряжения канала, причем управляющий вход синхронного детектора в каждом канале непосредственно, а прерывателя через введенный ограничитель, соединен со вторичной обмоткой выходного трансформатора этого канала, кроме того, сигнальный вход каждого прерывателя соединен с выходом введенного общего для всех каналов опорного элемента постоянного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Адаменко А.И. и Кисненко В.И.Преобразование однофазного тока вмногофазный. Киев, "Техника", 1971,с.87-100.:2.Авторское. свидетельство СССРпо заявке Р 2577569/07,кл. Н 02 3 3/26,1978,