Устройство для автоматического регулирования конденсаторной батареи

(21) 4428462/24-07 (22) 23.05.88 (46) 15,06.90. Вил. ф 22 (71) Омский институт инженеров щелеэнодорожного транспорта (72) В,В.Петров и В,Г,1 ахов (53) 621,316.925 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР1029171, кл . 0 05 Г 1/70, 1981,Авторское свидетельство СССР1103215, кл, Ц 05 Р 1/70, 1982, (54) УСТ 10 ЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТ 1 ЧГС 1 ЮГО РГГУЛИРОВАНИВ 110 НДЕНОАТОРН 0 ВАТАР 1Н (57 Иэобретение относится к электро" технике и предназначено зззя автома- ГЬ тического управления емкостцыми компенсаторами в сетях переменного тока. 1 ель - повллезпзе точности компенсаФф с ции реактивной модцос".и,. ".то до ти"гается эа счет введения двух авто"геиераторцых преобзаэовтопе 5, 6и двух преобраэователей аплз.уды вколичество импульсов 8,9, где осузествляется ппеобраэовацие амплитудыпер вых Га 1 мозцк и рзжецця и тока сети в количестзо ик.пульсов, а в блоке12 вьчислеция 1 энного сдвига 12аналогичное преобраэовацпе в цицеро"вой код сдвига э между первыми гармониками цап 1 яжецня и тока, С пооью бл оков умоезия 3дезен. т14 и упавления 15 ,пзедеветсз оптимань цое э пачепзе емкости и з 1 орзззруется управление блоком тирнсторов 6,кот орые уст ан щи вают со отззетс тяуюзуз емкость конденсаторных батарей,2 э,п. з-л, 4 ил, 1571567Цзобретение относится к электротехо ке, а именно к устройствам уп"равл ния емкостными компенсаторамии се ях переменного тока с активноиидуктивной нагру экой,1 елью изобретения является повьппеиие точности компенсации реактивной мощности.Ня Лиг,1 приведена структурнаь схем устройства; на фиг, 2 ; схема прео раэователя амплитуды в количество и пульсов; на фиг. 3 - схема блока вычьсления фазового сдвига; ня фиг. 4 -. временные диаграммы преобразов теля амплитуды в количество им" пудсов,устройство содержит датчики перемен ого напряжения 1 и тока 2,фильтры 3 и 4 первых гармоник, автогенераторные формирователи 5 и 6, тактовый ген ратор 7, преобразователи 8 и,9 амп итуды в количество импульсов, счерчики 10 и 11 импульсов, блок 12 где 1; " время генерации формирователя в Если при этом частота генерации количество импульсов за время В 1 Ю -" .,вФ,. Тогда из (1)вычсления фазового сдвига, блок 13умнжения, блок 14 деления, блок 15управления в блок6 тиристоров,оильтр17 верхних частот, выпрямитель 18,Фильтр 19 нижних частот, пороговыйэлемент 20, схему 21 совпадения,схему 22 вь 1 деления переднего фронта,схму 23 выделения заднего фронта;ВБ.втриггер 24, схему 25 совпадения,счетчик 26 импульсов, сумматор 27,схму 28 вычитания,Принцип работы устройства основан,на,эведении автогенераторных преобразователей, представляющих собойоперационные усилители с небольшойнеПииейной положительной обратнойсвязью. Если входное напряжение превьйает некоторое фиксированное поро говое напряжение + У 1, (фиг.4),усилитель находится в насыщении; ЕС, лн 1 Ь,1 Ь.,р(, ои переходит врФим высокочастотной генерации,при"чем частота генер ации довольно стаибильна; так же как и величина 61 в вЕсли принять, что входной сигнал припвреходе через ноль изменяется линейно со скоростью Ч, справедливо сле 1дующее ур ав кение ву Ь = 2 Юрор, .2 М. ввГ (2)вв тогда время т, генерации из (1) 2 О 26 порЫ ьи агсв 1 пЦв( ) . ( ) При заполнении этого интервала импульсами стабильной частоты Гг от 25 внешнего генератора количество импульсов для тока и напряжения соот",ветственно2 Г . 6рор ,М =агсзтв в ; (4) 1 (в 1 Гг 1 д 0с,агс 1 с 3 (5) ,д"1 оскольку значения йд невелики, приближенно можно считать агсз 1 п кх, тогда иэ выражений(7) Запишем теперь выражения для реак тивной мощности нагрузки Ци конденсаторной батареи Й(8) И) Ц= 1 э.пЩ;гц= сы,где Ь- фа зо вый сдвиг между первыми гармониками тока и напряжения;С - емкость батареи, 55 Если фазовый сдвиг 6 д , количество импульсов частоты Г при этом ГгЬЦ (10) 2 лд в те, количество импульсов автогенераторного формирователя обратно пропорционально проиэвоцной входногосигнала, .то свойство формирователяпозволяет исклочи,ь из уравнения дляоптимальной емкости компенсатора вычисление производной и другие нелинейные операции, что существенно повыаает точность вычисления и повьвает быстродействие.Лействительно, пусть на входе формирователя синусоидальное входноенапряжениенгп бЦ 2 т Ы 1 17Г: учетом того, цто систем:1 кгттетт- .1 ру.г релктцццую мгчцтос ть, Агг млгт, цто. примерно соотпет.тяует уятпУ.тогда иАормулы (ГО) лунг лете я между ьоьеттлг 11 яреметти про хождегтя Илряжения тока через ттоль, уттгтгтпле.тся допнтттитепт цое время ыегтг- ду тглцлпом срл 6 лтьтнлця Аормировлте-. пя 5 ц котим срл 6 лтывлция Аормттрователя 6, Прохождетттге через ноль цапряжеция (токл ) соответствует серепице,гггп ггЦ11),попу" 1 яп ГЮгСогтгг =К -. (13)- 11, - - С й-, --Вырлжецие (13) и реализуется нпредгтожцтцом и зо 6 рет еци,Устройство работает спедующттм о 6 рлзом,С пьгходоп длтсиков цлпряжецияи тока 2 яьтгтеляются первые гармоцики 1 пг.трам 1 3 и 4, которые с помопп,ю лнтогецерлторцых Аормиронлтелей 5 и б црео 6 рлзукгтся к виду,ттоклЗацОМУ ца ггтГ,4 а (для ИЛГЛядцОГтИяысокочлстотцая гецерлция показлцлуспонцо). Высокочастотные импульсывыделяют.Я Аючьтром 17 (Аиге 46)ныпрямпяются детектором 18 (Аиг, 4 н),сглаживаются Аильтром 19 (1 гиг.4 г)и прео 6 рлэ уют с я по роговым эп ементом20 (Аиг. 4 д) я импульсы, длительность которых 5 1 определяется выражецием (3). С помощью схемы 21 совпадеиия длительность преобразуется вколичестве импултгсов в соответствиис выражециями (4) и (5).Одновременно передним Ароцтом импульса (Аиг. 4 д) от гтрео 6 рлзоватегтяЯ (второй выход) через ди 1 йереццирующую цепочку и диодсхемы 22 ньтдегтения переднего Ароцта триггер 24 устаиавлинается н едицииу, схема 25 совпадения открывается, и через цее цавход счетчика 26 поступают импульсытактовой частоты, Задним Ароцтом импульса от преобразователя 9 черезсхему 23 вьтдепевия заднего,Ароитатриггер 24 закрывается, Поспе этогосчетчик 26 эаАксирует количествоимпульсов отеле Цие 1, + в25- Гс рр с,а 2 С ломочью схемы 13 умцожеция осу-тгтестнгтяется гц тггсгтетге прогтзт едеилГ М л схемы депея 14 - окогггл в3 О тельцое вьгциспецие отгттгьггггтт.того зцачения емкости н соответствии с выра-.жецием (13), ПопУцеццое зцлцецие Св служит дпя упрлцлецця через схему 15, Лпоком тиристоров, который цзмецяет емкость.35 .Фо р м ул л и з о 6 р е т е ц и я 1. Устройство ггггя лгтомлтицеского регулиронлгтия коцдецслториой 6 аЕа" 40 РЕИ, СОДЕРжаЩЕЕ ГОДКГЮЧЕ 11 ГГЬГЕ К СЕТИперемеццого тока длт гтгки тока и илп-ряжЕНИя С ПрСОЕдццЕцтпьМИ К ИХ ВЬтХОдам Адырами первых глрмоцик, блокумножения, выход которого снязац с 45 первым входом блока деления, ньгходкоторого через 6 пок упрлцпецця тирцсторами и блок тиристоров соединен свходом регупцронлцггя еьтгосттг коцдецсаторцой батлрец, о т и и ц л ю - 50 щ е е с я тем, цто, с целью ттовьттттеция точности комггецсап, оцо сца 6"жено первымвторым лнтогецерлторными Аормггронателгьтг, первым ц вторым преобраэонлтелями лтгпгггтудьт в 55, количество импульсов, двумя счетчиками имгтупьсон, блоком ггг тцспецияАазового сдвига ц тлктогьтм гегетгатором, причем, ньгход Альтрл центой глр. МОНИКИ тОКа СОРгтт 1 Етт ЦЕРЕЗ ПЕРГмй Ц= Цц,откуда подставляя тместо 1,Т их ць 1 глжР 1 птя ттз (6), (7) и ( цм Формула (14) имеет следующй смысл фкроме желаемого числа 1, которое,поцацки ныгокоцлстотцой гецерлди (Аг,46), л ее можно определить только после окоцапя пачки. Ппя того, что 6 ьт исключить нтгрой член в выражеци(14), опредгляющий иогрещиость, достлточцо иросуммровать нсе импульсы Г и отдельно подсчитатьи Гв, после чего вычесть половигу суммтг ГГ+тгз 1Зцлце 1 ц 1 е сутзсгг ". - -д , попсцитыва ется судтьвтором .7, тобы взять полу" сугму дос глтогцо сь г тить ц рлзргтд вправо попуцеццую пепину, Схема пьгЧИТЛЦИЯ ПРО 11 ЗНОДГТ ОГГОЕГГЛТРЛЬ 11 ОЕ Вьтантог ен ер ат орцый формцрпээ;эт еээь с первым входом первого преобразователя амплитуды в количество цмцульсоээ, первый выход которого через перээый счетчик импульсон соединеи с первым5 входом блока вычисления Аазового сдвига, второй его выход связан с вторым входом последнего, выход Ьн 3 ьтра первой гармдцики напряжения присоединен через второй антогецератфньэй д)ормирователь с первым входом вэорого преобразователя амплитуды в количество импульсов, перньэй вход которого через второй счетчик импуль-сов подключен к третьему входу блока в исленйя Фазового сдвига. второй 8 о выход соединен с четвертым входом п следнего, выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом блока умноэкения, а выход второго советчика - с вторым входом блока г;елния, выход блока нычислепия сказового сдвига подэцпачен к второму входу блока умножения, причем выход 25 тактового генератора присоединен к вгорыи входам первого и второго преобраэоватмей амплитуды в количест=во импульсов и к пятому нходу блока вычисления фазового сдвига. 30 2. устройство по п,1, о т л иа ю щ е е с я тем, что преобразователь амплитуды в количество импульсов состоит иэ последовательно спедцээеэцэьэх яьпьтрэ ээерхцих частот выпрямителя, Аипьтрл ээижээих частот и пгэрогоного элемента, ныход которо го цодключец к церяому входу схемы сонпацеээия, причем вход эээипьтра верхних частот и второй вход схемы совпадения являя)тся соотнетстнеццо первым и вторым входами преобрлзова" теля, выход схемы совпадения и выход порогового элемента - соответственно первым и вторым,выходами преобразователя3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю эц е е с я тем, что блок вычислении базового сдвига соперэкит схему выделения переднего Аранта, подключенную к Л-входу триггера, схему выделения заднего фронта, сцязацээуэо с Б-входом триггера выход последнего соединен с перпым входом схемы совпадения, выход которой через счет" чцк импульсов присоединен к первому входу схемы вычитания, нторой вход которой подключен к выходу схежэ сложения, причем вход схемы выделения переднего Ароцта, первый вход схемы сложения, вход схемы выделения заднего Ароцта, нторой вход схемы сложе- . ния ц второй вход схемы совпадения являются соотнетстненцо перным,нторьм, третьим, четвертым и пятым входами блока вычисления Аазоного сдви" га. а выход схемы вычитания - выхо.,ом ньпээеупомлцутого блока.1571567 Сос та вит ель В, Кл ещенк о едактор Т,Лазаренко Техред Л.Сердюкова Корректор ИСамборскаяодписное аж 653 омбинат "Патент", г.ужгород, ул. а гарина, 1 О вен но-издательски Яроиэво Закаэ 2477 ПИИПИ Госу твенног 113035 омнтетаосква,изобретения5, Раушская и открытиям лрн ГК 11 Т ССС 1б д. 4/5