Устройство устранения обратных потоков энергии

. ключателя 19 режимов работы, на второйвход которого подается выход второгокомпаратора 16, вход которого подключен к выходу первого датчика 12 напряжений, параллельно включенного междувентильным преобразователем 1 и нагрузкой 9. Вход третьего компаратора 17подключен к выходу второго датчика 11тока, включенного в цепь нагрузки 9, а 10,его выход соединен е третьим входомпереключателя 19 режимов работы, чет вертый вход которого подключен к выхо ду четвертого компаратора 18, вход: которого соединен с выходом сумматора 1514, на неинвертирующий вход которогоподается сигнал с, выхода первого датчика 12 напряжения, а его инвертирующий вход подключен к выходу второгодатчика 13 напряжения, параллельновключенного между вентильным преобразователем 1 и генератором 10.Переключатель 19 режимов работы(Фиг. 2) содержит дешифратор 20 ипять усилителей-Формирователей 21-25. 25В переключатель 19 режимов работыдвоичный код, Формируемый компараторами 15-18 через клеммы А, В, С и 3,поступает на вход дешифратора 20, первый выход 26 которого через усилительформирователь 21 подключен к .управляющему электроду кгдочевого коммутатора6. Второй выход 27 дешифратора 20 через усилители-формирователи 22 и 23подкгдочен к управляющим электродамключевых коммутаторов 2 и 3, а еготретий выход 28 через усилители-фор -мирователи 24 и 25 соединен с управляющими электродами ключевых коммутаторов 4 и 5,40 На фиг. 3 приведены следующие временные диаграммы произвольной несинусоидальной формы, позволяющие пояснить принцип действия предлагаемого 45 устройства в составе системы генератор - нагруэкаф 29 - диаграммы напряжений Ц, (с) генератора 10 и тока я нагрузки 9; 30 - диаграмма мгновенной мощности Рн нагрузки 9; 31 диаграмма тока х Ар(й) дросселя 7;32 - диаграмма работы группы кгдочевых коммутаторов 2 и 3; 33 - диаграмма работы группы ключевых коммутаторов 4 и 5; 34 - диаграмма работы ключевого коммутатора 6; 35 - диаграмма тока д генератора 10; 36 - диаграмма мгновенной мощности Р генератора 10. Устройство работает следующим образом,Датчики 8 и 11 тока и датчики 12 и 13 напряжения, формируют сигналы соответетвенноЦ, =Ю;, р; и; (с) =А (с); П =с(,;ияИ) и ц (с) =о(ц Бг(с), гдес(; 0(;,Ыд,и ,(у - определяются конструкцией датчиков. Эти сигналы поступают на компараторы 15-1.7 непосредственно, а на компаратор 18 - через сумматор 14,Сумматор 14, на неинвертирующий вход которого поступает сигнал Бц,(С); а на пнвертирующий вход - сигнал Бц,формирует напряжение Бс(1) = 00(1)- Бн (С), которое поступает на компаратор 18.Компаратор 15 определяет моментывремени, когда мгновеиное значениетока 1 др(г.) дросселя 7 положительно,отрицательно или равно нулю. Сигналыс комларатора 15 поступают на клеммуА переключателя 19 режимов работы,Компаратор 16 определяет моментывремени, для которых мгновенное значение напряжения Ин(Т) нагрузки 9 положительно, отрицательно или равнонулю. Сигналы с компаратора 16 поступают на клемму В перекгдочателя 19режимов работы,Коиларатор 17 определяет моментывремени, когда мгновенное значениетоканагрузки 9 положительно,отрицательно или равно нулю. Выходныесигналы комларатора 17 поступают наклемму С переключателя 19 режимовработы.Комларатор 18 определяет моментывремени, когда разность мгновенныхзначений напряжения Бн(Т) нагрузки 9и напряжения генератора 10 положительна, отрицательна или равна нулю,Выходные сигналы компаратора 18 поступают на клемму 0 переключателя 19режимов работы., Сигналы логической "1", поступающие через клеммы А, В и С с компараторов 15-17 на дешифратор 20, соответствуют нулевым значениям аналоговыхвеличин токов и напряжения, а сигналы логического "О" - нулевым значениям. Сигналы логической "1", поступающие через клемму 0 с компаратора18 на дешифратор 20, соответствуютотрицательному значению напряженияЦс(с), т.е. когда Он1юг1 .асигналы логического "О" - положитель 580486ному цлц равному нулю значению напряжения Бс, т.е, когда 1 П н (г.) 7и,( ),В связи с тем, что сигнал, поступающий на клемму Р, зависим от сигнала, поступающего на клемму В, некоторые входные двоичные коды дешифратора 20 не имеют место при данной логике работы схемы (например, цззначения В = 0 следует Цн(Г)О,а цз значения В = 1 следует 10 н 1сБа(С), что невозможно). Поэтомутаблица истинности работы дешифратора 20 в соответствии с возможнымивходными двоичными кодами имеет.следующий вид: Входы31( Выходы К 1 К 2 КЗ А В С 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 01 1 1 0 01 1 0250 0 0 0 1 0 0 1 1301 П р и м е ч а н и е. Знак "1" обозначает наличие сигнала; "0" - отсутствие сигнала;- сохранение предыдущего 35 состояния; - - отсутствие таких выходных кодов и соответствующих им аварийных режимов (аварийное отключение нагрузки и аварицное отключение генератора) при работе устройства. 40 Сигналы логической "1" с клемм 26 (К 1), 27(К 2), 28(КЗ) и дешифратора 20 через усилители-формирователи 21-25 отпирают полностью управляемые ключевые коммутаторы 2-6 соответственно,а сигналы логического "0" их запирают.При таком алгоритме работы переключателя 19 режимов работы существует восемь интервалов на периоде Т работы 5 р системы генератор-нагрузка, в сечение которой подключено предлагаемое устройство,На интервале 1 (, ) переключатель 19 режимов работы замыкает ключе-. вые коииутаторы 2 и 3 (коммутатор 6 по предыдущему состоянию замкнут), обратный ток нагрузкй 9, возникающий при разной полярности напряжения и тока па нагрузке 9, направляется в дроссель 7, тем самым снижается его поток в генератор 10.При достижении тока д(й) нагрузки 9 пулевого значения переключатель 19 режимов работы в соответствии с описанным алгоритмом запирает ключевые коммутаторы 2, 3 ц 6 и отпирает ключевые коммутаторы 4 ц 5. Этот режим соответствует интервалу 11 (Т, ) на котором ток 1 др(Т) за счет самоцндукции дросселя 7 возвращается только в нагрузку 9, а возможность броска тока дросселя в генератор исключается закрытым ключевым коммутатором 6,При потреблении нагрузкой 9 накопленного тока дросселя 7 наступает момент М, когда напряжение Уй(1) на нагрузке 9 станет меньше напряжения У генератора 10. В этот момент переключатель 19 режимов работы отпирает ключевой коммутатор б, т.е. вновь подключает генератор 10 к нагрузке 9. Этот режим соответствует интервалу 11 Т (а,ъ)В оиент э ток дросселядр уменьшается до нулевого значения и переключатель 19 режимов работы отключает ключевые коммутаторы 4 и 5 и нагрузка 9 потребляет полный ток Г генератора 10. Этот режим соответствует интервалу ТЧ (З, г),Прц изменении полярности напряжения Б- генератора 10 (момент ) процессы повторяются с учетом отрицательной полярности напряжения Бг(С).Таким образом, благодаря использованию предлагаемого устройства эффективно устраняются обратные потоки энергии в системе генератор - нагрузка. Кривая мгновенной мощности генератора имеет интервалы времени(Рг(С) с О, для которых обратные потоки энергии значительно ниже (фиг. 3). Основная функция предлагаемого устройства - устранение обратных потоков, энергии в системе генератор - нагрузка при несцнусоидальном харак-. тере токов и напряжений.Применение устройства позволит улучшить энергопотребление в энергосистеиах путем устранения или существенного уменьшения влияния обратных потоков энергии на работу элементов систем (в частности, генераторов).Ф о р м у л а изобретенияУстройство устранения обратных потоков энергии, включаюцее вентильный преобразователь в виде четырех полностью управляемых ключевых коммутаторов с двусторонней проводимостью, включенных по мостовой схеме, в одну диагональ которой включен дроссель-реактор, а узлы другой диа гонали служат для подключения к ге, нератору и нагрузке, переключательрежимов работы, снабженный входами и ,.выходами и содержаций четыре усилителя-формирователя выходы которых 15Уявляются выходами переключателя режимов работЫ и подключены к управляющим электродам ключевых коммутаторов , вентильного преобразователя, два датчика тока, датчик напряжения, три рО компаратора, причем вход первого компаратора подключен к выходу первого датчика тока, включенного в цепь дрос, селя, а его выход соединен с первымвходом переключателя режимов работы, 5 к второму входу которого подключен выход второго компаратора, вход которого подключен к выходу датчика напряжения, параллельно подключенного к выходу вентильного преобразователя, и 30 вход третьего компаратора соединен с выходом второго датчика тока, включенного в выходную цепь, а его выход подключен к третьему входу.переключателя режимов работы, о т л и ч.а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности срабатывания в цепях снесипусоидальными Формами токов инапряжений, в него введены второйдатчик напряжения, пятый полностью управляемый ключевой коммутатор с двусторонней проводимостью, сумматор,четвертый компаратор, а в переключатель режимов работы введены дешифратор и пятый усилитель-формирователь,причем пятый ключевой коммутатор включен между генератором и вентильнымпреобразователем, неинвертируюцийвход сумматора соединен с выходомпервого датчика напряжения, а ицвертируюций вход сумматора подключен квыходу второго датчика напряжения,подключенного к зажимам генератора, выход сумматора соединен с входом четвертого компаратора, выход которогоподключен к четвертому входу переключателя режимов работы, входы которогоявляются входами дешиФратора, первыйвыход которого подключен к входу пятого усилителя-Формирователя, выходкоторого, являюцийся пятым выходомпереключателя режимов работы, соединен с управляюпим электродом пятогоключевого коммутатора, к второму итретьему выходам дешиФратора попарноподклочены входы первых четырех усилителей-Формирователей.1580486 Кнлючуб кюочу 2 30 Составитель Г. ДамсРедактор С. Пекарь Техред Л.Олийньп. Кррекор М. Пож каз 2019 Тираж 418 ПодписноеНК 4 ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10