Способ управления индуктивно-емкостным реактивным элементом

(71) Научно-исстут по передачестоянным током(53) 621.316 (О юл. Р 35 едователь ии инстигии поектроэн ысокого н ч, В.А.Ан .А.Иванче ряжения роноко 8.8 мощности в Энергия,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Великов В.А, и др, Статические источники реактивнойэлектрических сетях. - М1975, с. 136.Моначези Л. Быстродействующая передача радиотелеграфических сигналовна весьма низких частотах. - Зарубежная радиоэлектроника, 1965, У 10,с. 3-22,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКТИВНОЕМКОСТНЫМ РЕАКТИВНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ(57) Изобретение относится к регулируемым с помощью ключей реактивнымэлементам, используемым в частностидля компенсации реактивной мощйостинагрузки преобразователей. Цель -расширение диапазона регулирования путем обеспечения возможности изменения характера эквивалентного сопротивления и компенсации третьей гармоники. Индуктивно-емкостным реактивным элементом в цепи переменного тока управляют путем его шунтирования ключами, при котором контролируют сдвиг по Фазе между первыми гармониками тока и напряжения и в зависимости от этого сдвига управляют эквивалентным по первой гармонике сопротивлением реактивного элемента путем регулирования интервалов шунтирования. Контролируют амплитуду первой гармоники напряжения и тока, по которым получают измеренное сойротивление реактив- а ного элемента. Контролируют знак амф плитуды третьей гармоники напряжения, определяют разность между заданным и измеренным сопротивлением реак- Се тивного элемента, которую приводят к сопротивлению индуктивного элемента. Интервал шунтирования выбирают итерационным методом, прибавляя или отнимая приращение углов включения шунтирующих ключей в зависимости от приведенной разности и амплитуды третьей гармоники. 3 ил.интервале, когда оно меньше единицы, но заданное значение эквивалентного приведенного сопротивления заключено в пределах от единицы до значения равного разности единицы и отношения или в пределах от нуля до значения равного отношению, взятому со знаком минус, в зависимости от знака плюс или минус разности соответственно отнимают или прибавляют положительное приращение к углу , включения ключа 5, шунтирующего емкостный элемент 4, а в зависимости от знака плюс или минус амплитуды третьей гармоники при необходимости иметь угол К включения ключа 3, шунтирующего индуктивный элемент 2, больше 7/6, со- ответственно прибавляют или отнимают приращение, а при необходимости иметь Угол м включения ключа 3, шунтирующего индуктивный элемент 2, меньше 7/6, соответственно отнимают или прибавляют приращение.В интервале, когда отношение (6) больше трех, определяют значения эквивалентных приведенных сопротивлений, соответствующих минимуму или максимуму.В случае, если заданное значение эквивалентного приведенного сопротивления должно располагаться в интервале,.где возможно изменение заданного значения сопротивления от значения эквивалентного приведенного сопротивления, соответствующего минимуму, до единицы, в зависимости от знака плюс или минусамплитуды третьей гармоники соответственно прибавляют или отнимают положительное приращение к углувключения ключа, шунтирующего емкостный элемент 4, а в зависимости от знака плюс или минус разности соответственно прибавляют или отнимают приращение к углу Кь включения клю-, ча 3, шунтирующего индуктивный элемент 2. Если заданное значение эквивалентного приведенного сопротивления должно располагаться в интервале, где возможно изменение заданного значения сопротивления от значения эквивалентного приведенного сопротивления, соответствующего минимуму, до нуля, в зависимости от знака плюс или минус амплитуды третьей гармоники соответственно прибавляют или отнимают приращение к углу с, включения ключа 5,39744шунтирующего емкостный элемент 4, а в зависимости от знака плюс или минус разности. соответственно отнимаютили прибавляют приращение к углу ьвключения влюча 3, шунтирующего индуктивный элемент 2.Если заданное значение эквивалентного приведенного сопротивления долж 10 но располагаться в интервале, гдевозможно изменение заданного значения сопротивления от эквивалентногоприведенного сопротивления, соответствующего максимуму, до значения,15 равного разности единицы и отношения,в зависимости от знака плюс или минус амплитуды третьей гармоники соответственно отнимают или прибавляютположительное приращение к углу а.20 включения ключа 5, шунтирующего емкостный элемент 4, а в зависимостиот знака плюс или минус разности соответственно отнимают или прибавляютприращение к углувключения клю 25 ча 3, шунтирующего индуктивный элемент 2,Если заданное значение эквивалентного приведенного сопротивления должно располагаться в интервале, где30 возможно изменение заданного значениясопротивления от значения эквивалентного приведенного сопротивления, соответствующего максимуму до значения, равного отношению, взятому сознаком минус, в зависимости от знакаплюс или минус амплитуды третьей гармоники соответственно отнимают илиприбавляют положительное приращениек углу ы включения ключа 5, шунти 4 рующего емкостный элемент 4, а в зависимости от знака плюс или минусразности соответственно прибавляютили отнимают приращения к углу Ыьвключения ключа 3, шунтирующего ин 45 дуктивный элемент 2,Устройство (фиг.2) предназначенодля цифрового управления шунтирующими ключами 3 и 5. В качестве управляемых силовых шунтирующих ключейприменены мостовые выпрямители 7 и 8с включенными в их диагонали силовымитранзисторными ключами 9 и 10. Возможны также применение полностью управляемых тиристоров или установка55встречно-параллельных тиристоров сэлементами искусственной коммутации.Входной информацией для микро-ЭВМв режиме автоматического регулирования являются сигналы, поступающие от5 133974 трансформатора 6 тока и делителей 13 и 14 напряжения. Один из делителей подключен параллельно реактивному элементу, а второй параллельно индуктивному элементу 2. Эти сигналы поступают на вход электронно-оптического передающего блока 15 и по трем светоканалам передаются на входы электронно-оптического приемного бло ка 16, Оба блока линейной оптической передачи сигналов работают в двух режимах: передачи сигналов и калибровки. Переключение в режим калибровки производится по сигналу от блока 23 15 управления и синхронизации. Этот сигнал передается по четвертому каналу оптической связи в оптико -электронный передающий блок 15 и переключает его входы на выходы стабилизированного 20 по амплитуде и частоте внутреннего генератора. Результат измерения сигналов в этом режиме заносится в опе" ративную память микро-ЭВМ 24 и учитывается в циклической программе управ ления при вычислении величины углови о, шунтирования индуктивного элемента 2 и емкостного элемента 4.В блоке 17 фильтров установлено четыре полосовых фильтра, Фильтры ЗО обеспечивают выделение основной и третьей гармоник входных сигналов. Сигналы первой гармоники тока и напряжения на реактивном элементе выпрямляются в двухканальном блоке 19 амплитудных детекторов, и полученная величина преобразуется в цифровой код в блоке 20 аналого-цифрового преобразования. Значения напряжения и , тока по системной шине 26 устройства 40 заносятся в оперативную память микро- ЭВМ 24 и могут быть выведены через буферный накопитель информации адаптера 25 на внешнюю интерфейсную шину устройства. Сигнал третьей гармоники 45 напряжения на индуктивности поступает от блока 17 на вход регистратора 18 фазового совпадения, Амплитудные селекторы этого блока обеспечивают зону нечувствительности канала 5 О регулирования по величине сигналов и их Формирование для последующей обработки.Алгебраическое суммирование сигналов дает возможность определить фазовый сдвиг сигналов относительно друг друга.Если фазы сигналов совпадают, то на выходе регистратора 18 устанавли 46вается цифровой сигнал одиночного уровня, если сигналы находятся в противофазе, - сигнал нулевого уровня. Если хотя б один из входных сигналов меньше порога срабатывания амплитудных селекторов, выход блока переводится в третье состояние.Блок 22 программируемых таймеров обеспечивает формирование двух импульсных последовательностей импульсов управления транзисторами шунтирующих ключей 9 и 10. Непосредственно на базы транзисторов импульсы поступают с выходов импульсных усилителей 11 и 12.Таймеры работают в режиме терминального счета, формируя на своем выходе единичный уровень напряжения в момент вычитания числа, помещенногосчетчик. Сигнал разрешения счета и тактовые счетные импульсы поступают к ним от блока 23 управления и синхронизации. Передний фронт сигнала разрешения счета и первый тактовый счетный импульс синхронизированы между собой и совпадают с моментом перехода через ноль силового тока. Последовательная перезагрузка счетчиков таймеров блока 22 производится после окончания текущего счета параллельным побайтовым считыванием информации из буФерного регистра с накопителем. Вычисление величин углов регулирования производит микро-ЭВМ 24, Она обеспечивает загрузку информацйи о величине исходных углов К и К шунтирования в накопителе блока 22 программируемых таймеров, калибровку через данный интервал времени цепей измерения параметров со считыванием информации и вычислением поправок, измерение параметров сигналов их считывания и вычисление углов регулирования С и О с учетом заданного шага их изменения: загрузку с перезаписью информации в .накопители блока 22 программируемых таймеров, внешний обмен информацией через адаптер 25 внешнего интерфейса с буферным накопителем информации.Например, для первого из описанных законов управления величина угла шунтирования емкостного элемента 4 с, уменьшается при увеличении величины расстройки приведенного к номинальному значению индуктивности со 7 1339 противления двухзвенного реактивного элемента и увеличивается при уменьше-. нии величины растройки. Величина угла шунтирования к индуктивного элемента 2 при а,Т/6 увеличивается при совпадении азы напряжения третьей гармрники на реактивном элементе и фазы третьей гармоники напряжения на индуктивном элементе 2 и 10 уменьшается, если фазы этих сигналов не совпадают. При ЫТ/6 угол шунтирования индуктивного элемента 2 уменьшается при совпадении фаз, а увеличивается при их несовпадении. 15 Изменение величины углов шунтирования производится дискретно по циклам через определенное число полупериодов силового тока с уменьшением вели чины последующего отклонения на каж дом шаге одного цикла в два раза и прекращается при достижении заданной зоны нечувствительности или по окончании текущего цикла.Приведенный алгоритм управления позволяет по командам оператора сигналами от общего пульта реализовать два основных режима: режим с постоянной, фиксированной величиной углов шунтированияи , и выводом инфор мации о необходимой величине их коррекции и режим с дискретным автоматическим регулированием углов шунтирования о и м и выводом информации о произведенной манипуляции, Это расширяет возможности устройства при его, использовании на стадиях наладки на 744грузки преобразователей с переменными параметрами.Формула изобретенияСпособ управления индуктивно-емкостным реактивным элементом в цепи переменного тока путем его шунтирования ключами, при котором контролируют сдвиг по фазе между первыми гармониками тока и напряжения и в зависимости от этого сдвига управляют эквивалентным по первой гармонике сопротивлением реактивного элемента путем регулирования интервалов шунтирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования путем обеспечения возможности изменения характера эквивалентного сопротивления и компенсации третьей гармоники, контролируют амплитуду первой гармоники напряжения и тока, по которым получают измеренное сопротивление реактивного элемента, контролируют знак амплитуды третьей гармоники напряжения, определяют разность между заданным и измеренным сопротивлением реактивного элемента, которую приводят к сопротивлению индуктивного элемента ивыбирают интервалы шунтирования итерационным методом, прибавляя или отнимая приращение углов включения шунтирующих ключей в зависимости от знакаприведенной разности и амплитуды третьей гармоники.1339744 Составитель А.Михайловедактор О.Юрковецкая Техред В.Кадар орректор Н.Король венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Произв Заказ 4236/48 Тираж 67 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Иосква, Ж, РаушПодписнокомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5