Способ регулирования переменного напряжения на трехфазной нагрузке

.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Казанский филиал Московскогоордена Ленина и ордена ОктябрьскойРеволюции энергетического института(56) Авторское свидетельство СССРВ 370600, кл, Н 02 М 5/06, 1967.Патент ФРГ У 2108347,кл. Н 02. Р 13/30, 972,(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕ -МЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРЕХФАЗНОЙНАГРУЗКЕ путем поочередного подключения выводов для подключения фаз нагрузки к выводам для подключения фазных напряжений питающей сети, циклически чередуя на периоде регулирования, длительностью больше периода питающего напряжения, комбинации из фазных и нулевых значений напря-:жений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, , что, с целью увеличения коэффициентамощности и числа ступеней регулирования, поочередно подключают каждую фазу нагрузки или две последовательно -соединенные фазы нагрузки к выводам для подключения линейных напряжений питающей сети, при этом циклически чередуют на периоде регулирования комбинации из величин линейных, фазных, половины линейных и нулевых зна-чений напряжений/Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике и электротехнологии, иможет быть использовано для регулирования напряжения на трехфазных приемниках электрической энергии со эначительной инерционностью, напримерпечи сопротивления и другие промышленйь 1 е" электротермические установки.Целью Изобретения является увеличение коэффициента мощности и числаступеней регулирования.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства на ключевых элементах(симисторах), позволяющего реализовать данный способ при питании оттрехфазной сети с нулевым проводом;на фиг,2 - то же, без нулевого провода; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющие данный способ, накоторых даны напряжения на нагрузкедля различных вариантов состоянияключей,Устройство фиг,1) содержит фазы 1, 2 и 3 нагрузки, выводы 4,5и 6 для подключения фаз питающейсети, выходные выводы 7-12 устройства, между которыми включены соответствующие фазы 1,2,3 нагрузки.Между соответствующими парами выходныхвыводов 7,12, 9,8, и 11,10 включеныключи на симисторах 13,14 и 15. Ключи на симисторах 16,17 и 18 включенымежду нулевым выводом 19 и соответствующими выходными выводами 8,10и 12,Устройство по фиг.2 отличаетсяот устройства по фиг.1 отсутствиемнулевого вывода 19.Как видно из диаграммы фиг.З, врезультате циклического включенияотключения ключей 13-18, результирующая кривая напряжения на фазах1-3 нагрузки в течение одного циклапериода регулирования состоит из отрезков синусоидальных напряженийразличных амплитуд, Эти амплитудынапряжений принимают величины О, 3/2,1, 13 от амплитудного значения фазного напряжения источника питания1 ИФ 1. Изменяя с помощью ключей 13-18длительность укаэанных отрезков напряжения, можно регулировать эквивалентное (действующее) значение напря.жения на нагрузке на периоде регули рования.В табл,1 приведены возможные варианты включений ключей 13-18. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Чередуя указанные варианты на периоде регулирования, можно получить-различные значения эквивалентного нап" ряжения на нагрузке. При наличии трехфазной сети с нулевым проводом работа всех фаз нагрузки происходит независимо и схема(фиг,1) позволяет получить большеечисло вариантов формирования результирующей кривой напряжения на нагрузке(фиг.За, ЗВ, З, З, За, 3), Зц, Зк),В трехфазной сети питающего напряжения без нулевого провода работавсех фаз нагрузки взаимосвязана,Предложенный способ регулированияпеременного напряжения позволяет плавно изменять активную мощность нагрузки при обеспечении коэффициента мощности установки около единицы.Рассмотрим этапы регулированиянапряжения и соответственно мощностина трехфазной нагрузке при наличиитрехфазной питающей сети с нулевымпроводом 1,фиг,1) . При этом выполняюткомбинации различных уровней напряжения по табл, на периоде регулирования.,На первом этапе регулированиенапряжения производят путем периодического включения и отключения одного из ключей 16-18 при отключенныхключах 13-15. Тогда. результирующаякривая напряжения на периоде регулирования будет состоять из паузы иотрезка однофазного напряжения (см.фиг.4 а), изменяя длительность которого можно регулировать активную мощность, потребляемую нагревательнымэлементом, в диапазоне (0-0, 111)1 н ( 1 - номинальная мощность).Н11 а втором этапе регулирование напряжения производят включением двухи отключением одного из ключей 1618. Тогда результирующая криваянапряжения на периоде регулированиябудет состоять из отрезков одно- идвухфазных синусоидальных напряжений (см.фиг.43), изменяя соотношениеи длительность которых можно регулировать активную мощность, потребляемую нагревательным элементом, вдиапазоне (0,111-0,222) Р . На третьем этапе регулированиенапряжения производят включениемтрех и отключением одного из ключей16-18. Тогда результирующая криваянапряжения на периоде регулирова201989 Т а б л и ц а 1 Нагружение на фазахнагрузки Номера включенияключей Вариант,Н 0,0,0ц 0,0 Один из 16, 17, За13,17 или 3118 Зц -Гз ц . 32 9 2 9 Гзц, ц,3, 1713,17, 8 Зж14,18,1615,16,17 3 Зе Два из 13,14,15-43 ц, -зц , ц 10 13,14 э 18 Зц 14,15,16 15,13,19 ГЗцГЗц, Дц Зк 1 З 14 15 ния будет состоять из отрезков двухи трехфазных синусоидальных напряжений (фиг.41), изменяя длительностькоторых регулируют активную мощность, потребляемую нагревательнымэлементом, в диапазоне (0,222-о,ззз) Р. На четвертом этапе регулирование напряжения производят включением трех ключей 16-18, затем отключением двух из этих ключей и включением одного из ключей 13-15. Тогда результирующая кривая напряжения на периоде регулирования будет состоятБ из отрезков трехфазных, однофазного и линейного синусоидальных напряжений (см.4 у), изменяя длительность которых можно регулировать активную мощность, потребляемую нагревательным элементом, в диапазоне (0,330,444) Р.Последовательность операций напоследующих этапах регулирования исостояние ключей по фиг. и 2 сведены в табл.2, Там же указаны этапырегулирования и последовательностьопераций для регулятора беэ нулевогопровода (фиг.2). На границах всех 1 О этапов регулирования коэффициентмощности регулятора около единицы.Таким образом, диапазон регулирования по предлагаемому способу делятна участки, в пределах которых ре гулирование напряжения осуществляется чередованием на периоде регулирования комбинаций из величин ли"нейных, фазных, половины линейных инулевых значений напряжения на фазах 2 О нагрузки. Номера диаграмм, изоб"ражающих напряжение нафазах нагрузкиЬ для схемы для схемыфиг. фиг.2(0,111-0,222) Р 2 и 4 46 Включены 16-18, затемотключен один из них 4 Ь (0,222-0,333) Р 111 4 и 5 Включены 16-18, затемотключены два иэ 16-18и включен один иэ 13-15(0,444-0,555) Р Включены один из 3-15и два из 16-18, затемотключен, один из 16-18 6 и 8 5 В (0,555-0,666) Р 8 и 9 56 (0,666-0,777) Р Включены два иэ 13-15и один из 16-18, затем последний отклю 9 и 10 чен 52 (0,777-1) Р Ч 111 9 и 11 6 а (О 0167) Рн Включен-отключен один иэ 16, 17, включен 18 1 иЗ Включен 18, включены 69 (0,167-0,333) Р 16, 17, затем отключен один из них Зи 5 Комбинациявариантов (см,табл.1) Состояние и номера ключей на периоде регули-рования одиниз 16-18Включены два иэ 16-18,а затем один из них Включены два из 13-15,затем отключен одиниз 13-15 и включеныдва из 16-18 Включены 13-15, затем отключен одиниз 13-15 и включенодин из 16-8 Номерадиаграмм,изображающихнапряжениена фазах на 1Диапазон изменения активной мощности(Офббб 1) Рн 9 и 11 ник Фиг.2 1 5 и 7 Включен 18, включен один из 16,17 и один из 13, 14, затем последний отключен и включены 16, 17 Включен 18, включены13, 14, затем один отключен и включенодин из 16, 17 Включены 6-18, затем отключен один из Продолжение табл. 2 6 Ь (0,333 Оф 5) Рн 62 (0,5-0,666) РнСПИ Заказ 8102/57 Тираж 645 Подписное Феаваа ШЙ ффПаюааф, г.Узаород, ул.Проектная, 4