Спосіб живлення електродвигунів споживача вторинним потоком енергії вищих гармонік і пристрій для його здійснення

1 Спосіб живлення електродвигунів споживача вторинним потоком енергії вищих гармонік, що включає вирізання основної гармоніки і повернення її в мережу, а також ВІДВІД, фільтрацію і підсумовування вищих гармонік, який відрізняється тим, що вищі гармоніки фільтрують через смуговий фільтр, підсумовують на випрям лячі, а випрямлену напругу через згладжувальнии фільтр, подають на електродвигуни споживача 2 Пристрій для живлення електродвигунів споживача вторинним потоком енергії вищих гармонік, що містить фільтри основної і вищої гармонік, причому вихід фільтра основних гармонік підключений до мережі, який відрізняється тим, що фільтри вищих гармонік виконані у вигляді смугового фільтра, що пропускає частоти вищих гармонік, а суматор відфільтрованих вищих гармонік виконаний у вигляді випрямляча із згладжувальним фільтром, вихід якого підключений до електродвигунів споживача Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до способів і пристроїв для боротьби зі шкідливими впливами вторинних потоків вищих гармонік, генеруючих нелінійними навантаженнями У системах електропостачання нелінійні навантаження є джерелами, що генерують вторинні потоки енергії вищих гармонік, що погіршують форму кривої напруги і створюють коливань напруги й асиметрію Потік енергії від генератора, що розподіляється по мережі і споживаємий навантаженнями, називається основним потоком, а його потужність потужність основного потоку Та частина енергії, що перетвориться навантаженнями, що спотворюють, і передається назад у мережу, визначає перекручування і приводить до погіршення якості електроенергії Цей потік і його потужність, що поширюються від навантажень, що спотворюють, по енергосистемі, називається вторинним потоком енергії і потужністю вторинного чи потоку просто вторинною потужністю Нелінійні навантаження є джерелами вищих гармонік Основний потік енергії визначається першими гармоніками напруги і токи, вторинний потік - вищими гармоніками Сумарні активні і реактивні потужності навантажень будуть складатися з потужностей основного потоку і вторинних потужностей Для нелінійних навантажень вторинні потужності будуть негативними, тому що потоки енергії гармонік будуть зворотними основному потоку енергії, обумовленому першими гармоніками напруги і токи Для ЛІНІЙНИХ навантажень потоки енергії, обумовлені вищими гармоніками, будуть позитивними, тобто енергія вищих гармонік споживається ЛІНІЙНИМИ навантаженнями Нелінійні навантаження є генераторами вищих гармонік, одержуючи енергію із системи по каналі першої гармоніки, вони частково перетворять її в енергію вищих гармонік, що повертається назад у мережу Вторинна потужність визначається потужністю модуляції при різко змінних навантаженнях, потужностями зворотної і нульової послідовностей при асиметрії режимів, потужностями вищих гармонік при нелінійних навантаженнях чи їхніх комбінаціях Вторинна потужність характеризується додатковими втратами енергії, що виникають при перекручуваннях режимів Відомий спосіб зниження рівня вищих гармонік («Якість електроенергії на промислових підприємствах», ИВ Жежеленко, МЛ Рабинович, В М Божко, К, «Техніка», 1981 р, 160с), шляхом вибору схеми живильної мережі, що полягає втім, що збільшується потужність короткого замикання в загальній крапці приєднання нелінійного й іншого 00 (О 49682 собу, що заявляється, також значно простіше пронавантаження тотипу, тому що в його складі відсутні дільники Недоліком цього способу є великі втрати почастоти і фазозсуваючі пристрої, а кілька вузькотужності при зниженні рівня вищих гармонік смугових фільтрів замінені одним смуговим фільтВідомий також спосіб виключення впливу виром щих гармонік на живильну мережу (Забродін Ю С , «Промислова електроніка», М, «Вища школа», Тому реалізація способу і пристрою, що заяв1982 р ), що полягає в тім, що застосовують мереляються, дозволять вирішити задачу, поставлену в жні фільтри даному винаході, з досягненням технічного результату - спрощенням способу і пристрою для Недоліком зазначеного способу є втрата похарчування електродвигунів споживача вторинним тужності при зниженні рівня вищих гармонік потоком енергії вищих гармонік Найбільш близьким по технічній суті і технічному результаті, що досягається, і обраним як Суттєвими ознаками способу, який заявляєтьпрототип є «Спосіб виключення впливу вищих гася, співпадаючими з прототипом є наступні ознаки рмонійних складових на живильну мережу» (павирізання основної гармоніки, тент України № 23356, МПК - 6 Н 02 J 1/02, БИ-4повернення основної гармоніки в мережу, 98р), якій містить ВІДВІД і фільтрацію гармонік, ВІДВІД вищих гармонік, причому частоту відфільтрованих гармонік подіфільтрація вищих гармонік, ляють на номер гармонік, отримані складові через підсумовування вищих гармонік фазозсуваючі пристрої підводять до мережі ВІДМІТНИМИ ВІД прототипу суттєвими ознаками Недоліком прототипу є складність процесу песпособу, який заявляється є наступні ознаки ретворення гармонійного складових і пристрою вищі гармоніки фільтрують через смуговий для його реалізації фільтр, Задачею винаходу є розробка нового способу відфільтровані вищі гармоніки підсумовують перетворення вторинного потоку енергії вищих на випрямлячі, гармонік і пристрою для його здійснення з досягвипрямлена напруга через фільтр, що згланенням технічного результату - спрощення спосоджує, подають на електродвигуни споживача бу і пристрою для живлення електродвигунів споСуттєвими ознаками пристрою, який заявляживача вторинним потоком енергії вищих гармонік ється, співпадаючими з прототипом є наступні ознаки Поставлена задача вирішується тим, що в способі живлення електродвигунів споживача втофільтр основної гармоніки, ринним потоком енергії вищих гармонік, що вклюфільтри вищих гармонік, чає вирізання основної гармошки і повернення її в вихід фільтра основної гармоніки підключений мережу, а також ВІДВІД, фільтрацію і підсумовудо мережі вання вищих гармонік, вищі гармоніки фільтрують ВІДМІТНИМИ ВІД прототипу суттєвими ознаками через смуговий фільтр, підсумовують на випрямпристрою, якій заявляється є наступні ознаки лячі, а випрямлена напруга через фільтр, що фільтри вищих гармонік виконані у виді смугозгладжує, подають на електродвигуни споживача, вого фільтра, а в пристрої для живлення електродвигунів спожисмуговий фільтр пропускає частоти вищих гавача вторинним потоком енергії вищих гармонік, рмонік, що включає фільтри основної і вищих гармонік, суматор відфільтрованих вищих гармонік випричому вихід фільтра основної гармоніки підклюконаний у виді випрямляча, чений до мережі, фільтри вищих гармонік виконані випрямляч з'єднаний з фільтром, що згладжує, у виді смугового фільтра, що пропускає частоти вихід фільтра, що згладжує, підключений до вищих гармонік, а суматор відфільтрованих вищих електродвигунів споживача гармонік виконаний у виді випрямляча з фільтром, Між суттєвими ознаками винаходу, що заявлящо згладжує, вихід якого підключений до електроється, і технічним результатом, що досягається, двигунів споживача існує наступний причинно-наслідковий зв'язок Новим у способі, якій заявляється, є те, що Дійсно, у всіх відомих технічних рішеннях втовищі гармоніки, що містяться у вторинному потоці ринні потоки енергії вищих гармонік намагаються енергії й погіршують форму кривої напруги, що будь-яким способом компенсувати, знищити, отфістворюють коливання напруги й асиметрію, видільтрувати і замкнути на «землю» ляють смуговим фільтром, набудованим на визнаУ прототипі вторинний потік енергії вищих гачені гармоніки, підсумовують на випрямлячі, а вирмонік «виправляють» і посилають назад у мерепрямлена напруга через фільтр, що згладжує, жу, однак технічно досить складно проробити такі подають на електродвигуни споживача операції з потужностями в сотні і тисячі кіловатів Спосіб, що заявляється, значно простіше проУ той же час відомо, що вторинні потоки енертотипу, тому що не вимагає додаткового перетвогії вищих гармонік складають близько 3 - 7% від рення вторинного потоку енергії у виді розподілу потужності основного потоку енергії частоти і зрушування фази кожної гармоніки, а Для великих споживачів енергії потужністю дозволяє використовувати виділені смуговим фіпонад 100 тисяч кВт, що мають нелінійні навантальтром гармонійні складові вторинного потоку ження, вторинний потік енергії вищих гармонік моенергії вищих гармонік, просумовані на випрямлячі же складати по потужності більш 7 тисяч кВт і згладжені на фільтрі як джерело харчування елеЯкщо «компенсувати» таку потужність відомиктродвигунів постійного струму власних потреб ми способами чи перетворювати и по прототипі, то споживача втрати енергії чи вартість устаткування і перетворення енергії настільки великі, що такі витрати Пристрій, якій заявляється, для реалізації спо 49682 ДОЦІЛЬНІ в умовах обмеженого надходження додаткової енергії, наприклад, космічний корабель, велике судно, атомний підводний крейсер і т п автономні об'єкти Пропонований же спосіб виділення і використання вторинного потоку енергії вищих гармонік настільки простий і дешевий, що його можна використовувати практично на будь-яких промислових об'єктах, тому що на них маються крім основних навантажень, що споживають велику частину енергії, що надходить, і, на жаль, що спотворюють форму синусоїдального сигналу вищими гармоніками, цілий ряд допоміжних навантажень, так званих власних потреб споживача, наприклад, висвітлення, опалення, гаряче водопостачання, двигуни постійний і перемінний токи різних регуляторів і т п Тому економічно і технічно доцільно не виправляти форму вищих гармонік, не «компенсувати» їх, а отфільтрувати, просумировати амплітуди вищих гармонік на випрямлячі з фільтром, що згладжує, а випрямлену напругу подати на електродвигуни постійного струму споживача Суть способу, що заявляється, і пристрою для його здійснення пояснюється кресленням, на якому показана структурна схема пристрою На кресленні зображене пристрій, що заявляється, що складається з фільтра 1 основної (першої) гармоніки і смугового фільтра 2, набудованого на частоти 3-ій -11-оі гармонік Входи усіх фільтрів підключені до мережі, що харчує основне нелінійне навантаження споживача (умовно не показана) Вихід фільтра 1 підключений до живильного мережі, тобто потужність основної гармоніки, відфільтрована фільтром 1, повертається в мережу, аналогічно тому, як це виконано в прототипі Вихід смугового фільтра 2 підключений до багатофазного випрямляча 3, до виходу якого підключений вхід фільтра, що згладжує, 4 Випрямлена і згладжена напруга вторинного потоку енергії вищих гармонік після фільтра 4 надходить на електродвигуни постійного струму 5 власних потреб споживача Якщо в даний момент часу електродвигуни власних потреб споживача не включені, то ця енергія може бути спрямована на ІНШІ нестатки споживача, наприклад, на зарядку акумуляторів, на резістівні нагрівачі для опалення і/чи гарячого водопостачання, теплові завіси, електропечі опору й ш Спосіб, що заявляється, реалізується наступним чином У лінії електропередачі, що харчує основне нелінійне навантаження споживача, у якій присутні вищі гармоніки, генеруючи нелінійним навантаженням, за допомогою фільтрів 1 і 2 виділяють ВІДПОВІДНО першу (основну), і вищі гармоніки (третю -одинадцяту гармоніки) Першу гармоніку повертають у мережу, а ІНШІ гармоніки після фільтрації за допомогою смугового фільтра 2 подають на багатофазний випрямляч З Випрямлена напруга після випрямляча 3 згладжують за допомогою фільтра 4, що згладжує, а потім подають на електродвигуни постійного струму 5 власних потреб споживача 1 від нелінійного навантаження 1—• 2 *• у мережу —• 3 ~> 4 = 150-550 Гц ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71