Пристрій для компенсації пульсацій вихідної напруги перетворювача електричної енергії

Реферат: Пристрій для компенсації пульсацій вихідної напруги перетворювача електричної енергії, який включає в себе дросель, конденсатор і трансформатор компенсуючої напруги, вторинна обмотка якого включена між виходом перетворювача і дроселем, а первинна через послідовно з'єднані підсилювач напруги, корегуючу ланку, датчик пульсацій та датчик напруги підключена паралельно навантаженню, причому в нього введені датчик напруги, n-селективних ланок і суматор, при цьому датчик напруги підключений між вторинною обмоткою трансформатора і дроселем, до виходу датчика напруги підключені входи n-селективних ланок, виходи яких включаються до входів суматора, який підключено між виходом корегуючої ланки і входом підсилювача напруги. UA 107897 U (12) UA 107897 U UA 107897 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і може бути використаний в перетворювачах змінної напруги в постійну або в перетворювачах постійної напруги з імпульсною модуляцією, до яких висуваються високі вимоги з якості електричної енергії. Відоме "Устройство для компенсации пульсаций выпрямленного напряжения" [Авторское сведетельство СРСР, № 641605, кл. Н02М 1/14, В.М. Рябенький, С.П. Нор, Г.В. Ахвердяк. Бюлетень № 1, опубликовано 08.01.1979], що містить згладжуючий дросель і конденсатор, які відповідним з'єднанням утворюють згладжуючий LС-фільтр, датчик пульсацій і компенсуючий підсилювач, ввімкнений послідовно з конденсатором LC-фільтра. Датчик пульсацій, підсилювач і конденсатор LC-фільтра створюють замкнутий контур від'ємного зворотного зв'язку з постійним коефіцієнтом передачі, який і визначає ступінь компенсації величини пульсацій на навантаженні. Вагомими недоліками пристрою по-перше є те, що величина ємності конденсатора LСфільтра впливає на частотний діапазон компенсуючої напруги, що зменшує ефективність компенсації низькочастотних гармонійних складових пільсації. По-друге в потужних системах підсилювач напруги, що формує компенсуючи напругу, виконують на базі високочастотного інвертора напруги з широтно-імпульсною модуляцією, несучий сигнал якої через конденсатор фільтра потрапляє в коло навантаження, де створює додаткові пульсації. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється і вибраним як прототип, є "Устройство для компенсации пульсаций выпрямленного напряжения" [Авторское сведетельство СССР, № 574828, кл. Н02М 1/14, В.М. Рябенький, С.П. Нор. Бюлетень № 36, опубликовано 29.09.1977], що містить згладжуючий LC-фільтр, вихід якого послідовно з'єднаний з навантаженням, який складається з дроселя і конденсатора, трансформатор включений первинною обмоткою до підсилювача, що підключений до напруги навантаження, вторинна обмотка трансформатора включена послідовно між дроселем та колом навантаження, і виконана з двох секцій включених зустрічно. Загальними ознаками відомого пристрою та того, що заявляється, є LC-фільтр, який складається з дроселя і конденсатора, підсилювача напруги, трансформатора та датчика пульсацій. При роботі відомого пристрою датчиком пульсацій виділяється змінна складова із напруги, яка діє на навантажені. Ступінь компенсації пульсацій напруги на навантаженні визначається величиною контурного коефіцієнта передачі і співпаданням частотних спектрів вхідного і вихідного сигналів датчика пульсацій та смугою пропускання всієї системи автоматичного регулювання. Це є причиною зниження ефективності придушення низькочастотних гармонійних складових пульсацій, які виникають в результаті дії несиметрії на перетворювач електричної енергії і, як результат, зниження компенсації пульсацій. Збільшення контурного коефіцієнта передачі і розширення смуги пропускання для підвищення ступеня компенсації пульсацій обмежено умовою стійкості замкнутої системи. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою шляхом підвищення придушення низькочастотних гармонійних складових вихідної напруги перетворювача електричної енергії. За рахунок цього підвищується ефективність пристрою для компенсації напруги на навантаженні. Поставлена задача розв'язується наступним чином. В пристрої для компенсації пульсацій вихідної напруги перетворювача електричної енергії, який включає в себе дросель, конденсатор і трансформатор компенсуючої напруги, вторинна обмотка якого включена між виходом перетворювача і дроселем, а первинна через послідовно з'єднані підсилювач напруги, компенсуючу ланку, датчик пульсацій і датчик напруги підключена паралельно навантаженню, додатково встановлено датчик напруги, n-селективних ланок і суматор. Відповідно до виходу датчика напруги, n-селективних ланок і суматор утворюють n-контурів придушення низькочастотних гармонік. Кожний із контурів має селективну ланку на n-ій низькочастотній гармоніці вихідної напруги перетворювача електричної енергії. Селективна ланка має великий коефіцієнт передачі на частоті гармоніки і малий за її межами. Фазовий зсув не перевищує ±90°. Це дає змогу одержати достатньо великий контурний коефіцієнт передачі на частоті придушення гармоніки зі збереженням стійкості системи. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється рисунком, на якому зображена схема пристрою. Пристрій містить перетворювач електричної енергії 1, LС-фільтр, який складається з дроселя 7 і конденсатора 8. До виходу LC-фільтра підключено навантаження 9. Напруга на навантаженні вимірюється датчиком напруги 6. Послідовно з дроселем 7 включена вторинна обмотка трансформатора компенсуючої напруги 3, первинна обмотка якого підключена до виходу підсилювача 2. Вхід датчика пульсацій 5 підключено до виходу датчика напруги 6, а 1 UA 107897 U 5 10 15 вихід через до корегуючу ланку 4 до першого входу суматора 10. До інших входів суматора 10 підключені виходи селективних ланок 11, 12, входи яких підключені до виходу датчика напруги 13. Перший вхід датчика напруги 13 підключено до місця з'єднання вторинної обмотки трансформатора компенсуючої напруги 3 і дроселя 7, а другий вхід до загальної шини 14. Вихід суматора 10 підключено до входу підсилювача напруги 2. Пристрій працює наступним чином. Із вихідного сигналу першого датчика напруги 6 датчиком пульсацій 5 виділяється змінна складова, яка несе інформацію про пульсації напруги на навантаженні 9. Вихідний сигнал датчика пульсацій 5 є компенсуючою напругою, яка через корегуючу ланку 4, суматор 10, підсилювач 2 і трансформатор З подається в протифазу з напругою пульсацій, що діє на виході перетворювача 1. Під дією негативного зворотного зв'язку відбувається зменшення амплітуди гармонійних складових пульсацій на навантаженні 9. Діапазон частот гармонійних складових пульсації, що подаються даним контуром зворотного зв'язку, і стійкість системи, визначається корегуючою ланкою 4. Крім цього із вихідного сигналу датчика напруги 13 селективними ланками 11, 12 формуються сигнали негативного зворотного зв'язку на частотах низькочастотних гармонік вихідної напруги перетворювача 1. Вихідні сигнали селективних ланок 11, 12 через суматор 10, підсилювач напруги 2 і трансформатор компенсуючої напруги 3 формують свою складову компенсуючої напруги. В результаті цього досягається підвищення компенсації пульсацій напруги на навантаженні 9, що вирішує технічну задачу підвищення ефективності пристрою. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Пристрій для компенсації пульсацій вихідної напруги перетворювача електричної енергії, який включає в себе дросель, конденсатор і трансформатор компенсуючої напруги, вторинна обмотка якого включена між виходом перетворювача і дроселем, а первинна через послідовно з'єднані підсилювач напруги, корегуючу ланку, датчик пульсацій та датчик напруги підключена паралельно навантаженню, який відрізняється тим, що в нього введені датчик напруги, nселективних ланок і суматор, при цьому датчик напруги підключений між вторинною обмоткою трансформатора і дроселем, до виходу датчика напруги підключені входи n-селективних ланок, виходи яких включаються до входів суматора, який підключено між виходом корегуючої ланки і входом підсилювача напруги. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2