Регулятор напруги на основі вольтододаткового трансформатора

Реферат: UA 77816 U UA 77816 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання електричних мереж і може використовуватись для підвищення якості напруги в лініях електропередачі змінного струму, в розподільчих устроях підстанцій, а також в системах електропостачання промислових підприємств. Відомий регулятор напруги [Электротехнический справочник: Т. 2, /Под общ. ред. И.Н. Орлова. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-712 с.]. Недоліками зазначеного пристрою є обмежена галузь використання, внаслідок низьких техніко - економічних показників. Як найближчий аналог вибрано регулятор напруги на основі вольтододаткового трансформатора, що містить трифазний вольтододатковий трансформатор на одному тристержньовому магнітопроводі, який має одну обмотку, що ввімкнена послідовно з навантаженням, і другу обмотку (збудження), яка отримує живлення від тієї самої мережі і комутується електронним ключовим пристроєм [Устройства электропитания мощных радиосистем. Под ред. А.А. Ткачева. М.: Энергия, 1972.-168 с.]. Недоліком аналога є те, що вказаний регулятор напруги погіршує баланс реактивної потужності. В основу корисної моделі поставлено задачу створення регулятора напруги на основі вольтододаткового трансформатора, який би дозволяв підтримувати напругу в межах ГОСТ 13109-97 і не споживав би реактивної потужності при роботі. Поставлена задача вирішується тим, що в регуляторі напруги на основі вольтододаткового трансформатора, що містить трифазний вольтододатковий трансформатор на одному тристержньовому магнітопроводі, який має одну обмотку, що ввімкнена послідовно з навантаженням, і другу обмотку (збудження), яка отримує живлення від тієї самої мережі і комутується електронним ключовим пристроєм, згідно з корисною моделлю трифазний вольтододатковий трансформатор має третю обмотку (збудження) в кожній фазі, включену зустрічно з другою обмоткою (збудження), і підключеною до тієї ж мережі, і четверту додаткову обмотку (збудження) в кожній фазі, яка ізольована від мережі і має напівпровідниковий комутаційний елемент для замикання обмотки накоротко в моменти, коли дві основні обмотки збудження відключені від електричної мережі і струми в цих обмотках збудження відсутні, а як електронні ключові пристрої застосовані польові транзистори, які змонтовані в діагоналі трифазних мостових випрямлячів, приєднаних до обмоток збудження. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом. Більшість електроприймачів надзвичайно чутливі до якості напруги. Централізоване регулювання напруги здійснюють генераторами електростанцій, трансформаторами, лінійними регуляторами і синхронними компенсаторами. Але вказане регулювання дієве тільки для однорідних споживачів. При різнорідних споживачах необхідно застосовувати локальні регулятори. Запропонований регулятор напруги є прикладом радикального вирішення проблеми регулювання напруги. В запропонованому пристрої трифазний вольтододатковий трансформатор має третю обмотку (збудження) в кожній фазі, включену зустрічно з другою обмоткою (збудження), і підключеною до тієї ж мережі, і четверту додаткову обмотку (збудження) в кожній фазі, яка ізольована від мережі і має напівпровідниковий комутаційний елемент для замикання обмотки накоротко в моменти, коли дві основні обмотки збудження відключені від електричної мережі і струми в цих обмотках збудження відсутні, а як електронні ключові пристроїв застосовуються польові транзистори, які змонтовані в діагоналі трифазних мостових випрямлячів, приєднаних до обмоток збудження, що з'єднані в схему "зірки". Суть запропонованого пристрою пояснюється кресленням, на якому зображено принципову схему регулятора на основі трифазного вольтододаткового трансформатора (ВДТ). Тут ВДО вольтододаткові обмотки, підключені послідовно з навантаженням кожної фази, 03 1 та 032 обмотки збудження, підключені до мережі живлення, 033 - третя обмотка збудження, ізольована від електричної мережі, S1, S2 та S3 - електронні ключові пристрої. Основним призначенням регулятора напруги є підтримка по певному закону напруги на виході агрегата при зміні напруги на вході, відхилення та коливання якої є випадковою функцією часу. Регулювання напруги здійснюється шляхом подачі додатка напруги в електричну мережу за допомогою вольтододаткового трансформатора (ВДТ). Складова напруги через послідовно підключену вольтододаткову обмотку ВДТ безпосередньо подається в коло навантаження і регулюванню не підлягає. Друга складова напруги на виході подається в коло навантаження через обмотки збудження 031 та 032 ВДТ та вольтододаткову обмотку ВДО. Обмотка 031 підключена погоджено з обмоткою ВДО. Якщо по цій обмотці проходить струм, створюється позитивний додаток напруги Е, і напруга на виході регулятора зростає Uвих=Uвх + E, 1 UA 77816 U 5 10 15 20 де Uвх - напруга на вході регулятора, Е - додаток напруги. Якщо струм проходить по обмотці 032, створюється від'ємний додаток напруги і напруга на виході регулятора знижується. Uвих=Uвх - E. Плавне регулювання напруги здійснюється імпульсним способом. При цьому створюється послідовність імпульсів, висота яких змінюється по синусоїдальному закону, а ширина - по лінійному. У відповідності із загальноприйнятою класифікацією дану напругу можна розглядати як один із видів амплітудно-імпульсної модуляції (AIM) із змінною шириною імпульсів та стабільною амплітудою модулюючої напруги. Здійснити такий вид модуляції можна за допомогою ВДТ з додатковою обмоткою 033, що замикається накоротко в моменти відключення обмоток 031 чи 032 від мережі. Функціональне призначення обмотки 033 - послабити гістерезисні явища в сталі ВДТ. Ця обмотка фактично розмагнічує магнітопровід трансформатора. Всі обмотки збудження трифазного ВДТ з'єднані в схему "зірки" і підключені до трифазних мостових випрямлячів, в діагоналі яких змонтовані електронні ключові пристрої. Під ключами S 1, S2 та S3 в схемі регулятора необхідно розуміти напівпровідникові ключові елементи. Найкращі технікоекономічні показники схема має, якщо застосувати польові транзистори як ключові елементи. Регулятор не призводить до зменшення коефіцієнта потужності і відповідає всім вимогам до регуляторів напруги з боку споживачів електроенергії та електричної мережі. Запропонований пристрій практично не впливає на надійність системи електропостачання. Навіть при виході з ладу пристрою електрозабезпечення споживачів не порушується. Пристрій безінерційний і може використовуватися для зменшення коливань напруги в мережі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 1. Регулятор напруги на основі вольтододаткового трансформатора, що містить трифазний вольтододатковий трансформатор на одному тристержньовому магнітопроводі, який має одну обмотку, що ввімкнена послідовно з навантаженням, і другу обмотку (збудження), яка отримує живлення від тієї самої мережі і комутується електронним ключовим пристроєм, який відрізняється тим, що трифазний вольтододатковий трансформатор має третю обмотку (збудження) в кожній фазі, включену зустрічно з другою обмоткою (збудження), і підключеною до тієї ж мережі з однієї сторони, з другої сторони обмотки підключені до двох трифазних мостових випрямлячів, які зі сторони постійного струму мають електронний ключовий пристрій і четверту додаткову обмотку (збудження) в кожній фазі, яка з'єднана в схему "зірки", ізольована від мережі і підключена до трифазного мостового випрямляча, що має зі сторони постійного струму електронний ключовий пристрій для замикання обмотки накоротко в моменти, коли дві основні обмотки збудження відключені від електричної мережі і струми в цих обмотках збудження відсутні. 2. Регулятор за п. 1, який відрізняється тим, що як електронні ключові пристрої застосовані польові транзистори, які змонтовані в діагоналі трифазних мостових випрямлячів, приєднаних до обмоток збудження. 2 UA 77816 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3