Комбінований регулятор напруги змінного струму дискретної дії

Реферат: Комбінований регулятор напруги змінного струму дискретної дії містить вхідні клеми, N семісторних ключів, автотрансформатор та вихідні клеми. При цьому фазний вивід вхідних клем з′єднано з входами N семісторних ключів, виходи яких з’єднані до N входів автотрансформатора, вихід якого з′єднано до однієї з вихідних клем, інша вихідна клема з′єднана до загального виводу автотрансформатора та другої вхідної клеми. Додатково в пристрій введено датчик нуля струму, блок реле та N додаткових реле. При цьому фазний вивід вхідних клем з′єднано з N входами семісторних ключів через датчик нуля струму, контакти N додаткових реле з′єднані паралельно N семісторним ключам, виходи яких через блок реле з′єднано до М входів автотрансформатора. UA 97915 U (54) КОМБІНОВАНИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРУГИ ЗМІННОГО СТРУМУ ДИСКРЕТНОЇ ДІЇ UA 97915 U UA 97915 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електроенергетики, а саме до перетворювальної техніки, і може бути використана в складі регуляторів і стабілізаторів напруги змінного струму, зокрема в обладнанні призначеному для електропостачання відповідальних потужних споживачів. Сучасні регулятори напруги змінного струму зазвичай застосовують багатообмотувальні трансформатори з електронною (семісторною) або механічною (реле) комутацією обмоток, що змінюють діюче значення напруги за рахунок підключення до відповідних обмоток (відводів) автотрансформатора (AT). Досягнутий рівень техніки в даній галузі характеризується наступними приладами. Відомий пристрій регулювання напруги змінного струму, який складається з багатообмотувального трансформатора, в якому чотири вихідних обмотки комутуються за допомогою чотирьох механічних реле таким чином, що одна, дві, три або чотири вихідних обмотки можуть додавати або віднімати напругу відносно входу [1]. Недоліки пристрою регулювання напруги змінного струму: наявність механічних реле, які комутують значний струм, що призводить до підгоряння та злипання механічних контактів і як наслідок зменшення надійності та скорочення терміну служби. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається (найближчий аналог), є пристрій - стабілізатор напруги мережі, який складається з AT, блока семісторних ключів, системи управління та електроживлення, при цьому на вхід AT подається напруга мережі, а його вихід поєднано з входом блока семісторних ключів, які комутуються за допомогою системи управління [2]. Недоліки найближчого аналога: із-за наявності великої кількості семісторних ключів значно ускладнена схема управління, що призводить до підвищення вартості та погіршення вагогабаритних показників. В основу корисної моделі поставлено задачу створення комбінованого регулятора напруги змінного струму дискретної дії, який шляхом введення датчика нуля струму, блока реле і додаткових реле, а також нових взаємозв'язків забезпечує спрощення схеми, зменшення вартості та ваго-габаритних показників (за рахунок зменшення кількості семісторних ключів), підвищує надійність та термін служби (за рахунок здійснення комутації реле в безструмовому режимі). Поставлена задача вирішується тим, що у комбінований регулятор напруги змінного струму дискретної дії, який складається з вхідних клем, N семісторних ключів, автотрансформатора та вихідних клем, при цьому фазний вивід вхідних клем поєднано з входами N семісторних ключів, виходи яких поєднано до N входів AT, вихід якого поєднано до однієї з вихідних клем, інша вихідна клема поєднана до загального виводу автотрансформатора та другої вхідної клеми, згідно з корисною моделлю, введено датчик нуля струму, блок реле та N додаткових реле, при цьому фазний вивід вхідних клем поєднано з N входами семісторних ключів через датчик нуля струму, контакти N додаткових реле поєднані паралельно N семісторним ключам, виходи яких через блок реле поєднано до М входів автотрансформатора. Технічний ефект запропонованого пристрою. Суть корисної моделі пояснюється фіг. 1, де 1 - вхідні клеми, 2 - датчик нуля струму, 3.1…3.N - семісторні ключі, 4.1…4.N - додаткові реле, 5 - блок реле, 6 - автотрансформатор, 7 вихідні клеми, при цьому фазний вивід вхідних клем 1 через датчик нуля струму 2 поєднано з входами N семісторних ключів 3.1…3.N, паралельно яким поєднані контакти N додаткових реле 4.1….4.N, виходи яких поєднано до N входів блока реле 5, М виходів якого поєднані до М входів автотрансформатора 6, вихід якого поєднано до однієї з вихідних клем 7, інша вихідна клема підключена до загального виводу автотрансформатора 6 та другої вхідної клеми 1. Пристрій працює таким чином. При включенні одного з додаткових реле закорочується відповідний семісторний ключ, за допомогою блока реле вибирається один з відводів AT, що забезпечує передавання вхідної напруги на вихід без зміни. При необхідності переключення на інший ступінь регулювання вмикається семісторний ключ, який закорочено додатковим реле, додаткове реле вимикається, по сигналу з датчика нуля струму знімається сигнал управління з семісторного ключа, що працював і подається сигнал на семісторний ключ, який необхідно ввімкнути, після чого цей семісторний ключ закорочується контактом відповідного додаткового реле. Так як у кожний момент часу струм протікає лише через обмежену кількість контактів з блока реле, то інші контакти перемикаються таким чином, щоб сусідні відводи AT були поєднані до семісторних ключів, які зараз не працюють. Таким чином ці перемикання контактів реле здійснюються у безструмовому режимі. Якщо вхідна напруга зміниться у будь-який бік, то семісторними ключами скомутується сусідній відвід, а описаний вище алгоритм перемикання повториться для інших відводів AT. 1 UA 97915 U 5 10 15 20 25 Таким чином, запропонований комбінований регулятор напруги змінного струму дискретної дії завдяки введенню датчика нуля струму, блока реле та додаткових реле дозволяє зменшити кількість семісторних ключів, забезпечити перемикання контактів реле у безструмовому режимі, зменшити втрати потужності у семісторних ключах за рахунок їх закорочення у сталому режимі контактами додаткових реле, що у сукупності зменшує вартість та ваго-габаритні показники, підвищує надійність та термін служби. Можлива реалізація запропонованого пристрою наведено на фіг. 2. При включенні пристрою вмикається семісторний ключ (СК) VS2, що призводить до підключення відводу 2 AT. Для зменшення втрат потужності СК VS2 закорочується контактами реле К2. При цьому перший відвід AT через нормально замкнутий контакт реле К4 підключено до VS1, а відвід 3 AT через нормально замкнутий контакт К6 до VS3. Припустимо, що вхідна напруга знизилась. При цьому за допомогою системи управління (СУ) реле К2 вимикається, знімається управління з СК VS2 і по сигналу з датчика нуля струму (ДНС) вмикається СК VS3, який через нормально замкнутий контакт К6 поєднує відвід 3 AT. Для зменшення втрат потужності СК VS3 закорочується контактами реле К3, а реле К4 перемикається (у безструмовому режимі) таким чином, що відвід 4 AT підключено до VS1. Таким чином, незалежно від того, який відвід AT підключено - два сусідніх відводи знаходяться в стані готовності і через відповідні семісторні ключі можуть бути підключені. При цьому перемикання усіх контактів реле здійснюються у безструмовому режимі, що значно підвищує їх надійність та термін служби. У сталому режимі відповідний семісторний ключ закорочується контактом додаткового реле (К1, К2 або К3), що зменшує втрати потужності. У сукупності зменшується вартість, ваго-габаритні показники та значно підвищується надійність пристрою у цілому. Алгоритм функціонування комбінованого регулятора напруги дискретної дії наведено у таблиці. Таблиця Таблиця функціонування пристрою Відвід AT 1 2 3 4 5 6 30 35 40 Сем. ключ VS1 VS2 VS3 VS1 VS2 VS3 Реле К4 К4, К5 К4, К5, К6 К4, К5, К6 Готовність відводів AT 2,3 1,3 2,4 3,5 4,6 4,5 Готовність сем. ключів VS2, VS3 VS1, VS3 VS1, VS2 VS2, VS3 VS1, VS3 VS1, VS2 У таблиці: Відвід AT - це номер відводу AT, на який подається вхідна напруга; Сем. ключ семісторний ключ, який під'єднано до відводу AT. Реле показує, які реле включено; Готовність відводів AT показу, які відводи AT готові до під'єднання без додаткових перемикань реле; Готовність сем. ключів показує до яких семісторних ключів під'єднані відводи AT. Також, можлива реалізація комбінованого регулятора змінної напруги дискретної дії з більшою кількістю відводів AT. На фіг. 3. наведена схема комбінованого регулятора напруги змінного струму дискретної дії з 12 відводами AT. При цьому алгоритм функціонування пристрою майже не відрізняється від наведеного, реле перемикаються у безструмовому режимі, два сусідніх відводи завжди знаходяться в стані готовності. Незалежно від кількості відводів AT достатньо три семісторних ключі. Джерела інформації: 1. Pat. 4,853,608 USA, МПК (20060101) Н02М5/12 AC voltage regulator; Chester Schrade. Aug, 1, 1989. 2. Пат. 33082 Україна, МПК (2006) Н02М7/00. Стабілізатор напруги мережі. Опубл. 10.06.2008, Бюл. № 11. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Комбінований регулятор напруги змінного струму дискретної дії, який містить вхідні клеми, N семісторних ключів, автотрансформатор та вихідні клеми, при цьому фазний вивід вхідних клем з′єднано з входами N семісторних ключів, виходи яких з′єднані до N входів 2 UA 97915 U 5 автотрансформатора, вихід якого з′єднано до однієї з вихідних клем, інша вихідна клема з′єднана до загального виводу автотрансформатора та другої вхідної клеми, який відрізняється тим, що введено датчик нуля струму, блок реле та N додаткових реле, при цьому фазний вивід вхідних клем з′єднано з N входами семісторних ключів через датчик нуля струму, контакти N додаткових реле з′єднані паралельно N семісторним ключам, виходи яких через блок реле з′єднано до М входів автотрансформатора. 3 UA 97915 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4