Устройство для управления конденсаторной установкой

Патент 2094922

Авторы

Реферат

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дискретного регулирования реактивной мощности конденсаторными установками с полупроводниковыми коммутаторами. Цель изобретения - повышение надежности. Цель достигается использованием сигналов нуль-индикатора 4 как для безударной рабочей коммутации конденсаторной батареи 2, так и для ее перезаряда в отключенном состоянии через заданное число периодов питающей сети, при этом упрощается схемотехника узла перезаряда, состоящего из элемента запрет 6, одновибраторов 8 и 9, делителя частоты 10. 2 ил.

Цель изобретения повышение надежности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на выходах элементов устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит коммутатор 1 на биполярно соединенных тиристорах и включенных последовательно с конденсаторной батареей 2, формирователь импульсов управления 3, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 1. К силовым вводам коммутатора 1 подключен нуль-индикатор 4. Логическая часть устройства содержит элемент И 5, элемент запрет 6, элемент ИЛИ 7, два одновибратора 8, 9 и делитель частоты 10. Первый вход Х1 элемента И5 соединен с клеммой 11 для подключения источника управляющего напряжения U_у и с инверсным входом элемента запрет 6, прямой вход которого соединен с вторым входом Х2 элемента И5 и выходом нуль-индикатора 4. Вход одновибратора 8 соединен с выходом элемента запрет 6, а выход с входом делителя 10. Выход делителя частоты 10 соединен с входом одновибратора 9, выход которого соединен с одним входом элемента ИЛИ 7. Другой вход элемента ИЛИ 7 соединен с выходом элемента 3. Коммутатор 1 с последовательно соединенной конденсаторной батареей 2 подсоединен к клеммам 12 и 13 для получения напряжения питающей сети.

Устройство работает следующим образом.

Пусть к клемме 11 подведено управляющее напряжение U_у (фиг. 2в), к клеммам 12 13 напряжение питающей сети, тиристорный коммутатор 1 включен. Тогда напряжение на конденсаторной батарее 2 равно синусоидальному напряжению (фиг. 2а), на выходе нуль-индикатора 4 сохраняется сигнал лог. 1 (фиг. 2г), запрещающий работу схемы перезаряда на элементах 6 10.

При снятии управляющего напряжения U_у (момент t₁) на выходе элемента И 5 и элемента ИЛИ 7 (фиг. 2з) устанавливается сигнал лог. 0, который снимает подачу импульсов управления с формирователя импульсов управления 3 на тиристоры коммутатора 1. В момент перехода тока (фиг. 2б) в коммутаторе 1 через нуль (момент t₂), тиристоры коммутатора 1 закрываются и на выходе нуль-индикатора 4 появляется сигнал лог. 0 (фиг. 2г).

Для наглядности предлагается случай, когда перезаряд конденсаторной батареи 2 осуществляется через два периода питающего напряжения. В этом случае делитель частоты 10 осуществляет деление частоты следования импульсов с выхода одновибратора 8 на n=2.

В момент t₃ прихода первого импульса с нуль-индикатора 4 запускается одновибратор 8 (одновибратор с однократным запуском типа К155АГ1, запуск положительным перепадом), который формирует на своем выходе импульс, длительность которого превышает возможный временной интервал следования двух сопряженных за полупериод питающего напряжения импульсов с нуль-индикатора 4 (фиг. 2г) вследствие некоторого разряда конденсаторов.

Импульс с выхода одновибратора 8 поступает на вход делителя частоты 10, на выходе которого формируется передний фронт импульса (фиг. 2е, момент t₃). В момент t₄ на вход одновибратора 8 приходит следующий запускающий импульс с нуль-индикатора 4. Одновибратор 8 запускается и формирует на своем выходе второй импульс, который поступает на вход делителя частоты 10. На выходе делителя частоты формируется задний фронт импульса (фиг. 2е, момент t₄), который запускает одновибратор 9 (запуск отрицательным перепадом). Одновибратор 9 формирует на своем выходе импульс (фиг. 2ж), длительность которого выбирается исходя из времени надежного включения тиристоров коммутатора 1. Под действием импульса с одновибратора 9 на выходе элемента ИЛИ 7 появляется аналогичный импульс (фиг. 2з), разрешающий кратковременную подачу импульсов управления на включение тиристоров коммутатора 1. Коммутатор 1 включается и подключает на половину периода питающего напряжения конденсаторную батарею 2 к питающей сети. Через полупериод, в момент t₅ перехода тока в коммутаторе 1 через нуль, коммутатор отключает конденсаторную батарею сети с изменением полярности напряжения на ней. Далее работа схемы повторяется (в момент t₆), осуществляется последующий перезаряд конденсаторной батареи.

При последующем появлении управляющего напряжения U_у (момент t₇) приостанавливается работа схемы перезаряда. В моменте t₈ прихода импульса с выхода нуль-индикатора 4 на выходе элемента И 5 устанавливается сигнал лог. 1, который подается на вход элемента ИЛИ 7, разрешая работу формирователя импульсов управления. Тиристоры коммутатора 1 включаются, осуществляя безударное подключение конденсаторной батареи 2 к сети.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает равномерность перезаряда конденсаторов, имея более простую схемотехнику выполнения, в результате повышается надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для управления конденсаторной установкой, содержащее коммутатор, формирователь импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, нуль-индикатор, входы которого подключены к силовым вводам коммутатора, элемент И, элемент запрета, делитель частоты, первый одновибратор, элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом формирователя импульсов управления, а один вход с выходом первого одновибратора, при этом другой вход элемента ИЛИ соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, а второй вход с выходом нуль-индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введен второй одновибратор, вход которого соединен с выходом элемента запрета, а выход с входом делителя частоты, выход делителя частоты соединен с входом первого одновибратора, при этом прямой вход элемента запрета соединен с вторым, а инверсный с первым входом элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2