Комбинированное нагрузочное устройство

Патент 866644

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11>866644 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) 3sseneHo 180180 (21) 2871200/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 230981 бюллетень №3> р )м. к.з

Н 02 J 3/00

Н 02 P 9/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53)УДК 621 314 6 (088. 8) Дата опубликования описания 230981 (72) Авторы изобретения

Ю.В. Козаков и A.Ï. вак

Украинский заочный политехнический йнституч-(71) Заявитель (54 ) КОМБИНИРОВАННОЕ НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности, оно может быть использовано в процессе испытаний различного рода двигателей, электрических генераторов переменного тока или автономных электростанций.

Известно устройство для нагрузки источника переменного тока, выполненное на основе преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока для согласования параметров выходного напряжения испытуемого генератора переменного тока с параметра,ми напряжения нагружающей сети. Ус- 15 тройство содержит автоматическую систему регулирования тока нагрузки с коррекцией задания текущим значением входного напряжения. Применение коррекции позволяет использовать нагру- 20 зочное устройство не только в процессе испытаний, но и при ремонте автономной электростанции для обкатки и регулировки приводного двигателя, а также в процессе наладки устройств системой автоматики (1).

Известно также нагрузочное устройство для испытания генератора электростаиции переменного тока, содержащее две системы автомэтического регу- 30 лирования (CAP) параметров нагрузкиг систему регулирования тока нагрузки и систему регулирования коэффициента мощности нагрузки. При этом CAP тока нагрузки охватывает управляемый выпрямитель и содержит коррекцию по входному напряжению, а CAP коэффициента мощности нагрузки охватывает ин= вертор и содержит коррекцию по напряжению сети. Такое построение CAP параметров нагрузки испытуемой электростанции исключает опрокидываний инвертора даже при самом неблагоприятном плавном понижении напряжения нагружающей сети и одновременном плавном возрастании напряжения испытуемого генератора (2).

Однако, при скачкообразном снижении (пропадании) напряжения хотя бы одной фазы нагружающей сети опрокидывание инвертора возможно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является нагруэочное устройство, снабженное системой защиты, предотвращающей опрокидывание инвертора даже при внезапном пропадании напряжения ведущей сети. Это нагруэочное устройство позволяет нагружать судовые электростанции не только в процессе швартбвых

866644 испытаний, но и в процессе ремонта, наладки и регулировки ее элементов.

Оно отличается надежностью и высокой стабильтностью параметров нагрузки (3) .

Недостатки устройства вЂ” ограниченная мощность нагрузки, определяемая

5 предельной мощностью единичных преоб;разователей, выпускаемых промышленностью. Увеличить допустимую мощность нагруз ки можно параллель ным включением двух или более секций нагрузочного устройства, содержащих преобразователи электрической энергии. Однако стоимость нагрузочного устройства при этом возрастает, система управления усложняется, 15

Цель изобретения - увеличение мощности нагрузки нагрузочного устройства без существенного усложнения и увеличения его стоимости.

Указанная цель достигается тем,. р0 что в известное нагрузочное устройство, содержащее преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, имеющий систему регулирования тока нагрузки, систему регулирования коэффициента мощности и систему защиты инвертора от опрокидывания при понижении напряжения ведущей сети, введены первый и второй коммутирующие элементы, программный блок и задатчик режима работы, причем силовой вход первого коммутирующего элемента соединен со входом управля.емого выпрямителя, силовой вход второго коммутирующего элемента подключен к нагружающей электрической сети, 35 силовые выходы первого и второго коммутирующих элементов объединены и подключены к дополнительным выходным выводам для потребителей энергии, управляющие входы первого и второго 40 коммутирующих элементов соединены с выходами программного блока, один из входов которого соединен с выходом задатчика режима работы, а другой с упомянутыми выше дополнительными выходными выводами, Дополнительная нагрузка может быть секционирована, число секций не ограничено.

На чертеже приведен вариант выпол- щ нения комбинированного нагрузочного устройства с одной секцией дополнительной нагрузки.

Цриводной двигатель 1 судовой электростанпии вращает генератоР 2 перЕменного тока. Последний нагружен управляемым выпрямителем 3, через зависимый инвертор 4 соединенным с сетью 5, Датчик 6 тока нагрузки может быть включен последовательно в силовую пепь нагрузки, например, на 60 входе управляемого выпрямителя. Датчик 7 входного напряжения выпрямителя своим входом подключен к выходным выводам испытуемого генератора, а выходом вЂ” к одному из входов задатчи- б5 ка U, На второй вход задатчика вводится (автоматически или вручную) задание тока нагрузки, а выход его соединен с одним из входов первого решающего блока 9, второй вход блока

9 соединен с выходом датчика тока 6, а выход вЂ” co входом операционного усилителя 10. Выход усилителя 10 соединен со входом системы импульснофазового управления (СИФУ) выпрямителем 11. Выход логического элемента 12 соединен с одним из входов первого решающего блока 9, а два его входа соответственно соединены с выходом датчика 13 входного напряжения инвертора и выходом датчика 14 выходного напряжения инвертора. Задатчик 15 системы автоматического регулирования коэффициента мощности нагрузки имеет два входа, один из которыхсоединен с . выходом датчика выходного напряжения инвертора, а второй используется для ввода задания коэффициента мощности нагрузки. Выход задатчика 15 соединен с одним из входов второго решающего блока 16, второй вход которого соединен с выходом датчика коэффициента мощности 17. В свою очередь, датчик коэффициента мощности 17 включен на выходе испытуемой судовой электростации. Выход второго решающего блока 1Ь соединен со входом операционного усилителя 18, выход которого соединен с СИФУ инвертора 19. Секция дополнительной нагрузки 20 соединена с выходами первого коммутирующего элемента 21 и второго коммутирующего элемента 22. Силовой вход первого коммутирующего элемента 21 соединен с входом управляемого выпрямителя 3, а силовой вход второго коммутирующего элемента 22 соединен с заводской сетью 5. Программный блок 23 имеет два входа, на один из них поступает информация о режиме питания потребителей секций дополнительной нагрузки 20, а на второй вЂ” программа работы коммутирующих устройств из задатчика режима 24. Два .выхода программного блока соединены с управляющими входами коммутирующих устройств °

Комбинированное нагрузочное устройство работает следующим образом.

Испытуемая судовая электростанция, представленная приводным двигателем 1 и генератором 2, может нагружаться либо сетью 5 через преобразователь частоты либо секциями (например 20) дополнительной нагрузки, либо той и другой нагрузки бдновременно. В процессе нагружения испытуемой электростанции сетью нагрузку можно изменять плавно, автоматически поддерживая ее с высокой степенью точности. При этом можно задаьать любое (в допустимых пределах) значение коэффициента мощности нагрузки. Дополнительная нагрузка задается подключением с помощью первого коммутирующего элемента к

866644 грузки 20, задавая последовательность и временные интервалы в процессе работы коммутирующих устройств. Так, например, при необходимости подключить секцию 20 к испытуемой электростанции срабатывает сначала второе коммутирующее устройство 22, отключая секцию от питающей сети 5, а затем первое коммутирующее устройство

21, подключающее секцию к испытуемой

d0 электростанции. При отключении той же секции 20 от испытуемой электростанции первое и второе коммутирующие ус- 65 испытуемой электростанции одной или нескольких секций. При этом указанные секции должны быть предварительно отключены, от электрической сети но так, чтобы непрерывность питания потребителей не нарушалась. 5

В CAP тока нагрузки, задаваемое с помощью задатчика 8 значение тока нагрузки сравнивается решающим блоком 9 с текущим значением. тока нагрузки,измеряемым датчиком тока 6.Выработанный блоком 9 с учетом других факторов (например запаса устойчивости инвертора) сигнал рассогласования через операционный усилитель воздействует на СИФУ 11 так, чтобы свести к нулю случайно появившееся рассогласование, т. е. чтобы поддерживать текущее значение тока нагрузки, равным заданному. Задание в систему может вводиться вручную или автоматически. Так как датчик тока 6 включен в QO общую магистраль тока нагрузки, значение его выходного сигнала зависит от суммарного тока нагрузки испытуемого генератора. CAP тока нагрузки воздействием -на СИФУ выпрямителя 3 обеспечивает поддержание с заданной степенью точности общего тока нагрузKH испытуемой электростанции. Если при этом нагрузка соответствующей (подключенной к испытуемой электростанции) секции изменяется, например, вследствие включения или отключения отдельных потребителей, то указанные изменения компенсируются автоматическим регулированием, т. е. соответствующими изменениями тока нагрузки испытуемого генератора.

В CAP задаваемое с помощью задатчика 15 значение коэффициента мощности нагрузки сравнивается с текущим еГо значением, измеряемым датчиком 40

17. Система работает аналогично CAP тока нагрузки и воздействием на СИФУ инвертора 4 обеспечивает поддержание заданного значения суммарного коэффициента мощности нагрузки. Блоки

CAP 12-14 обеспечивают. автоматичес" кое снижение задания тока нагрузки воздействием на один из входов первого решающего блока 9 при Любом, снижении запаса устаячивостц инвертора ниже допустимого уровня. т

Програмный блок 23 обеспечивает коммутацию секции дополнительной натройства срабатывают в обратной последовательности. Непрерывность снабжения электроэнергией потребителей комму ируемой секции обеспечивается непрерывностью работы и быстродействием коммутирукицих элементов в заданной последовательности. С этой целью. коммутирующие элементы содержат быстродействующие бесконтактные ключи.

Таким образом, комбинированное нагрузочное устройство позволяет нагружать испытуемую судовую электростанцию не только сетью (с помощью согласующего преобразователя частоты) но и дополнительной секционированной заводской нагрузкой. При этом секции дополнительной нагрузки вторым коммутирующим устрсйством отключаются от питающей сети, а затем первым коммутирующим устройством подключаются к испытуемой судовой электростанции.

Чтобы обеспечить электроснабжение потребителей, составляющих дополнительную нагрузку, без перерыва, в качестве коммутирующих элементов использованы быстродействующие бесконтактные ключи.

Параллельная работа испытуемой электростанции с заводской сетью в процессе переключения дополнительной нагруэки исключается. Тем самым облегчается процесс переключения нагрузки, расширяются функционаЛьные воэможности нагрузочного устройства.

Формула изобретения

Комбинированное нагрузочное устройство, содержащее преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, имеющий систему регулирования тока нагрузки, систему регулирования коэффициента мощности и сис" тему защиты инвертора от опрокидывания при понижении напряжения ведущей сети, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мощности нагрузки, в него введены первый, и второй силовые коммутирующие элементы, программный блок и задатчик режима работы, причем силовой вход первого коммутирующего элемента соединен со входом управляемого выпрямителя, силовой вход второго коммутирующего элемента подключен к нагружающей электрической сети, силовые выходы первого и второго коммутирукицих элементов объединены и подключены к дополнительным выходным выводам для потребителей электрической энергии, управляющие входы первого и второго коммутирующих элементов соединены с соответствующими выходами программного блока, один из входов которогд соединен с выходом задатчика режима работы, а другой с упомянутым выше дополнительными выводами.

866644

Составитель A. Сытин

Техред A.Áàáèíåû КорректорЮ. Макаренко

Редактор Н. Пушненкова

Заказ 8089/75

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР у 658650, кл. H 02 Т 3/00, 25.04.79.

2. Авторское

М 736339, кл. H

3, Авторское

Р 685136, кл. В свидетельство СССР

02 Р. 9/42, 1976. свидетельство СССР

01 7 9/18, 1976.