Устройство для стабилизации симметрии напряжений многофазного источника переменного тока
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в автономных электроэнергетических системах, где возможны режимы несимметричной загрузки фаз источника. Устройство выполнено на основе общего регулятора напряжения и блока симметрирования напряжений с использованием реактивных исполнительных элементов подгрузочного типа. Управление исполнительными элементами осуществляется автоматическими регулирующими устройствами. Подключение измерительных органов блока симметрирования напряжений к точкам подсоединения нагрузки повышает качественные показатели регулирования напряжений источника.
Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для использования в автономных системах электроснабжения, где возможны режимы несимметричной загрузки фаз источника, причем распределение нагрузок по фазам может носить случайный характер.
Аналогом полезной модели того же назначения к заявленной по совокупности признаков является техническое решение по авторскому свидетельству 
811404, кл. Н02J 3/26.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является устройство по авторскому свидетельству 879704, кл. Н02J 3/26, принятое за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, следует отнести объединение общего регулятора напряжения (ОРН) и блока симметрирования напряжений в единую функциональную и конструктивную систему. Это исключает возможность самостоятельного функционирования ОРН (без использования блока симметрирования), что необходимо в режимах, когда нагрузка не имеет явно выраженной несимметричной составляющей. Данная особенность построения устройства, принятого за прототип, сужает его функциональные возможности. Кроме того подключение измерительных органов известного технического решения к выходным фазам источника переменного тока обеспечивает стабилизацию напряжений именно на этих зажимах, а не в точках подключения потребителей (нагрузки). В результате при значительном удалении потребителей от источника происходит снижение точности поддержания напряжений на зажимах потребителей из-за меняющегося падения напряжения в линии, соединяющей источник и нагрузку.
Сущность заявленной полезной модели заключается в придании независимости функционирования общему регулятору напряжения от блока симметрирования напряжений. Кроме того предложено осуществлять подключение измерительных органов не к выходным фазам источника, а к клеммам подсоединения нагрузки (потребителей).
Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности стабилизации напряжений в точках подключения потребителей.
Указанный технический результат при реализации заявленной модели достигается тем, что в устройстве для стабилизации симметрии напряжений трехфазного источника переменного тока с несимметричной нагрузкой, содержащем блок симметрирования напряжений, включающий в себя измерительные органы; суммирующие элементы, к инвертирующим входам которых подсоединены выходы измерительных органов, а к неинвертирующим входам подключен выход блока задания уровня симметрируемых напряжений; исполнительные органы, входы которых посредством промежуточных усилителей соединены с выходами суммирующих элементов и общий регулятор напряжения, содержащий усилитель мощности, связанный с источником переменного тока и измерительное устройство, имеющее три входа, измерительные органы блока симметрирования напряжений подсоединены к точкам подключения нагрузки, а исполнительные органы подключены к фазам источника переменного тока, при этом в общий регулятор напряжения введен дополнительный блок задания напряжения, выход которого связан с неинвертирующим входом дополнительно введенного суммирующего элемента, а его инвертирующий вход подключен к выходу измерительного устройства, входы которого соединены с фазами источника переменного тока.
На чертеже приведена функциональная блок-схема предложенного устройства для стабилизации симметрии напряжений трехфазного источника переменного тока.
Сведения, подтверждающие возможность реализации полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
К трехфазному источнику переменного тока 1 с выходными фазами 2, 3, 4 подключена нагрузка 5. Устройство для стабилизации симметрии напряжений вышеуказанного источника содержит общий регулятор напряжения 6, воздействующий одновременно и в равной степени на напряжения всех его фаз (в системах с использованием электромашинных генераторных агрегатов общим регулятором напряжения является регулятор возбуждения) и блок симметрирования напряжений 7, осуществляющий пофазное регулирование напряжений источника путем подгрузки его фаз токами реактивных элементов. Общий регулятор напряжения содержит усилитель мощности 8, выход которого связан с источником переменного тока, а вход соединен с выходом суммирующего элемента 9. Инвертирующий вход суммирующего элемента связан с выходом измерительного устройства 10, подключенного к фазам источника переменного тока. Неинвертирующий вход суммирующего элемента подключен к выходу блока задания напряжения 11. Блок симметрирования напряжений включает исполнительные органы 12, 13, 14, выходы которых подключены к фазам источника, а входы посредством промежуточных усилителей 15, 16, 17 подсоединены к выходам суммирующих элементов 18, 19, 20, неинвертирующие входы которых связаны с выходом блока задания напряжения 21, а инвертирующие входы подключены к выходам измерительных органов 22, 23, 24, входы которых подсоединены к клеммам подключения нагрузки 25, 26, 27.
Работа устройства происходит следующим образом. Выходные напряжения источника переменного тока 1 контролируются в точках 25, 26, 27 подключения нагрузки 5 и преобразуются с помощью измерительных органов 22, 23, 24 в сигналы, удобные для сравнения на суммирующих элементах 18, 19, 20, с задающим напряжением, формируемым блоком задания 21. При этом на выходах элементов сравнения формируются управляющие воздействия, пропорциональные отклонениям контролируемых напряжений источника от заданного уровня. Далее управляющие воздействия усиливаются элементами 15, 16, 17 и поступают на входы исполнительных органов 12, 13, 14, которые осуществляют соответствующую подгрузку фаз источника. В результате осуществляется симметрирование напряжений, нарушенное подключением несимметричной нагрузки. Общий регулятор напряжения 6 обеспечивает при этом стабилизацию на заданном уровне усредненного напряжения всех фаз источника. С этой целью усредненное напряжение выделяется измерительным устройством 10 и сравнивается на суммирующим элементе 9 с заданным напряжением, формируемым блоком 11. Далее сигнал, пропорциональный отклонению усредненного значения напряжения от заданного уровня, усиливается блоком 8 и поступает в качестве управляющего воздействия на вход источника переменного тока.
Устройство для стабилизации симметрии напряжений многофазного источника переменного тока с несимметричной нагрузкой, содержащее блок симметрирования напряжений, включающий в себя измерительные органы; суммирующие элементы, к инвертирующим входам которых подсоединены выходы измерительных органов, а к неинвертирующим входам подключен выход блока задания уровня симметрируемых напряжений; исполнительные органы, входы которых посредством промежуточных усилителей соединены с выходами суммирующих элементов, и общий регулятор напряжения, содержащий усилитель мощности, связанный с источником переменного тока и измерительное устройство, имеющее три входа, отличающееся тем, что измерительные органы блока симметрирования напряжений подсоединены к точкам подключения нагрузки, а исполнительные органы подключены к фазам источника переменного тока, при этом в общий регулятор напряжения введен дополнительный блок задания напряжения, выход которого связан с неинвертирующим входом дополнительно введенного суммирующего элемента, а его инвертирующий вход подключен к выходу измерительного устройства, входы которого соединены с фазами источника переменного тока.
