Устройство для питания электрической установки

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 11.Х11.1968 (¹ 1289000)24-7) с присоединением заявки ¹ 1325994/24-7

Приоритет—

Опубликова но 23Х.1973. Бюллетень № 23

Дага опубликования описания 31Х.1974,Ч. Кл. 6 05f 3, 06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.316.721 (088.8) Автор изобретения

А Д Музыченко

Институт электродинамики AH Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ, ВЕЛИЧИНА КОТОРОГО HE ЗАВИСИТ

ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области электрических:стабилизаторов тока и предназначено главным ооразом для питания мощных промышленных установок, например электротермических.

Известны устройства для питания электри ческой установки с активным и акгивно-индуктивным характером .нагрузки переменным током, величина которого не зависит от сопр Jтивления нагрузки, содержащие для каждой фазы нагрузки конденсаторную батарею дроссель с равными по величине,реактивными сопротивлениями, соединенные с выводами для подключения нагрузки в звезду. Лучи звезды подключены,к трехфазному,источнику напряжения, линейное напряжение которого между первым,и вторым выводами, к которым подключены соответственно лучи звезды с нагрузкой .и дросселем, сдвинуто по фазе относительно двух других линейных напряжеп:лй на углы, .меньшие 90 эл. град. Однако при питании активных и активно-,индуктивных нагрузок эти устройства;игмеют повышенную мощность:конденсаторных батарей.

Особенность описываемого устройства состоит в том, что в качестве источника напряжения,используют .источник, линейное напряжение которого между первым и третьим выводами сдвинуто по фазе относительно линейного напряжения между вторым и третьим вы водами на угол 90 — 120 эл. град. Это позволяет уменьшлть установленную мощность конденсаторных батарей. Причем при питании нагрузки с cOS lg не выше 0,75 в.качестве источ ика напряжения используют трехфазную сеть электропитания с нулевой точкой, а третьим выводом, к которому, подключен луч звезды с конденсаторной батареей, служит ее нулевой вывод. При питании нагрузки с сов ср

10 выше 0,75 в качестве источплка напряжения лспользуют источник, одно из линейных напряжений которого сдвинуто по фазе относительно двух других соответственно на 30 и

90 эл. град.

15 На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства при пигащп1 однофазной нагрузки

cos р не выше 0,75 от сетл с нулевым выводом; на фиг. 2 — вариант реализациси устройства при тех же, что на фиг. 1, условиях, ло при

20 трехфазной нагрузке с разделительным согласующим трансформатором; на фпг. 3 — топографическая диаграмма для схемы, показанной на фиг. 1; на фиг. 4 — принципиальная схема устройства при питании однофаз25 ной нагрузки с cps р.выше 0,75.от трехфазной сети с преобразозателем напряжений; на фиг.

5 и 6 — два варианта,реализации устройства при Трх же, что и на фиг. 4, условиях.

На чертежах"..1, В, С вЂ” фазовые выводы

ЗО трехфазной сети переменного тока, 0 — пуле383038 вой вывод той же сети, Н вЂ” нагрузка, др— дроссель, К вЂ” конденсатор (на фиг. 2 дроссели и конденсаторы, включенные в разные фазы, соответственно Дрь Др2, Др и К,, К2, К,), PT —,разделительный трансформатор, ПР— 5 преобразователь трехфазпой симметричной системы напряжений в трехфазную несимметричную (см. фиг. 4), TT — трехфазный трансформатор (см. фиг. 5), АТ вЂ” автотрансформатор (см. ф.иг. 6), а, b, с — фазовые выво- 1О ды несимметричного трехфазного источника на пряжений (см. фиг. 4 — 6) .

Работа такого устройства заключается в том, что при настройке дросселя и конденсаторной батареи в резонанс ток в нагрузке не зависит от величины ее сопротивления. При питании мощной нагрузки опа соединяется с настроенными в резонанс дросселем и конденсатором в звезду, выводы,которой:питаются от трехфазной сети переменного тока. Однако ripe активно-индуктивной нагрузке уста.новленная .мощность такого устройства (отношение суммарной мощности реактивных элементов — конденсатора .и дросселя — к fOминальной:мощíîcòè нагрузки) весьма значительна. В частности, п ри сов ср нагрузки

0,5 — 0,7 это отношение составляет 2,88 — 2,34.

При этом удельный вес мощностей конденсаторов и их стоимость особенно велики. В результате стоимость таких устройств очень возрастает, особенно при низких коэффициентах мощностей,,При подключении же лучей звезды к несимметричному трехфазному источнику напряжений суммарная установленная мощность (и стои>мость) реактивных элементов значительно снижается.

В случае, если коэффициент мощности мал (не превышает 0,75), конденсаторные батареи 40 подключаюгся,к нулевому выводу трехфазной сети (см. фиг. 1 и 2). Топографическая диаграмма (см. фиг. 3),иллюстрирует эту схеалу.

Здесь векторы напряжений UoA, Уов Уос совмещены с .расположением элементов схемы. 4

|Показаны положения общей точки соединения элементов в звезду в номинальном режиме работы при различных фазовых углах нагрузки

y = 0; —; — . Эта схема применяется и при

6 3/

50 сов (p выше 0,75 (по сравнению с симметричной системой питания она все .равно дает пре,имущество). Если,же cos Cp нагрузки 0,75 — 1 (что соответствует фазовосчу у.глу нагрузки

41 — 0 ), пользуются схемами, изображенными па фиг. 4 — 6. Здесь ПР— преобразователь симмегричной трехфазной системы напряжений в трехфазную песимметричную со сдви гом между линейными напряжениями па выходе 30 и 90 . Такой преобразователь может быть выполнен в частности по схемач, данным,на фиг. 5 и 6. В первом варианте в качестве источника напряжения с указанным сдвигом по фазе между линейными напряжения,чи используется трехфазный силовой трансформатор, первичные обмотки которого соединены в «треугольник» и подключаются ,к трехфазной симметричной сети, две вторичных соединены концами, а конец третьей под соединен к началу второй; во втором варианте

:источник напряжения выполняется на основе однофазвого автотрансформато ра со средним выводом, подключенного крайними выводами к двум фазам трехфазной симметричной сети, причем два вывода источника образованы одним,из крайних .и средним выводами автотрансформатора, а третий вывод источника подключается к @е связанной с автотрансформатором фазе трехфазной симметричной сети.

Предмет изобретения

1. Устройство для питания электрической установки переменным током, величина которого не зависит от сопротивления нагрузки, при активном и активно-индуктивном харак тере нагрузки, содержащее для каждой фазы нагрузки конденсаторную батарею и дроссель с равными;по величине реактивными сопротивлениями, .соединенные с выводами для под.ключения .нагрузки в звезду, лучи которой подключены к трехфазному источнику напряжения, линейное напряжение которого между первым и вторым выводами, к которым подключены соответственно лучи звезды с на грузкой и дросселем, сдвинуто по фазе относительно двух, других линейных напряжений на углы, меньшие 90 эл. град., отличающееся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности конденсаторных батарей, в качестве источника напряжения использован источник, линейное напряжение которого между первым и третьим выводами сдвинуто по фазе относительно линейного напряжения между вторым и третьим выводами на угол 90 — 120 эл. град.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при питан ии нагрузки с cOs q> не выше

0,75 в качестве, источника напряжения .использована трехфазная сеть электропитания с пулевой точкой, а третьим выводом, к которочу подключен луч звезды с конденсаторной батареей, служит ее нулевой вывод.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при питании напрузки c cos гр выше 0,75 в качестве, источника напряжения использован источник, одно из линейных,на пряжений которого сдвинуто по фазе относительно двух дру тих соответственно на 30 и 90 эл. град.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в качестве источника напряжения с указанным сдвигом по фазе между линейными напряжениями использован трехфазный силовой трансформатор, первичные обмотки которого соединены в «треугольник» и подключаются к трехфазной симметричной сети, две вторичных соединены концами, а конец третьей подсоединен к началу второй.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что источник напряжения выполнен на основе

383038

Др1

PT однофаз ного автотрансформатора со средним выводом, подключенного крайними выводами к двум фазам трекфазной симметричной сети, причем,два из выводов источника образованы одним из крайник и средним выводами авто трансформатора, а третий вывод источника подключается к .не связанной с автотрансформатором фазе трекфазной симметричной сети.

Приоритет по пп. 3 — 5 исчислять с 24 апреля 1969 г.

383038

Составитель А. Обух

Редактор T. Загребельная Техред Е. Борисова Корректор Е. Хмелева

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 640 Изд № 602

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, Ж-35, Раушская

Тираж 768 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5