SU1201989A1 - Method of controlling a.c.voltage at three-phase load - Google Patents

Abstract

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКЕ путем поочередного подключени  вьюодов дл  подключени  фаз нагрузки к выводам дл  подключени  фаз94 ных напр жений питающей сети, цикли-; чески череду  на периоде регулировани , длительностью больше периода питающего напр жени , комбинации . из фазных и нулевых значений напр - ; жений, отличающийс  тем j что, с целью увеличени  коэффициента мощности и числа ступеней регулиров ни , поочередно подключают каждую фазу нагрузки или две последовательно соединенные фазы нагрузки к выводам дл  подключени  линейных напр жений питающей сети, при этом циклически чередуют на периоде регулировани  комбинации из величин линейных, фазных , половины линейиых и нулевых значений напр жений/ сл с 1THE METHOD OF REGULATING THE VOLTAGE VOLTAGE ON THREE-PHASE LOAD BY alternately connecting the output switches for connecting the load phases to the terminals for connecting the phase 94 of the mains supply voltage, cycling; Combined sequence over the adjustment period, longer than the supply period, combinations. from phase and zero values eg -; j in order to increase the power factor and the number of stages of regulation, alternately connect each phase of the load or two series-connected phases of the load to the terminals for connecting the linear voltages of the supply mains, while cyclically alternating in the period of adjusting the combination of linear values , phase, half of the linear and zero values of voltages / cl c 1

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к преобразовательной технике и электротехнологии, и может быть использовано дл  регулировани  напр жени  натрёхфазных приемниках электрической энергии со зна читальной инерционностью, например печи сопротивлени  и другие промьшленйые электротермические установкиThe invention relates to electrical engineering, in particular, to converter equipment and electrical technology, and can be used to control the voltage of sodium-phase receivers of electrical energy with significant inertia, such as resistance furnaces and other industrial electrothermal installations.

Целью изобретени   вл етс  увеличение коэффициента мощности и числа ступеней регу тйровани .The aim of the invention is to increase the power factor and the number of stages of adjustment.

На фиг,1 представлена блок-схема ус5ррйствд на ключевых элементах симисторах.) , позвол ющего реализовать данный способ при питании от трехфазной сети с нулевым проводом; на фиг,2 - то же, без нулевого провода; на фиг. 3 - диаграммы напр жений , по сн ющие данный способ, на которых даны напр жени  на нагрузке дл  различных вариантов состо ни  ключей.Fig. 1 shows a block diagram of a us5rstvdd on key elements of a triac.), Which makes it possible to implement this method when powered from a three-phase network with a neutral conductor; Fig 2 is the same, without the neutral wire; in fig. Figure 3 shows the voltage diagrams that explain this method, on which the voltages on the load are given for different options of the state of the keys.

Устройство (фиг.1) содержит фазы 1, 2 и 3 нагрузки, выводы 4,5 и 6 дл  подключени  фаз питающей сети, выходные вьшоды 7-12 устройства , между которыми включены соответствующие фазы 1,2,3 нагрузки.Между соответствующими парами выходных выводов 7,12,9,8, и 11,10 включены ключи на симисторах 13,14 и 15. Ключи на симисторах 16,17 и 18 включены между нулевым выводом I9 и соответствующими выходными выводами 8,10 и 12.The device (Fig. 1) contains phases 1, 2 and 3 of the load, pins 4.5 and 6 for connecting the phases of the mains supply, outputs 7-12 of the device, between which the corresponding phases 1,2,3 of the load are included. Between the corresponding output pairs pins 7,12,9,8, and 11,10 included keys on the triacs 13,14 and 15. Keys on the triacs 16,17 and 18 are included between the zero output I9 and the corresponding output pins 8.10 and 12.

Устройство по фиг.2 отличаетс  от устройства по фиг.1 отсутствием нулевого вывода 19.The device of FIG. 2 is different from the device of FIG. 1 by the absence of a zero terminal 19.

Как видно из диаграммы фиг.З, в результате циклического включени отключени  ключей 13-18, результирующа  крива  напр жени  на фазах 1-3 нагрузки в течение одного цикла периода регулировани  состоит из отрезков синусоидальных напр жений различных амплитуд. Эти амплитуды напр жений принимают величины 0, 1, iJT от амплитудного значени  фазного напр жени  источника питани  (иф). Измен   с помощью ключей 13-18 длительность указанных отрезков напр жени , можно регулировать эквивалентное (действующее) значение напр жени  на нагрузке на периоде регулировани  .As can be seen from the diagram of FIG. 3, as a result of cyclic switching off of the keys 13–18, the resulting voltage curve at the load phases 1–3 during one cycle of the adjustment period consists of sinusoidal voltage segments of different amplitudes. These voltage amplitudes take values 0, 1, iJT from the amplitude value of the phase voltage of the power supply (IF). By changing the duration of the specified voltage segments with the help of keys 13-18, it is possible to regulate the equivalent (effective) value of the voltage on the load during the adjustment period.

В табл.1 приведены возможные Bapkанты включений ключей 13-18.Table 1 shows the possible Bapkants of key inclusions 13-18.

Череду  указанные варианты на периоде регулировани , можно получить -различные значени  эквивалентного напр жени  на нагрузке.The sequence of the indicated variants on the adjustment period, it is possible to obtain different values of the equivalent voltage on the load.

При наличии трехфазной сети с нулевым проводом работа всех фаз нагрузки происходит независимо и схема СФиг.1) позвол ет получить большееIn the presence of a three-phase network with a zero wire, the operation of all phases of the load occurs independently and the Sfig diagram 1) allows to obtain more

0 число вариантов, формировани  результирующей кривой напр жени  на нагрузке0 the number of options, the formation of the resulting voltage curve on the load

(фиг.Зч, 36, 3-г, 3, Зж, 3, Зи, Зк). В трехфазной сети питающего напр жени  без нулевого провода работа(fig.Zch, 36, 3-g, 3, Zzh, 3, Zi, Zk). In a three-phase mains supply without a zero wire operation

5 всех фаз нагрузки взаимосв зана.5 all phases of the load are interconnected.

Предложенный способ регулировани  переменного напр жени  позвол ет плавно измен ть активную мощность, нагрузки при обеспечении коэффициента мощности установки около единицы.The proposed method of controlling the alternating voltage allows the active power to smoothly change the loads while ensuring a plant power factor of about one.

Рассмотрим этапы регулировани  напр жени  и соответственно мощности на трехфазной нагрузке при наличии трехфазной питающей сети с нулевымConsider the steps of voltage regulation and, accordingly, power on a three-phase load in the presence of a three-phase mains supply with zero

5 проводом (фиг.1). При этом вьтолн ют комбинации различных уровней напр жени  по табл.1 на периоде регулировани .5 wire (figure 1). In this case, combinations of different voltage levels according to Table 1 are fulfilled during the adjustment period.

На первом этапе регулированиеIn the first stage regulation

0 напр жени  производ т путем периодического включени  и отключени  одного из ключей 16-18 при отключенных ключах 13-15. Тогда, результирующа  крива  напр жени  на периоде регу- лировани  будет состо ть из паузы и отрезка однофазного напр жени  (см. фиг.4ел), измен   длительность которого можно регулировать активную мощность , потребл емую нагревательнымVoltage 0 is produced by periodically turning on and off one of the keys 16-18 with the keys 13-15 disconnected. Then, the resulting voltage curve on the adjustment period will consist of a pause and a single-phase voltage segment (see FIG. 4), by changing the duration of which you can adjust the active power consumed by the heating voltage.

элементом, в диапазоне (0-0, 111) РН ( РН номинальна  мощность).element, in the range of (0-0, 111) PH (PH nominal power).

На втором этапе регулирование напр жени  производ т включением двух и отключением одного из ключей 16е 18. Тогда результирующа  крива  напр жени  на периоде регулировани  будет состо ть из отрезков одно- и двухфазных синусоидальных напр жений (см.фиг.48) , измен   соотношениеAt the second stage, the voltage regulation is made by turning on two and turning off one of the keys 16e 18. Then the resulting voltage curve for the adjustment period will consist of one- and two-phase sinusoidal voltage segments (see Fig.48), changing the ratio

И длительность которых можно регулировать активную мощность, потребл емую нагревательным элементом, в диапазоне (0,111-0,222) Рц.And the duration of which can be controlled by the active power consumed by the heating element in the range (0.111-0.222) Rc.

На третьем этапе регулирование напр жени  производ т включением трех и отключением одного из ключей 16-18. Тогда результирующа  крива  напр жени  на периоде регулирова3 .In the third stage, voltage regulation is performed by turning on three and turning off one of the keys 16-18. Then the resulting stress curve on the period of regulation3.

ни  будет состо ть из отрезков двухи трехфазных синусоидальных напр жений (фиг. 4 Е) , измен   длительность которых регулируют активную мощность , потребл емую нагревательным элементом, в диапазоне (0,2220 ,333) Рц.It will consist of two and three-phase sinusoidal voltage segments (Fig. 4E), varying the duration of which regulate the active power consumed by the heating element in the range (0.2220, 333) Rc.

ii

На четвертом этапе регулированиеIn the fourth stage regulation

напр жени  производ т включением , трех ключей 16-18, затем отключением вух из этих ключей и включением одного из ключей 13-15. Тогда результирующа  крива  напр жени  на периоде регулировани  будет состо тб из отрезков трехфазных, однофазного и линейного синусоидальных напр жений (см.4г) измен   длительность которых можно регулировать активную мощность, потребл емую нагревательНагружение на фазах the voltage is produced by turning on three keys 16-18, then disconnecting the switch from these keys and turning on one of the keys 13-15. Then the resulting voltage curve for the adjustment period will consist of three-phase, single-phase and linear sinusoidal voltage segments (cm.4g), by changing the duration of which you can control the active power consumed by the heater.

Вариант,Option

N нагрузкиN load

0,0,0 ф 0,00,0,0 f 0,0

1ч.1.1h.1

UCP , и оUCP and oh

и,  and,

, ифОifo

гг., л „ 45 ,.he., l „45,.

Зи, - Uq, , Uq) lf3U, и, иZi, - Uq,, Uq) lf3U, and, and

-011, и, о-011, and, o

-1зи«, -J5tL, iL-1u ", -J5tL, iL

и. , .-Яи,and. , .-Me and,

019894019894

ным элементом, в диапазоне (0,330 ,444) Р.nym element in the range (0,330, 444) R.

Последовательность операций на последующих этапах регулировани  иThe sequence of operations in the subsequent stages of regulation and

5 состо ние ключей по фиг.1 и 2 сведены в табл.2. Там же указаны этапы регулировани  и последовательность операций дл  регул тора без нулевого провода (фиг.2). На границах всех5, the state of the keys of FIGS. 1 and 2 are summarized in Table 2. It also shows the stages of regulation and the sequence of operations for a controller without a neutral wire (Fig. 2). On the borders of all

10 этапов регулировани  коэффициент мощности регул тора около единицы.10 stages of regulating the power factor of the controller near the unit.

Таким образом, диапазон регулировани  по предлагаемому способу дел т щ участки, в пределах которых регулирование напр жени  осуществл етс  чередованием на периоде регулировани  комбинаций из величин линейных , фазных, половины линейных и нулевых значений напр жени  на фазахThus, the control range of the proposed method of dividing areas within which the voltage control is carried out by alternating over the control period combinations of values of linear, phase, half linear and zero voltage values on the phases

20 нагрузки.20 loads.

Таблица 1Table 1

Номера диаграмм, изобвключени  ражающих напр жение на фазах нагрузкиNumbers of diagrams that exclude voltages at load phases

дл  схемы I дл  схемы фиг.I I фиг.2for circuit I for circuit of fig. I I of figure 2

из 16, 17, За from 16, 17, For

3J3J

из 16, 17from 16, 17

из 16, 17,18 ЗЬfrom 16, 17,18 ЗЬ

16,17,18 3i16,17,18 3i

ЗгZg

13,17 или За 18 13,17 or 18

ЗеZe

.13, 17 13,17,18 Зтк.13, 17 13,17,18 Ztk

14,18,16 14,18,16

15,16,173ц15,16,173z

из 13,14,153out of 13,14,153

33

13,14,18Зц 13,14,18Зц

14,15,16 15,13,1914,15,16 15,13,19

13,14,15 Зк13,14,15 Зк

ЗкZK

Таблица 2table 2

1 и 21 and 2

Включен-отключенAQEnabled-disabledAQ

одинone

из 16-18from 16-18

2 и 42 and 4

Включены два из 16-18,Two of 16-18 are included,

а затем один из них 45and then one of them is 45

Включены 16-18, затем 4Ь Included 16-18, then 4b

4 и 5 отключен один из них4 and 5 one of them is disabled

5 и 65 and 6

Включены 16-18, затем Included are 16-18, then

IV отключены два из 16-18 и включен один из 13-15IV disabled two of 16-18 and one of 13-15

Включены один из 13-15 5oi One of 13-15 5oi included

6 и 8 и два из 16-18, затем отключен .один из 16-186 and 8 and two from 16-18, then disabled. One of 16-18

Включены два из 13-15, 58 Included are two of 13-15, 58

8 и 98 and 9

I затем отключен один из 13-15 и включены два из 16-18I then disabled one of 13-15 and included two of 16-18

Включены два из 13-15 56 Two of 13-15 56 are included.

9 и 109 and 10

I и один из 16-18, затем последний отключенI and one of 16-18, then the latter is disabled

Включены 13-15, за- 5г Included 13-15, for 5g

9 и 119 and 11

I I 1 тем отключен один из 13-15 и включен один из 16-18I I 1 topics disabled one of 13-15 and one of 16-18 enabled

Включен-отключен 6а Enable / Disable 6a

1 и 3 один из 16, 17, включен 181 and 3 one of 16, 17, included 18

Включен 1В, включены 6 & Included 1B, included 6 &

3 и 53 and 5

I 16, 17, затем отключен один ич нихI 16, 17, then disabled one ich them

(0-0,111) Р(0-0,111) P

(0,111-0,222) Р„(0,111-0,222) Р „

(0,222-0,333) Р(0,222-0,333) Р

4г (0,333-0,444) Р.,4g (0.333-0.444) R.,

(0,444-0,555) Р,(0,444-0,555) P,

(0,555-0,666) Р(0,555-0,666) Р

(0,666-0,777) Р„(0,666-0,777) Р „

(0,777-1) Р„(0.777-1) Р „

(0-0,167) Р„(0-0,167) Р „

(0,167-0,333) Р.,(0.167-0.333) R.,

Включен 18, включен 6Ь Enabled 18, enabled 6b

111 5 и 7 один из 16,1 7 и один из 13, 14, затем последний отключен и включены 16, 17111 5 and 7 one of 16.1 7 and one of 13, 14, then the latter is disabled and enabled 16, 17

7 и 97 and 9

Включен 18, включены 13, 14, затем одинEnabled 18, included 13, 14, then one

отключен и включен один из 16, 17one of 16, 17 is disabled and enabled

Включены 16-18, за9 и 11 тем отключен один из них16-18 are on, one of them is disabled for 9 and 11 topics

U J/.Ji-.- UU J / .Ji -.- U

т. д/ etc. /

(0,333-0,5) Р.(0.333-0.5) P.

(0,5-0,666) Р„(0,5-0,666) Р „

б2b2

(0,666-1) Р..(0.666-1) R ..

ЮYU

12 1в12 1v

16sixteen

1717

%.%

Фиг. 2FIG. 2

ЛL

II

ШХХШХ ШЩщSHHHShH SHSHSCHCH

т.t.

ЛL

/ ./.

-V-V

уat

/ /

L/L /

atpuoi рпулирайана  Фиг . иatpuoi rpulirayana FIG. and

Claims (1)

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКЕ путем поочередного подключения выводов для подключения фаз нагрузки к выводам для подключения фаз ных напряжений питающей сети, циклически чередуя на периоде регулирования, длительностью больше периода питающего напряжения, комбинации из фазных и нулевых значений напря^- i жений, отличающийся тем, ΐ что, с целью увеличения коэффициента мощности и числа ступеней регулирования, поочередно подключают каждую фазу нагрузки или две последовательно 'соединенные фазы нагрузки к выводам для подключения линейных напряжений питающей сети, при этом циклически чередуют на периоде регулирования комбинации из величин линейных, фазных, половины линейных и нулевых значений напряжений/METHOD FOR AC VOLTAGE REGULATION ON THREE-PHASE LOAD by alternately connecting the terminals for connecting the load phases to the terminals for connecting the phase voltage of the supply network, cyclically alternating over the regulation period, longer than the supply voltage period, a combination of phase and zero voltage values ^- i , ΐ that, in order to increase the power factor and the number of control stages, each load phase or two series-connected load phases are connected in turn to terminals for connection of the mains line voltage, the cyclically alternated at a period of regulation of the linear combination, phase, half of the linear and zero voltages / Фиг. 1 и .... 1201989FIG. 1 and .... 1201989 1201989 21201989 2