Способ управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВАвторское свидетельство СССР Ъ 1 г 989597.кл.Н 01 Р 29/14.19 В 2.Обручник В.П. дискретно управляемые Ферромагнитные устройств-а для преобразования параметра электроэнергии. М. Наука. 1979.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫМ УСТРОЙСТВОМ С ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ(57) Сущность изобретения е качестве влемента. формирующего импульсы подмагниЧИВЭНИЯ. ИСПОЛЬЗУЮТ НЗКППИТВЛЬНЫЙ конденсатор. Его подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения. после чего конденсатор подключают к обмотке управления. В МОМЕНТ ПЕРЕХОДЕ ВГО ТОКЗ через нуль КОНДВНСЭТОВ отключаю-т ОТ ОМОТКИ И ПОДКЛ ЮЧЗют к источнику электрической энергии. Процесс заряда и разряда конденсатора на обмотку управления осуществляют циклически. а заданное значение тока разряда накоПИТВПЬНОГО КОНДЕНСБТОПЭ СОЗДЗЮТ ПУТЕМ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЕГО К обмотке В заданные НЮ менты времени. синхронизированные с напряжением питания управляемого ферромагнитного устройства.Изобретение относится к области алектротехники и может быть использовано для управления и повышения быстродействия ферромагнитных устройство подмагничиванием.Известен способ непрерывного управления электрическими реакторами с подмагничиванием. заключающийся в подаче к обмотке подмагничивания регулируемого постоянного напряжения. под действием которого в этой цепи протекает постоянный ток изменяющий насыщение магнитопроводов и соответственно потребляемый ток.Недостатком этого способа является то. что при его реализации подмагничиваемые Ферромагнитные устройства имеют низкое быстродействие.Известен способ дискретного управления ферромагнитным устройством с подмогничиванием. заключающийся в формировании подмагничивающих импульсов в обмотке. шунтированной диодом и подключенный к источнику постоянного тока через управляемый элемент. например. тиристор.Подмагничиваюише импульсы в этой цепи создаются путем коммутации управляющего элемента.Данный способ является наиболее близ ким к предлагаемому изобретению и принят авторами за прототип.Недостатками данного способа является низкое быстродействие. достигаемое в устройствах с лодмагничивением. при его реализации. это объясняется тем. что ско шены) (э) 21 (61)рость передачи энергии. идущей на насыщение магнитопроеода ферромагнитного устройства. при наборе или сбросе мощности. определяется постоянной времени цепи управления. которое имеет большое значение. В связи с чем переход от одного установившегося режима к другому осуществляется с большой инерционностью.Целью данного изобретения является повышение быстродействия управляемых ферромагнитных устройств с подмагничиваннам при реализации предлагаемого способа, Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что подмагничивающие импульсы в обмотке управления формируют с помощью накопительного конденсатора. который подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения. ОТКЛЮЧЭЮТ ЕГО И ПОДКЛЮЧЗЮТ К выводам обмотки управления. после этого е момент перехода его тока. через нуль конденсатор отключают от обмотки и подклю чают к источнику электрической энергии.причем процесс заряда и разряда накопительного конденсатора на обмотку управления ос-уществляют циклически. а заданное значение И полярность тока разряда НЭКО пительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени синкрониизироеанные с напряжением питания управляемого ферромагнитного устройства.Отличительные признаки от прототипа формирование подмагничивающих импульсов накопительным конденсатором порядок подключения и отключения накопительного конденсатора к источнику электрической энергии и обмотке управления формирование заданного значения и полярности тока в обмотке за счет подключения к-ней накопительного конденсатора а заданные моменты времени синхронизированные с напряжением питания устройства.Физическая сущность предлагаемого способа управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием заключается в ис-пользовании для создания подмагничилающих импульсов энергии предварительно заряженного конденсатора. который при подключении к обмотке управления разряжается и создает ток разрядамзменяющийся по колебательному закону.Рассмотрим этот процесс при допущении. что кривая намагничивания стали сердечника аппроксимируется двумя прямолинейными отрезками.Накопительный конденсатор подключается к источнику электрической энергии и заряжается до заданного значения напря 1315жения. Значение этого напряжения выбирается из условия обеспечения заданного импульса подмагничивания. амплитудное значение которого обеспечивает номинальное значение рабочего тока.По окончании процесса заряда накопительного конденсатора его отключают и подключают к выводам обмотки управления с помощью коммутационного устройства. например. тиристорного коммутатора. при этом в накопительном конденсаторе и обмотке управления возникает ток. который в общем случае описывается уравнениемПри этом напряжение на обмотке под магничивания-иаменяется по закону. описываемому уравнениемгде ист значение напряжениядо которого заряжен накопительный конденсатор, Учитывая. что при. разряде накопительного конденсатора используется первый импульс. а также пренебрегая потерями Н 0. то формулы для тока и напряжения можно упростить и записать в следУющем виде1. индуктивность реактора со стороны обмотки упраления.За счет изменения и, на выводах обмотки управления. в стержнях магнитопровода возникают однонаправленные магнитные потоки с частотой (В о .Изменение суммарных магнитных пото КОБ В стержнях ППОИСКОДИТ СОГПВСНО выраЖЕНИЮгде Фшг магнитный потокюбусловленныи напряжением сетевой частоты го .Фдш магнитный потокрбусловленныи напряжением Пса с частотой ш оф - сдвиг по фазе между максимальными значениями Фтди- Фто в стержне. зависящий от нтомента подключения накопительного конденсатора к обмотке управления.Изменение момента времени подключения накопительного конденсатора к обмотке управления. изменяет фазу фмагнитного потока Фти относительно Фкд. и соответственно максимальное значение Фдд . Изменение Фиг приводит к изменению значения импульса тока в обмотке управления и соответственно к изменению потока подмагничивания естержнях.Таким образом. изменением моменте подключения накопительного конденсатора к обмотке управления можно изменить значение импульса магнитного потока Фиг. тока 1 и задавать любое значение поСТОЯННОГО МВГНИТНОГО ПОТОКЕ В стержнях МЗГНИТОПВОБОДЗ И СООТВЕТСТВВННО РЗОЧЗГО тока. Частота Шо определяет быстродействие устройства и при значении то 1 ООБ 28 с 1 скорость перехода. при питании устройства напряжением сети, с одного режима работы к другому происходит за 1 001 с. То есть достигается высокое быстродейстаие. Такое же бьтстродейстеие достигается и при уменьшении потребляемого тока. при этом накопительный конденсатор подключается к обмотке управления противоположной полярностью.При поддержании статического режима работы. УФУ, с неизменным значением потребляемого тока. процесс зарядтазрядДля поддержания заданного значения тока потребляемого из сети. необходимо создавать небольшие добавки подмагничиватощего потока в магнитопроводах. чтобы компенсировать его уменьшение. Обеспечить такой режим можно. как описывалось выше. за счет изменения подключения накопительного конденсатора к обмотке управления.При переходе тока накопительного конденсатора через ноль. напряжение на его зажимах ИЗЪЛЭНЯЭТ полярность И УМЕНЬШЕется относительно первоначального значения Нед-д. Поэтому заряд накопительного конденсатора до заданного значения необ 6кодимо производить подключением его к источнику злектрическьттда эноргиидсотра радность напряжений на накопительном конденсаторе и источнике электрической энергии близок к нулевому значению. Это позволит избежать броское тока при зарядке. снижению потерь энергии. а также использовать для зарядки накопительного конденсатора нерегулируемый источник напряжения.Частота подключений и разряда накопительного конденсаторе к обмотке управления зависит от постоянной времени цепи управления. Для мощных устройств, у которыхдсак правилодобротность велика. частота подключении составляет один раз в 10-30 периодов частоты сети. для устройств меньшей мощьъости- один раз в -Б 8 периодоа.Таким образом. предлагаемый способ позволяет значительно повысить быстродействие ферромагнитных устройств и использовать их для повышения динамической устойчивости линий электропередач и значительно повысить экономический эффект от их применения.Способ управления жрерромагнитътьлм устройством с подмагничглванием. заключающийся в том. что формируют подмзгньтчивающие импульсы в обмотке управления. отлича ющиися тем.чтосцельээ повышения быстродействия, в качестве элемента формирующего импульса подмагничивания в обмотке управления используют накопительный конденсатор. который подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения, отключают его и подключают к выводам обмотки управления, после этого в момент перехода его тока через нуль конденсатор отключают от обмотки и- подключают к источнику электрической энергии. причем процесс заряда и разряда накопительного конденсатора на обмотку управления осуществляют циклически. а заданное значение тока разряда накопительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени. синхронизированные с напряжением питания управляемого ферромагнитного устройства.Составитель Е.Бродовой Верстка Казпатент А.Е.Бскенева Ответственный за выпуск Э.З.ФаИ 3 ова