Способ управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием — SU 1772868 (original) (raw)

"ческии инстиретного Справлейством с подмаг ающийся ввающих импСльой диодом и подОстоянного тока ,например, тири ОЭ о ие импульсы в этой цекоммутации Справляюаеас является наибо С изобретениюи.анного способа являетйствие, достигаемое в агничиванием, при его ьясняется тем, что сколее близ и приня ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПб ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Дорожко Л.И. и др. Детекторы с поперечным подмагничиванием. М.: Энергия,1977.Авторское свидетельство СССРч. 989597, кл, Н 01 Р 29/14, 1982,Обручник В.П. Дискретно управляемыеферромагнитные устройства для преобразования параметра электроэнергии. М.: Наука,1979,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФЕРРОМАГ-.НИТНЫМ УСТРОЙСТВОМ С ПОДМАГНИИВАНИЕМ Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления и повышения быстродействия ферромагнитных устройств с подмагничиванием,Известен способ непрерывного Справления 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 подмагничинаемые ферромагнитные Сстройства имеют низкое быстродействие.(57) Сущность изобретения: в качестве элемента, формирСющего импульсы подмагничивания, используют накопительный конденсатор, Его подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного напряжения, после чего конденсатор подключают к обмотке управления, В момент перехода его тока через нуль конденсатор отключают от обмотки и подключают к источнику электрической энергии, Процесс заряда и разряда конденсатора на обмотку Справления 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 Сстройс гва.(л Известен способ дискния ферромагнитным Сстроничиванием, заклюформировании подмагничсов в обмотке, шСнтированключенный к источникС ичерез управляемый элеменстор Подмагничивающпи создаОтся путемщего элемента.Данный способким к предлагаемомавторами за прототиНедостатками дся низкое быстродеустройствах с подмреализации, Это об1772868 5 10 заключается в том, что подмагничивающие импульсы в обмотке управления формируют с помощью накопительного конденсатора, который подключают к источнику электрической энергии и заряжают до заданного 20 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 и полярность тока разряда какопительного конденсатора создают путем подключения его к обмотке в заданные моменты времени синхрониизированные с на 30 пряжением питания управляемого ферромагнитного устройства,Отличительные признакиот прототипа: формирование подмагничивающих импульсов накопительным конденсатором; порядок подключения и .отключения 1= 1 Д, зп(во т,+ г)е Л Осо = Оса з 1 п( в о т + 2 )35 накопительного конденсатора к источнику электрической энергии и обмотке управления; формирование заданного значения и полярности тока в обмотке за счет подключения к ней накопительного конденсатора в заданные моменты времени синхрониэированные с напряжением питания устройства. 40 Физическая сущность предлагаемого способа управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием заключается в использовании для создания подмагничивающих импульсов энергии предварительно заряженного конденсатора, который при 50 подключении к обмотке управления разряжаетсяисоздаеттокразряда,изменяющий- у Р соба,1+Фщцсо 51 ящ)+9 ся по колебательному закону.яя в Рассмотрим этот процесс при допущегде Фп, - магнитный поток, обусловленныйнапряжением сетевой частоты в;Фпо - магнитный поток, обусловленныйнапряжением Осо с частотой во,нии, что кривая намагничивания стали сердечника аппроксимируется двумяпрямолинейными отрезками,Накопительный конденсатор подключается к источнику электрической энергии и заряжается до заданного значения напрярость передачи энергии, идущей на насыщение магнитопровода 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 подмагничиванием при реализации предлагаемого способа.Сущность предлагаемого изобретения жения, 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 уравнением- Ье- з и( в, т+ л),гдеп - амплитудное значение импульсов подмагничивания;в о - частота колебательного разряда.При этом напряжение на обмотке подмагничивания изменяется по закону, описываемому уравнением1Осо = Осип е".3 и( вт+а/2),где Осп - значение напряжения,до которого заряжен накопительный конденсатор,учитывая, что при разряде накопительного конденсатора используется первый импульс, а также пренебрегая потерями В =О, то формулы для тока и напряжения можно упростить и записать в следующем виде: О сп, 1где 1 щ = - -, во = -гд1. - индуктивность реактора со стороны обмотки управления.За счет изменения Осо на выводах обмотки управленйя, в стержнях магнитопровода возникают однонаправленные магнитные потоки с частотой в.Изменение суммарных магнитных потоков в стержнях происходит согласно выра- жению1772868 ф - сдвиг по фазе между максимальными значениями Ф,и Фпц ц стержне, зависящий от момента подключения накопительного конденсатора к обмотке управления.Изменение момента времени подключения накопительного конденсатора к обмотке управления, изменяет фазу ф магнитного потока Ф относительно Ф и соответственно максимальное значение Ф Изменение Ф,2 приводит к изменению значения импульса тока в оомотке управления и соответственно к изменению потока подмагничивания встержнях,Таким образом. изменением момента Составитель Е,БродовойТехред М.Моргентал Корректор Л.Филь Редактор Заказ 3850 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключения накопительного конденсатора к обмотке управления можно изменить значение импульса магнитного потока Ф тока и задавать любое значение по. стоянного магнитного потока в стержнях 20 магнитопровода и соответственно рабочего тока. Частота ш о определяет быстродействие устройства и пои значении а о = =100628 с скорость перехода, при питании устройства напряжением сети, с одного 25 режима работы к другому происходит за 1 = 0,01 с. То есть достигается высокое быстро-.действие. Такое же быстродействие достигаетсяи при уменьшении потребляемого тока, при этом накопительный конденсатор 30 подключается к обмотке управления противоположной полярностью.При поддержании статического режима работы УФУ, с неизменным значением по-.требляемого тока, процесс заряд-разряд 35 осуществляется циклически.Для поддержания заданного значения тока потребляемого из сети. необходимо создавать небольшие добавки подмагничива- .ющего потока в магнитопроводах, чтобы 40 компенсировать его уменьшение. Обеспечить такой режим можно, как описывалось выше, за счет изменения подключения накопительного конденсатора к обмотке управления. 45При переходе тока накопительного конденсатора через ноль, напряжение на его зажимах изменяет полярность и уменьшается относительно первоначального значения Оса. Поэтому заряд накопительного 50 Конденсатора до заданного значения необходимо производить подключением его кисточнику электрический энергии,когда разность напргокений на накопительном конденсаторе и источнике электрическойэнергии блиэок нулевому значению, Этопозволит избежать бросков тока при зарядке, снижению потерь энергии, а также использовать для зарядки накопительногоконденсатора нерегулируемый источник напряжения,Частота подключений и разряда накопительного конденсатора к обмотке управления зависит от постоянной времени цепиуправления, Для мощных устройств, у которых,как правило,добоотность велика, частота подключений составляет один раз в10-30 периодовчастоты сети. Для устройствменьшей мощности - один раз в 6 - 8 периодовТаким образом, предлагаемый способпозволяет значительно повысить быстродействие ферромагнитных устройств и использовать их для повышениядинамической устойчивости линий электропередач и значительно повысить экономический эффект от их применения,Формула изобретенияСпособ управления ферромагнитнымустройством с подмагничиванием, заключающийся в том, что формируют подмагничиваюшие импульсы в обмотке управления,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в качествеэлемента формирующего импульса подмагничивания в обмотке управления используют накопительный конденсатор, которыйподключают к источнику электрическойэнергии и заряжают до заданного напряже- .ния, откл;очают его и подключают к выводамобмотки управления, после этого в моментперехода его тока через нуль конденсаторотключают от обмотки и подключают к источнику электрической энергии, причемпроцесс заряда и разряда накопительногоконденсатора на обмотку управления осуществляют циклически, а заданное значениетока. разряда накопительного конденсаторасоздают путем подключения его к обмотке взаданные моменты времени, синхронизированные с напрякением питания управляемого ферромагнитного устройства,

Смотреть

Способ управления ферромагнитным устройством с подмагничиванием