setidengi.ru

Энергетика

Category: Электротехника (page 1 of 9)

Устройство для измерения максимальной мощности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения максимальной мощности, развиваемой пневматическим двигателем. Устройство содержит датчики крутящего момента и угла поворота, установленные на валу электромагнитного тормоза с катушкой возбуждения, и блок измерения, содержащий первый счетчик импульсов, второй счетчик импульсов, триггер, цифровой индикатор, блок питания и кнопку управления. Дополнительно устройство снабжено аналого-цифровым преобразователем, вычислительным устройством, регистром памяти, цифровым компаратором, блоком памяти, цифровым таймером, элементом «ИЛИ», формирователем импульсов и электромагнитным клапаном с катушкой возбуждения. Технический результат заключается в возможности автоматического определения максимальной мощности на валу двигателя. 1 ил.

Устройство для измерения максимальной мощности на валу двигателя, содержащее датчики крутящего момента и угла поворота, установленные на валу электромагнитного тормоза с катушкой возбуждения и блок измерения, содержащий первый счетчик импульсов, счетным входом подключенный к выходу датчика угла, второй счетчик импульсов, выходами подключенный ко входам цифроаналогового преобразователя, триггер, цифровой индикатор, блок питания и кнопка управления, отличающееся тем, что устройство снабжено аналого-цифровым преобразователем, вычислительным устройством, регистром памяти, цифровым компаратором, блоком памяти, цифровым таймером, элементом «ИЛИ», формирователем импульсов и электромагнитным клапаном с катушкой возбуждения, осуществляющим подключение пневмодвигателя к пневмосети, выход датчика момента через усилитель подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами подключенного к первым информационным входам вычислительного устройства, выходы первого счетчика импульсов подключены к входам блока памяти, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика импульсов, первому входу элемента «ИЛИ», входу «Сброс» цифрового таймера и входу «Вычисление» вычислительного устройства, выход цифроаналогового преобразователя через катушку возбуждения электромагнитного тормоза подключен к выходу блока питания, выходы цифрового таймера подключены ко вторым информационным входам вычислительного устройства, информационными выходами подключенного ко входам регистра памяти и первым входам цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам регистра памяти, а выходом — ко входу «Запись» регистра памяти, выходы регистра памяти также подключены ко входам цифрового индикатора, установочный S-вход триггера подключен к выходу старшего разряда второго счетчика импульсов, R-вход через кнопку управления к шине «Напряжение логической единицы», а выход триггера подключен ко входу транзисторного ключа, выходом через катушку возбуждения электромагнитного клапана, подключенного к выходу блока питания, выход триггера через формирователь импульсов подключен ко второму входу элемента «ИЛИ», и установочным входам второго счетчика импульсов и вычислительного устройства, а выход элемента «ИЛИ» подключен к установочному входу первого счетчика импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения максимальной мощности развиваемой пневматическим двигателем.Известно устройство для измерения мощности на валу двигателя, содержащее датчики крутящего момента и угла поворота, установленные на валу электромагнитного тормоза с катушкой возбуждения, и блок измерения, содержащий первый счетчик импульсов, счетным входом подключенный к выходу датчика угла, второй счетчик импульсов, выходами подключенный ко входам цифроаналогового преобразователя, триггер, цифровой индикатор, блок питания и кнопка управления (см. АС №1525499, опубл. 30.11.1989 г.).Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности определять максимальную мощность на валу двигателя в автоматическом режиме.Технический результат изобретения — автоматическое определение максимальной мощности на валу двигателя.Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения максимальной мощности на валу двигателя, содержащее датчики крутящего момента и угла поворота, установленные на валу электромагнитного тормоза с катушкой возбуждения, и блок измерения, содержащий первый счетчик импульсов, счетным входом подключенный к выходу датчика угла, второй счетчик импульсов, выходами подключенный ко входам цифроаналогового преобразователя, триггер, цифровой индикатор блок питания и кнопка управления, снабжено аналого-цифровым преобразователем, вычислительным устройством, регистром памяти, цифровым компаратором, блоком памяти, цифровым таймером, элементом «ИЛИ», формирователем импульсов и электромагнитным клапаном с катушкой возбуждения, осуществляющим подключение пневмодвигателя к пневмосети, выход датчика момента через усилитель подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами подключенного к первым информационным входам вычислительного устройства, выходы первого счетчика импульсов подключены к входам блока памяти, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика импульсов, первому входу элемента «ИЛИ», входу «Сброс» цифрового таймера и входу «Вычисление» вычислительного устройства, выход цифроаналогового преобразователя через катушку возбуждения электромагнитного тормоза подключен к выходу блока питания, выходы цифрового таймера подключены ко вторым информационным входам вычислительного устройства, информационными выходами подключенного ко входам регистра памяти и первым входам цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам регистра памяти, а выходом — ко входу «Запись» регистра памяти, выходы регистра памяти также подключены ко входам цифрового индикатора, установочный S-вход триггера подключен к выходу старшего разряда второго счетчика импульсов, R-вход через кнопку управления — к шине «Напряжение логической единицы», а выход триггера подключен ко входу транзисторного ключа, выходом через катушку возбуждения электромагнитного клапана подключенного к выходу блока питания, выход триггера через формирователь импульсов подключен ко второму входу элемента «ИЛИ» и установочным входам второго счетчика импульсов и вычислительного устройства, а выход элемента «ИЛИ» подключен к установочному входу первого счетчика импульсов.На чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения максимальной мощности.Устройство для измерения максимальной мощности на валу двигателя содержит датчики 1 и 2 крутящего момента и угла поворота, установленные на валу 3 электромагнитного тормоза 4 с катушкой 5 возбуждения и блок 6 измерения, содержащий первый счетчик 7 импульсов, счетным входом подключенный к выходу датчика 2 угла, второй счетчик 8 импульсов, выходами подключенный ко входам цифроаналогового преобразователя 9, триггер 10, цифровой индикатор 11, блок 12 питания и кнопка 13 управления, аналого-цифровой преобразователь 14, вычислительное устройство 15, регистр 16 памяти, цифровой компаратор 17, блок 18 памяти, цифровой таймер 19, элемент 20 «ИЛИ», формирователь 21 импульсов и электромагнитный клапан 22 с катушкой 23 возбуждения, осуществляющим подключение пневмодвигателя 24 к пневмосети 25, выход датчика 1 момента через усилитель 26 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 14, выходами подключенного к первым информационным входам вычислительного устройства 15, выходы первого счетчика 7 импульсов подключены к входам блока 18 памяти, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика 8 импульсов, первому входу элемента 20 «ИЛИ», входу «Сброс» цифрового таймера 19 и входу «Вычисление» вычислительного устройства 15, выход цифроаналогового преобразователя 9 через катушку 5 возбуждения электромагнитного тормоза 4 подключен к выходу блока 12 питания, выходы цифрового таймера 19 подключены ко вторым информационным входам вычислительного устройства 15, информационными выходами подключенного ко входам регистра 16 памяти и первым входам цифрового компаратора 17, вторыми входами подключенного к выходам регистра 16 памяти, а выходом — ко входу «Запись» регистра 16 памяти, выходы регистра 16 памяти также подключены ко входам цифрового индикатора 11, установочный S-вход триггера 10 подключен к выходу старшего разряда второго счетчика 8 импульсов, R-вход через кнопку 13 управления к шине 27 «Напряжение логической единицы», а выход триггера 10 подключен ко входу транзисторного ключа 28, выходом через катушку 23 возбуждения электромагнитного клапана 22 подключенного к выходу блока 12 питания, выход триггера 10 через формирователь 21 импульсов подключен ко второму входу элемента 20 «ИЛИ» и установочным входам второго счетчика 8 импульсов и вычислительного устройства 15, а выход элемента 20 «ИЛИ» подключен к установочному входу первого счетчика 7 импульсов.Устройство для измерения максимальной мощности на валу двигателя работает следующим образом.Соединяют вал 3 электромагнитного тормоза 4 с испытуемым двигателем 24 и производят нажатие кнопки 13 управления.При этом триггер 10 устанавливается в единичное состояние, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которое поступает на вход транзисторного ключа 28. Транзисторный ключ 28 открывается и подключает катушку 23 возбуждения электромагнитного клапана 22 к блоку 12 питания. Клапан 22 срабатывает и подключает двигатель 24 к пневмосети 25. Двигатель 24 приходит во вращение.Так как при нажатии кнопки 13 управления счетчики 7, 8 и регистра 16 памяти устанавливаются в исходное состояние, то на выходе цифроаналогового преобразователя 9 напряжение отсутствует поэтому двигатель 24 вращается без нагрузки.При вращении двигателя 24 на выходе датчика 2 появляются импульсы с частотой вращения двигателя 24. Эти импульсы поступают на вход счетчика 7 импульсов. Выходы счетчика 7 импульсов подключены ко входам блока 18 памяти.При этом в блок 18 памяти предварительно заносится информация о количестве оборотов, при которых нагрузка на валу 3 тормоза не меняется, например 10 оборотов. Поэтому при совершении двигателем 10 оборотов на выходе блока 18 памяти появляется импульс, который поступает на вход второго счетчика 8 импульсов.Одновременно импульс с выхода блока 18 памяти через элемент 20 «ИЛИ» поступает на установочный вход первого счетчика 7 импульсов и устанавливает его в исходное состояние.Счетчик вновь начинает считать импульсы датчика 3 угла и на выходе блока 18 памяти будут формироваться импульсы с частотой, в 10 раз ниже частоты вращения двигателя 24.Импульсы с выхода блока 18 памяти поступают на вход счетчика 8.Так как выходы счетчика 8 подключены ко входам цифроаналогового преобразователя 9, то на выходе цифроаналогового преобразователя появляется ступенчато-возрастающее напряжение, причем длительность каждой ступени равна 10 периодам вращения двигателя 24, а амплитуда ступени устанавливается таким образом, чтобы для полного нагружения двигателя 24 было не менее 100 ступенек.Появление ступенчато-возрастающего напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9 приводит к появлению ступенчато возрастающего тормозного момента на валу 3 тормоза 4.При этом на выходе датчика 1 момента появляется напряжение, пропорциональное тормозному моменту на валу 3, которое через усилитель 26 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 14. Аналого-цифровой преобразователь осуществляет преобразования напряжения, пропорционального тормозному моменту в цифровой код, который поступает на информационные входы вычислительного устройства 15, на вторые информационные входы вычислительного устройства 15 поступает код с выходов цифрового таймера 19, соответствующий времени, в течение которого двигатель 24 совершает 10 оборотов, так как запуск таймера 19 осуществляется импульсами с выхода блока 18 памяти.Так как на информационных входах вычислительного устройства присутствуют цифровые коды величины крутящего момента и времени совершения двигателем 24, 10 оборотов при установленном цифроаналоговым преобразователем 9 тормозного момента на валу 3 тормоза 4, то по импульсу с выхода блока 18 памяти, поступающего на вход «Вычисление», вычислительное устройство 15 производит вычисление мощности двигателя 24 при установленной величине тормозного момента.Цифровой код, соответствующий величине мощности, поступает на входы регистра 16 памяти и цифрового компаратора 17.На вторые входы цифрового компаратора 17 поступает цифровой код с выходов регистра 16 памяти. Если код с выходов регистра 16 памяти меньше кода с выходов вычислительного устройства 15, то по импульсу с выхода цифрового компаратора 17 код с выходов вычислительного устройства 15 записывается в регистр 16 памяти.Импульсом с выхода блока 18 памяти, поступившим на вход счетчика 8, увеличивается напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя, что приводит к увеличению тормозного момента на валу 3 тормоза 4.Таким образом, двигатель 24 постепенно нагружается до максимального момента.При этом на каждом шаге нагружения определяется значение мощности, развиваемой двигателем.При помощи цифрового компаратора 17 в регистре 16 запоминается максимальное значение мощности, которую развил двигатель 24 во время испытания.При возникновении импульса на выходе старшего разряда счетчика 8 импульсов, триггер 10 устанавливается в нулевое состояние, напряжение на его выходе пропадает, что приводит к закрытию транзисторного ключа 28 и отключение электромагнитного клапана 22. Клапан срабатывает и отключает двигатель 24 от пневмосети 25. Испытание двигателя закончено.С цифровых индикаторов 11 можно считать величину максимальной мощности, развиваемой двигателем.Введение в устройство для измерения максимальной мощности на валу двигателя, содержащее датчики крутящего момента и угла поворота, установленные на валу электромагнитного тормоза с катушкой возбуждения, и блок измерения, содержащий первый счетчик импульсов, счетным входом подключенный к выходу датчика угла, второй счетчик импульсов, выходами подключенный ко входам цифроаналогового преобразователя, триггер, цифровой индикатор, блок питания и кнопку управления, аналого-цифрового преобразователя, вычислительного устройства, регистра памяти, цифрового компаратора, блока памяти, цифрового таймера, элемента «ИЛИ», формирователя импульсов и электромагнитного клапана с катушкой возбуждения, осуществляющего подключение пневмодвигателя к пневмосети, выход датчика момента через усилитель подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами подключенного к первым информационным входам вычислительного устройства, выходы первого счетчика импульсов подключены к входам блока памяти, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика импульсов, первому входу элемента «ИЛИ», входу «Сброс» цифрового таймера и входу «Вычисление» вычислительного устройства, выход цифроаналогового преобразователя через катушку возбуждения электромагнитного тормоза подключен к выходу блока питания, выходы цифрового таймера подключены ко вторым информационным входам вычислительного устройства, информационными выходами подключенного ко входам регистра памяти и первым входам цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам регистра памяти, а выходом — ко входу «Запись» регистра памяти, выходы регистра памяти также подключены ко входам цифрового индикатора, установочный S-вход триггера подключен к выходу старшего разряда второго счетчика импульсов, R-вход через кнопку управления — к шине «Напряжение логической единицы», а выход триггера подключен ко входу транзисторного ключа, выходом через катушку возбуждения электромагнитного клапана подключенного к выходу блока питания, выход триггера через формирователь импульсов подключен ко второму входу элемента «ИЛИ» и установочным входам второго счетчика импульсов и вычислительного устройства, а выход элемента «ИЛИ» подключен к установочному входу первого счетчика импульсов, позволило расширить технологические возможности стенда за счет автоматического определения величины максимальной мощности, развиваемой двигателем.

Локомотивный преобразователь собственных нужд

Использование: в электротехнике в качестве преобразователя напряжения переменного тока для питания вспомогательных машин и устройств электроподвижного состава переменного тока. Сущность изобретения: локомотивный преобразователь собственных нужд содержит два идентичных входных преобразователя, параллельно подключенных к зажимам для подключения к источнику однофазного переменного тока, каждый входной преобразователь содержит импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа (ИПН), выпрямитель, между выпрямителем и ИПН подключен дроссель, к выходу ИПН подключены фильтровый конденсатор и резонансный LC фильтр, каждый из ИПН содержит два параллельно соединенных вентильных плеча, состоящих из транзисторных модулей IGBT, эмиттером подключенных к отрицательной фазе цепи нагрузки, а коллектором — к «плюсовой» цепи питания нагрузки, к коллекторной цепи каждого из ИПН анодом подключены диоды, катоды диодов и эмиттеры модулей IGBT подключены к звену постоянного напряжения, параллельно подключенного к выходным зажимам ИПН, к выходу звена постоянного напряжения параллельно подключены несколько, по крайней мере два, трехфазных автономных инверторов напряжения для питания преимущественно трехфазных нагрузок. Технический результат — расширение функциональных возможностей преобразователя путем снижения загрузки силовых полупроводниковых приборов, а также организации индивидуальных каналов питания нагрузки. 1 ил.

Локомотивный преобразователь собственных нужд, содержащий зажимы для подключения к источнику однофазного переменного тока, к которым подключен неуправляемый мостовой выпрямитель, на выходе выпрямителя подключен импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа (ИПН), между выпрямителем и ИПН подключен дроссель, к выходу ИПН подключены фильтровый конденсатор и резонансный LC фильтр, образующие звено постоянного напряжения, к выходу звена постоянного напряжения параллельно подключен трехфазный автономный инвертор напряжения для питания трехфазных нагрузок, отличающийся тем, что преобразователь содержит два идентичных входных преобразователя, параллельно подключенных к зажимам для подключения к источнику однофазного переменного тока, каждый из ИПН содержит два параллельно соединенных вентильных плеча, состоящих из транзисторных модулей IGBT, эмиттером подключенных к отрицательной фазе цепи нагрузки, а коллектором к «плюсовой» цепи питания нагрузки, к коллекторной цепи каждого из ИПН анодом подключены диоды, катоды диодов и эмиттеры модулей IGBT подключены к звену постоянного напряжения, параллельно подключенного к выходным зажимам ИПН, к выходу звена постоянного напряжения параллельно подключены несколько, по крайней мере два, трехфазных автономных инверторов напряжения для питания преимущественно трехфазных нагрузок.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу электроподвижного состава переменного тока, и предназначено, в частности, для питания вспомогательных трехфазных нагрузок.Известен локомотивный преобразователь собственных нужд переменного тока (Патент РФ № 2285328), содержащий тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к питающей сети, обмотку собственных нужд с концевыми и промежуточными выводами, преобразователь частоты, состоящий из четырех тиристоров и блока управления, соединенного своими выходами с управляющими входами тиристоров. Тиристоры соединены в две группы по два последовательно включенных тиристора и подключены к концевым выводам обмотки собственных нужд. Одна группа тиристоров включена согласно с направлением обмотки, а вторая — встречно. Асинхронный трехфазный электродвигатель подключен первой фазой к общей точке соединения тиристоров второй группы, а третьей фазой — к промежуточному выводу обмотки собственных нужд.Недостатком преобразователя является необходимость применения силовых полупроводниковых приборов и асинхронного двигателя с напряжением изоляции, равным напряжению вторичной обмотки трансформатора, что значительно ухудшает условия их работы, массогабаритные показатели и увеличивает стоимость преобразователя в целом. Кроме того, указанный преобразователь не обеспечивает резервирования питания нагрузок.Наиболее близким по технической сущности является локомотивный преобразователь собственных нужд, содержащий зажимы для подключения к источнику однофазного переменного тока, к которым подключен неуправляемый мостовой выпрямитель, на выходе выпрямителя подключен импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа (ИПН), между выпрямителем и ИПН подключен дроссель, к выходу ИПН подключены фильтровый конденсатор и резонансный LC фильтр, образующие звено постоянного напряжения, к выходу звена постоянного напряжения параллельно подключен трехфазный автономный инвертор напряжения для питания трехфазных нагрузок. ИПН и АИН выполнены на базе силовых полупроводниковых приборов — транзисторов IGBT. (Б.И.Хоменко, Г.И.Колпахчьян, И.В.Пехотский / Вспомогательные транзисторные преобразователи для перспективного ЭПС // Электровозостроение: Сб. науч. тр. ОАО «Всеросс. научно-иссп. и проектно-конструкт. ин-т электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИГ). — Новочеркасск, 2003. — Т.45. С.185, рис.1).Недостатком преобразователя является высокая загрузка вентилей входных преобразователей — выпрямителя и ИПН по току, отсутствие индивидуальных каналов питания нагрузки. При выходе из строя ИПН или автономного инвертора напряжения все нагрузки, в том числе ответственные, теряют питание.Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя путем снижения загрузки силовых полупроводниковых приборов, а также организации индивидуальных каналов питания нагрузки.Поставленная задача решается тем, что локомотивный преобразователь собственных нужд, содержащий зажимы для подключения к источнику однофазного переменного тока к которым подключен неуправляемый мостовой выпрямитель, на выходе выпрямителя подключен импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа (ИПН), между выпрямителем и ИПН подключен дроссель, к выходу ИНН подключены фильтровый конденсатор и резонансный LC фильтр, образующие звено постоянного напряжения, к выходу звена постоянного напряжения параллельно подключен трехфазный автономный инвертор напряжения для питания трехфазных нагрузок, дополнительно снабжен двумя идентичными входными преобразователями, параллельно подключенными к зажимам для подключения к источнику однофазного переменного тока. Каждый из ИПН содержит два параллельно соединенных вентильных плеча, состоящих из транзисторных модулей IGBT, эмиттером подключенные к отрицательной фазе цепи нагрузки, а коллектором — к «плюсовой» цепи питания нагрузки. К коллекторной цепи каждого из ИПН анодом подключены диоды, катоды диодов и эмиттеры модулей IGBT подключены к звену постоянного напряжения, параллельно подключенного к выходным зажимам ИПН. К выходу звена постоянного напряжения параллельно подключены несколько, по крайней мере два, трехфазных автономных инверторов напряжения для питания преимущественно трехфазных нагрузок. Нагрузкой преобразователя чаще всего могут являться трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.Положительный эффект изобретения проявляется в том, что предлагаемое техническое решение позволит снизить загрузку СПП по току за счет параллельного соединения входных преобразователей, а применение двух вентильных плеч ИПН позволяет организовать поочередную работу транзисторов параллельно соединенных вентильных плеч каждого из ИПН, что также снижает их загрузку. При этом дополнительно снижается температура нагрева корпуса силовых полупроводниковых приборов и реактивных элементов, главным образом силовых вентилей (транзисторных модулей IGBT). Все это расширяет функциональные возможности локомотивного преобразователя собственных нужд — повышает вентильную прочность СПП преобразователя. Кроме того, преобразователь содержит индивидуальные каналы питания нагрузки, что позволяет регулировать отдельные нагрузки с различным напряжением и частотой. В качестве нагрузок могут выступать, например, двигатели мотор-вентиляторов, мотор-компрессоров, маслонасосов или трехфазные трансформаторы с нулевым проводом для питания однофазных нагрузок.На чертеже показана схема локомотивного преобразователя собственных нужд.Локомотивный преобразователь собственных нужд переменного тока содержит зажимы 1 и 2 для подключения к источнику однофазного переменного тока частотой преимущественно 50 Гц, неуправляемые выпрямители 3 и 4, выполненные по мостовой схеме, подключенные параллельно к зажимам 1 и 2. На выходе каждого из выпрямителей 3 и 4 в катодную цепь подключены дроссели 5 и 6 соответственно. Параллельно выпрямителям 3 и 4 через дроссели 5 и 6 подключены импульсные преобразователи постоянного напряжения (ИПН) соответственно 7 и 8. Каждый из ИПН 7 и 8 содержит два параллельно соединенных вентильных плеча 9, 10 и 11, 12 соответственно состоящих из транзисторных модулей IGBT, эмиттером подключенные к отрицательному зажиму цепи нагрузки, а коллектором — к положительной цепи питания нагрузки. К коллекторной цепи каждого из ИПН 7 и 8 анодом подключены диоды соответственно 13 и 14. Катоды диодов 13 и 14 и эмиттеры модулей IGBT 9, 10 и 11, 12 соответственно подключены к общему минусу звена постоянного напряжения. Звено постоянного напряжения содержит фильтровый конденсатор 15 и резонансный LC фильтр 16, параллельно подключенные к выходным зажимам преобразователей постоянного напряжения 7 и 8. К выходу звена постоянного напряжения параллельно подключены несколько, по крайней мере два, трехфазных автономных инверторов напряжения 17 и 18 для питания преимущественно асинхронных двигателей, подключенных к фазным проводам соответственно 19, 20, 21 и 22, 23, 24.Преобразователь работает следующим образом. Питание локомотивного преобразователя осуществляют от источника переменного тока. Переменное напряжение, приложенное к зажимам 1 и 2, поступает на входы неуправляемых мостовых выпрямителей 3 и 4. Пульсацию выпрямленного тока на выходе выпрямителей 3 и 4 сглаживают дросселями 5 и 6 соответственно. Выпрямленное напряжение прикладывают к ИПН 7 и 8. Каждый из ИПН 7 и 8 содержит по два параллельно соединенных транзистора 9, 10 и 11, 12 соответственно. Для изменения напряжения на выходе ИПН выполняют импульсное регулирование напряжения прикладываемого к ИПН 7 и 8. С целью снижения мощности потерь и соответственно нагрева транзисторов 9, 10 и 11, 12 выполняют их поочередное включение для каждого из ИПН 7 и 8. То есть первый IGBT в каждом ИПН 7 и 8 включают для нечетных импульсов, а второй IGBT в каждом ИПН 7 и 8 включают для четных импульсов коммутации. При этом несущая частота ИПН равняется удвоенной частоте работы каждого из транзисторов и соответственно частота коммутации каждого из ИПН 7 и 8 вдвое ниже необходимой по условиям качества тока, потребляемого локомотивным преобразователем собственных нужд. В соответствии с требуемым напряжением на выходе ИПН 7 и 8 происходит повышение напряжения на выходе ИПН по сравнению с входным.Пульсации напряжения на выходе ИПН 7 и 8 сглаживают фильтровым конденсатором 15. Вторую гармонику выпрямленного тока подавляют LC фильтром 16. Диоды 13 и 14 препятствуют протеканию тока разряда конденсатора 15.Постоянное напряжение прикладывают к параллельно подключенным трехфазным автономным инверторам напряжения 17 и 18. Инвертором 17 выполняют регулирование трехфазного напряжения по частоте и амплитуде асинхронных двигателей, подключаемых к зажимам 19, 20 и 21. Инвертором 18 выполняют регулирование трехфазного напряжения по частоте и амплитуде асинхронных двигателей, подключаемых к зажимам 22, 23 и 24.ИПН могут управлять, например, способом широтно-импульсного регулирования, автономные инверторы напряжения — способом широтно-импульсной модуляции (синусоидальной или пространственно-векторной). Для снижения нагрева корпуса транзисторов IGBT каждый из транзисторов ИПН 7 и 8 работает поочередно. При выходе одного из транзисторов из строя оба ИПН 7 и 8 работают в аварийном режиме с несущей частотой, вдвое меньшей, чем в стационарном режиме. Работа второго входного преобразователя может быть сдвинута по управлению относительно фазы управления первого входного преобразователя на половину длительности интервала коммутации. Это способствует улучшению формы потребляемого тока на входе локомотивного преобразователя, приблизив ее к синусоидальной.Таким образом, предложенный локомотивный преобразователь собственных нужд позволяет улучшить условия работы СПП — снизить их загрузку по току за счет параллельного соединения входных преобразователей, а применение двух вентильных плеч ИПН позволяет организовать поочередную работу транзисторов параллельно соединенных вентильных плеч каждого из ИПН, что также снижает их загрузку. При этом дополнительно снижается температура нагрева корпуса силовых полупроводниковых приборов, главным образом транзисторных модулей IGBT, и реактивных элементов.Все это расширяет функциональные возможности локомотивного преобразователя собственных нужд — снижает загрузку силовых полупроводниковых приборов по току, преобразователь содержит индивидуальные каналы питания нагрузок.

Рельсовая цепь

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначено для использования при осуществлении контроля состояний рельсовых линий в случае изменения проводимости изоляции в широком диапазоне. Действие предложенного устройства основано на определении разности сигналов двух частот, передаваемых по рельсовой линии, и принятии решения о состоянии рельсовой линии по величине разности напряжений. Изобретение позволяет повысить надежность контроля состояний рельсовых линий за счет обработки сигналов меньшей и большей частот одним выпрямителем и введения компенсирующего конденсатора. 4 ил.

Рельсовая цепь, содержащая генераторы частот, входы которых подключены к источнику питания, выходы — через устройства согласования к питающему концу рельсовой линии, два полосовых фильтра, подключенных к релейному концу рельсовой линии, и путевое реле, отличающаяся тем, что дополнительно введены переключающее реле с группой переключающих и нормально-замкнутых контактов, двухполупериодный выпрямитель и компенсирующий конденсатор, причем одни выводы выходов полосовых фильтров подключены к одному выводу входа двухполупериодного выпрямителя, другой вывод входа которого подсоединен к центральному контакту переключающего реле, правый и левый контакты его подсоединены к другим выводам выходов полосовых фильтров, положительный выход двухполупериодного выпрямителя подключен к одной обкладке компенсирующего конденсатора, другая обкладка подключена к одной клемме нормально-замкнутого контакта переключающего реле и к одному выводу обмотки путевого реле, другой ее вывод соединен с отрицательным выходом двухполупериодного выпрямителя и с другой клеммой нормально-замкнутого контакта переключающего реле.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к рельсовым цепям систем интервального управления движением поездов.Известна рельсовая цепь, содержащая на питающем конце генераторы частот, подключенные к рельсовой линии через питающие трансформаторы, а на релейном конце к рельсовой линии подключены фильтры и приемные реле, свободность участков рельсовых линий контролируется включенным состоянием приемных реле [Авторское свидетельство СССР №187827, Кл. B 61 L 23/16, опубл. в БИ №21, 1966 г. Устройство автоблокировки и автоматической сигнализации с рельсовыми цепями без изолирующих стыков. Шишляков А.В., Путин Д.К. и др.].Недостатком данного устройства являются сравнительно малые функциональные возможности, ограниченные применением сигнального тока высокой частоты, на которых из-за индуктивного характера сопротивления рельсовых линий происходят значительные затухания сигнала на релейном конце, и, следовательно, рельсовые линии блок-участков имеют небольшую длину при большом диапазоне изменения проводимости изоляции.Известна рельсовая цепь, содержащая генераторы частот, выходы которых подключены к питающему концу рельсовой линии, а к релейному концу через полосовые фильтры подключены первый и второй выпрямители, отрицательные выводы которых и одни обкладки первого и второго конденсаторов объединены. Положительные выводы выпрямителей подключены к фронтовым контактам управляющего реле. Через соответствующий переключающий и тыловой контакты последнего обкладки первого и второго конденсаторов связаны с обмоткой путевого реле. Обмотка управляющего реле получает питание через коммутирующий контакт маятникового трансмиттера [Патент РФ №2173277, МПК B 61 L 23/16, опубл. БИ №25, 2001 г. Рельсовая цепь. Тарасов Е.М., Белоногов А.С., Куров М.Б.].Недостатком данного устройства является невысокая надежность, т.к. точность определения состояний рельсовой линии зависит от идентичности параметров выпрямителей сигналов меньшей и большей частот и соответствующих конденсаторов. В случае изменения параметров конденсаторов состояние рельсовой линии определяется ошибочно.Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.Техническим результатом является повышение надежности контроля состояний рельсовых линий за счет обработки сигналов меньшей и большей частот одним выпрямителем и введением компенсирующего конденсатора, что позволяет устранить недостатки прототипа.Технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая генераторы частот, источник питания, устройства согласования, два полосовых фильтра и путевое реле, дополнительно снабжена переключающим реле с группой переключающих и нормально-замкнутых контактов, двухполупериодным выпрямителем, компенсирующим конденсатором, причем одни выводы выходов полосовых фильтров объединены и подключены к одному выводу входа двухполупериодного выпрямителя, другой вывод входа которого подсоединен к центральному контакту переключающего реле, правый и левый контакты которого подсоединены к другим выводам выходов полосовых фильтров, положительный выход двухполупериодного выпрямителя подключен к одной обкладке компенсирующего конденсатора, другая обкладка которого подключена к одной клемме нормально-замкнутого контакта управляющего реле и к одному выводу обмотки путевого реле, другой вывод которой соединен с отрицательным выходом двухполупериодного выпрямителя и с другой клеммой нормально-замкнутого контакта управляющего реле.На фиг.1 представлена схема рельсовой цепи;на фиг.2, 3 и 4 — графики изменения напряжений на выходе полосовых фильтров на частотах 25 и 50 Гц в нормальном, шунтовом и контрольном режимах и кривые разности амплитуд ( Delta;U) напряжений меньшей (Uf1) и большей (Uf2) частот.Рельсовая цепь (фиг.1) состоит из источника питания 1, генераторов меньшей частоты 2 и большей частоты 3, устройств согласования 4, 5, полосовых фильтров нижней частоты 7 и высокой частоты 8, двухполупериодного выпрямителя 9, переключающего реле с центральным 10 и нормально-замкнутым 12 контактами, компенсирующего конденсатора 11, путевого реле 13.Работа устройства происходит следующим образом.На вход рельсовой цепи генераторами подаются две частоты с одинаковыми уровнями напряжения. В интервале времени t2 gt;t gt;t1 центральный контакт 10 переключающего реле прижат к правому контакту, контакты 12 замкнуты, и выпрямленное напряжение сигнала большей частоты поступает на конденсатор 11, который заряжается. В этом интервале путевое реле 13 выключено из-за шунтирования обмотки нормально-замкнутыми контактами 12 переключающего реле.В интервале времени t3 gt;t gt;t2 центральный контакт переключающего реле перебрасывается влево и прижимается к левому контакту, а нормально-замкнутые контакты 12 размыкаются, тем самым к обмотке реле подключается разность выпрямленного напряжения с выхода полосового фильтра 7 и предварительно заряженного конденсатора 11.Из-за индуктивного характера сопротивления рельсовой линии (zp=rp+ omega;L, где rр — активное сопротивление рельсов, omega;L — индуктивное сопротивление) уровень напряжения на выходе полосового фильтра большей частоты (Uf2) 8 — меньше, а на выходе фильтра сигнала меньшей частоты (Uf1) 7 — больше (фиг.2-4). Благодаря этому в интервале t3 gt;t gt;t2 происходит вычитание напряжений сигналов Uf1-Uf2 и путевое реле включается от разностного напряжения меньшей и большей частот.Увеличение проводимости изоляции рельсовых линий приводит к уменьшению амплитуд сигналов Uf1 и Uf2 (фиг.2), и наоборот, при уменьшении проводимости изоляции напряжения увеличиваются, при условии равенства уровней напряжений на питающем конце рельсовой линии. Изменение разности напряжений Delta;U=Uf1-Uf2, из-за близости законов изменения напряжений Uf1 и Uf2 от проводимости изоляции, незначительно во всем диапазоне изменения проводимости, и этим обеспечивается квазиинвариантность к изменению проводимости изоляции. Реакция напряжений на выходе полосовых фильтров 7 и 8 на воздействие поездного шунта (фиг.3) и обрыва рельсовой линии отлична от изменения проводимости изоляции (фиг.2). Во-первых, в шунтовом и контрольном режимах происходит затухание сигнала в рельсовых линиях, как в классических схемах рельсовых цепей, во-вторых, происходит расстройка алгоритма, т.к. уровни напряжений на различных частотах изменяются по-разному от воздействия шунта или обрыва рельсовой линии, что подтверждается кривыми фиг.3 и 4. Это свойство гарантирует выполнение шунтового и контрольного режимов.Инвариантные свойства предложенной рельсовой цепи подтверждаются тем, что значение колебания разностного напряжения в нормальном режиме составляетв диапазоне изменения проводимости изоляции от 0.02 до 10 см/км. В этом же диапазоне изменения проводимости изоляции колебание значения напряжения на частоте 25 Гц составляета на частоте 50 ГцКомпактное расположение областей разностного напряжения Delta;U в нормальном, шунтовом и контрольном режимах позволяет гарантированно выполнять все три режима. Минимальное значение разностного напряжения в нормальном режиме составляет 0.064 В, а максимальное значение разностного напряжения в шунтовом и контрольном — 0.016 В. Коэффициент запаса по выполнению режимов составляетВ соответствии с [Брылеев А.М., Кравцов Ю.И., Шишляков А.Ф. Теория, устройство и работа рельсовых цепей. М.: Транспорт, 1978 г. (стр.388)] минимальный коэффициент запаса по выполнению режимов составляет 1.2, следовательно, предложенная рельсовая цепь позволяет выполнять режимы с трехкратным запасом.В качестве элементной базы реализации могут использоваться широко применяемые в железнодорожной автоматике приборы: преобразователи частоты, полосовые путевые фильтры, поляризованные реле с двумя группами контактов, путевые реле, выпрямители, конденсаторы.Предложенная рельсовая цепь обеспечивает по сравнению с существующими следующие технико-экономические преимущества:- расширяются функциональные возможности за счет обеспечения квазиинвариантности до 10 см/км при нормативной 1 см/км;- повышается безопасность движения поездов благодаря исключению возможности появления «ложной» свободности;- повышаются экономические показатели перевозочного процесса за счет уменьшения простоя поездов у закрытых светофоров из-за «ложной» занятости рельсовой линии;- повышается качество обслуживания рельсовых цепей за счет повышения их надежности функционирования.

Устройство для резервированного энергоснабжения по

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности. Устройство для резервированного энергоснабжения по меньшей мере одной нагрузки (14) с первым вентильным преобразователем электроэнергии (2), который через первый вывод (7) является соединяемым с первой сетью переменного напряжения (8), вторым вентильным преобразователем электроэнергии (3), который через второй вывод (11) является соединяемым со второй сетью переменного напряжения (12), и промежуточным звеном напряжения постоянного тока (4), которое на стороне постоянного напряжения соединяет первый вентильный преобразователь электроэнергии (2) со вторым вентильным преобразователем электроэнергии (3), которым является возможно резервированное энергоснабжение, промежуточное звено напряжения постоянного тока (4) содержит по меньшей мере один вывод нагрузки для энергоснабжения нагрузки (14). 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для резервированного энергоснабжения по меньшей мере одной нагрузки (14) с первым вентильным преобразователем электроэнергии (2), содержащим отключаемые силовые полупроводниковые приборы, который через первый вывод (7) является соединяемым с первой сетью переменного напряжения (8), вторым вентильным преобразователем электроэнергии (3), содержащим отключаемые силовые полупроводниковые приборы, который через второй вывод (11) является соединяемым со второй сетью переменного напряжения (12), и промежуточным звеном напряжения постоянного тока (4), которое на стороне постоянного напряжения соединяет первый вентильный преобразователь электроэнергии (2) со вторым вентильным преобразователем электроэнергии (3), таким образом, что становится возможной передача мощности в обоих направлениях между сетями переменного напряжения, отличающееся тем, что промежуточное звено напряжения постоянного тока (4) содержит по меньшей мере один вывод нагрузки для энергоснабжения нагрузки (14).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый вентильный преобразователь электроэнергии (2) содержит первое регулирование постоянного напряжения для регулирования постоянного напряжения промежуточной цепи напряжения постоянного тока (4).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что второй вентильный преобразователь электроэнергии (3) содержит регулирование мощности для регулирования потока мощности через второй вентильный преобразователь электроэнергии (3), причем регулирование мощности происходит до отрицательной заданной постоянной мощности, абсолютная величина которой соответствует абсолютной величине мощности, потребляемой всеми нагрузками.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что второй вентильный преобразователь электроэнергии (3) содержит второе регулирование напряжения для регулирования напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока (4).

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся расположенным в промежуточном звене напряжения постоянного тока (4) прерывателем постоянного тока (30).

6. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что каждый вентильный преобразователь электроэнергии (23) составлен из последовательно включенных электронных силовых блоков.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что каждый силовой блок соединен с промежуточным звеном напряжения постоянного тока (4) через прерывательный блок.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый вывод нагрузки соединен с промежуточным звеном напряжения постоянного тока (4) через питаемый от инвертора электропривод (16).

9. Устройство по любому из пп.1, 3 или 4, отличающееся первым параллельным вентильным преобразователем электроэнергии (20), который через первую соединительную ветвь (6) соединен с первым выводом (7) и первым вентильным преобразователем электроэнергии (2), и вторым параллельным вентильным преобразователем электроэнергии (21), который через вторую соединительную ветвь соединен со вторым выводом (11) и вторым вентильным преобразователем электроэнергии (3), причем первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии (20) и второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии (21) соединены между собой через параллельное промежуточное звено напряжения постоянного тока (22).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии (21) содержит параллельное регулирование постоянного напряжения для регулирования постоянного напряжения параллельного промежуточного звена напряжения постоянного тока (22).

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии (21) содержит регулирование переменного напряжения для регулирования переменного напряжения в первой соединительной ветви.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что параллельное промежуточное звено напряжения постоянного тока (22) содержит по меньшей мере один параллельный вывод нагрузки для подключения дополнительной нагрузки (24, 25).

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый вывод и/или второй вывод являются прерывательными блоками (7, 8).

14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что первый вентильный преобразователь электроэнергии (2) и первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии (20) связаны через первый трансформатор (9) с первой соединительной ветвью, а второй вентильный преобразователь электроэнергии (3) и/или второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии (21) связаны через второй трансформатор (9) со второй соединительной ветвью (16).

15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что параллельное промежуточное звено напряжения постоянного тока (22) посредством вентильного преобразователя электроэнергии аварийного питания является соединяемым с сетью переменного напряжения аварийного энергоснабжения.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй вентильный преобразователь электроэнергии (3) содержит регулирование мощности для регулирования потока мощности через второй вентильный преобразователь электроэнергии (3), причем регулирование мощности происходит до отрицательной заданной постоянной мощности, абсолютная величина которой соответствует абсолютной величине мощности, потребляемой всеми нагрузками.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй вентильный преобразователь электроэнергии (3) содержит второе регулирование напряжения для регулирования напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока (4).

18. Система с первой сетью переменного напряжения (8) и второй сетью переменного напряжения (12), а также с устройством согласно одному из предыдущих пунктов.

Изобретение относится к устройству для резервированного энергоснабжения по меньшей мере одной нагрузки с первым вентильным преобразователем электроэнергии, который через первый вывод является соединяемым с первой сетью переменного напряжения, вторым вентильным преобразователем электроэнергии, который через второй вывод является соединяемым со второй сетью переменного напряжения, и промежуточным звеном напряжения постоянного тока, которое соединяет первый вентильный преобразователь электроэнергии со вторым вентильным преобразователем электроэнергии на стороне постоянного напряжения.Такое устройство уже известно из DE 10340625 А1. Показанное там устройство содержит первый импульсный вентильный преобразователь, а также второй импульсный вентильный преобразователь, причем импульсные вентильные преобразователи соединены между собой через промежуточное звено напряжения постоянного тока. Каждый импульсный вентильный преобразователь состоит из так называемой 6-импульсной мостовой схемы с отключаемыми мощными полупроводниковыми приборами. Такие устройства, называемые также короткая связь, служат для связи распределительных энергопередающих сетей в области распределения энергии, причем распределительные энергосети могут иметь различные частоты, уровни напряжения, выборы режима нейтрали или положения по фазе.Устройства для резервированного энергоснабжения применяют, например, на буровых судах или на буровых платформах. Так, известны буровые суда или буровые платформы, которые не стоят на якоре в процессе бурения на больших водных глубинах, а позиционируются динамически посредством так называемых поворотных движителей. Поворотные движители выполнены в виде приводов с регулируемой скоростью вращения и азимута, так что точное позиционирование буровых судов или буровых платформ является возможным без постановки на якорь. Выход из строя энергоснабжения более чем на 45 секунд может приводить к высоким расходам, так как в таком случае буровые штанги, необходимые для выполнения бурения, должны механически разъединяться и после нового позиционирования бурового судна или буровой платформы снова соединяться. Для приведения в действие таких двигателей или приводов поэтому необходимо надежное энергоснабжение. По этой причине буровые суда и/или буровые платформы обычно оснащают резервированной сетью энергоснабжения. Дополнительно к этим обеим сетям энергоснабжения обычно имеется сеть аварийного энергоснабжения, на которую можно переключаться в случае неисправности. Каждая сеть энергоснабжения питается энергией через собственные генераторы. Для соединения сетей энергоснабжения служит, например, механический выключатель. Этой связи однако является свойственным недостаток, что поврежденная сеть энергоснабжения может отрицательно влиять на исправную сеть энергоснабжения. Это влияние является однако нежелательным. Кроме того, известно соединять привод с регулируемой скоростью вращения на обе сети энергоснабжения вместо выключателя через переключатель. Такое подключение привода однако требует времени, так что в переходной фазе переключения могут происходить ошибочные позиционирования.Задачей изобретения является поэтому предоставление в распоряжение устройства названного вначале вида, которым возможно резервированное энергоснабжение.Изобретение решает эту задачу за счет того, что промежуточное звено напряжения постоянного тока содержит по меньшей мере один вывод нагрузки для энергоснабжения нагрузки.Согласно изобретению известное, например, под понятием короткая связь устройство не служит больше для связи вторых сетей. Более того, за счет предусматривания вывода нагрузки, который соединен с промежуточным звеном напряжения постоянного тока, становится возможным резервированное энергоснабжение нагрузки, подключаемой к выводу нагрузки. Такое устройство поэтому является пригодным, в частности, для установки на буровых судах или плавучих основаниях для морского бурения, которые оборудованы приводами с регулируемой скоростью вращения и азимута, например, так называемыми поворотными движителями для позиционирования буровых судов или буровых плавучих оснований на больших водных глубинах. Так, например, возможно энергоснабжение нагрузок, подключенных в нормальном режиме к промежуточному звену напряжения постоянного тока, из второй сети переменного напряжения, причем при посадке переменного напряжения в названной второй сети переменного напряжения снабжение нагрузок берет на себя первая сеть переменного напряжения. Вентильные преобразователи электроэнергии содержат согласно изобретению целесообразно отключаемые мощные полупроводниковые приборы, как, например, GTO (двухоперационные тиристоры) или IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором). Отключаемые силовые полупроводниковые приборы синхронизируют, например, в области килогерц посредством широтно-импульсной модуляции, так что при переключении со второй на первую сеть переменного напряжения делаются возможными соответственно короткие продолжительности переходного процесса. При таких коротких временах переключения ошибочные позиционирования надежно исключаются.Регулирование вентильных преобразователей электроэнергии, которые в этом случае можно обозначать также как вентильные преобразователи частоты, в рамках изобретения является в принципе произвольным.Согласно целесообразной форме выполнения однако первый вентильный преобразователь электроэнергии содержит первое регулирование постоянного напряжения для регулирования постоянного напряжения промежуточного звена напряжения постоянного тока. Первый вентильный преобразователь частоты служит тогда для создания целесообразного постоянного напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока.Согласно целесообразной форме дальнейшего развития второй вентильный преобразователь электроэнергии содержит регулирование мощности для регулирования потока мощности через второй вентильный преобразователь электроэнергии, причем регулирование мощности происходит до отрицательной заданной постоянной мощности, абсолютная величина которой соответствует абсолютной величине мощности, потребляемой всеми нагрузками. Согласно этой предпочтительной форме дальнейшего развития энергоснабжение нагрузок, подключенных к промежуточному звену напряжения постоянного тока, происходит с помощью второй сети переменного напряжения, причем регулирование мощности происходит до отрицательной заданной постоянной мощности. В частности, при применении в качестве нагрузки двигателей, потребляемая мощность которых постоянно изменяется во времени, является поэтому целесообразным применять для измерения мощности, потребляемой на стороне нагрузки, измерительные сенсорные датчики. Так, например, перед выводом нагрузки включены калиброванные преобразователи напряжения и тока, с выходными сигналами которых можно измерять потребляемую нагрузками мощность. Из измеренной потребленной мощности за счет регулирования определяют отрицательную заданную постоянную мощность одинаковой абсолютной величины и используют в качестве заданного значения при регулировании мощности. Тем самым приходят к снабжению нагрузок посредством второй сети электроснабжения. В противоположность этому первый вентильный преобразователь электроэнергии служит для поддержания постоянного напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока, а также для одновременного управления реактивной мощностью в первой сети переменного напряжения. При выходе из строя второй сети переменного напряжения первый вентильный преобразователь электроэнергии регулирует почти без задержки постоянное напряжение промежуточного звена напряжения постоянного тока, несмотря на отсутствующее снабжение мощностью, так что, несмотря на посадку напряжения второй сети переменного напряжения, это не приводит к никакому заметному перерыву энергоснабжения нагрузок. Посадка напряжения первой сети переменного напряжения однако при этой форме выполнения изобретения имела бы следствием посадку постоянного напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока, так что дальнейший привод нагрузок был бы исключен.По этой причине форма дальнейшего развития изобретения предусматривает, что второй вентильный преобразователь электроэнергии содержит второе регулирование напряжения для регулирования напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока. Так как оба вентильных преобразователя электроэнергии согласно этой форме дальнейшего развития регулируют постоянное напряжение промежуточного звена напряжения постоянного тока, все нагрузки являются снабжаемыми равным образом из обеих сетей. Отказ одной сети — а именно, все равно какой сети — не имел бы никакого продолжительного влияния на привод, так как энергоснабжение нагрузок берет на себя соответственно исправная сеть переменного напряжения. Временная продолжительность перехода энергоснабжения от одной сети переменного напряжения к другой сети переменного напряжения лежит согласно изобретению в области нескольких миллисекунд. Взаимное влияние вентильных преобразователей электроэнергии за счет колебаний в промежуточном звене напряжения постоянного тока можно исключать посредством подходящего выбора параметров регулирования. Поэтому вентильные преобразователи электроэнергии целесообразно рассчитаны так, что перерегулирование и оказание взаимного влияния вентильных преобразователей электроэнергии исключено. Такие регулирования специалисту известны.Согласно относящейся к этому целесообразной форме дальнейшего развития промежуточное звено напряжения постоянного тока содержит прерыватели постоянного тока. Такие прерыватели постоянного тока реализованы, например, в виде обычного предохранителя, разрывного предохранителя или в виде электронного выключателя. Промежуточное звено напряжения постоянного тока содержит предпочтительным образом несколько ветвей постоянного тока, причем каждая ветвь постоянного тока, которую можно обозначить также как силовой блок, контролируется и защищается по отдельности посредством прерывателя постоянного тока. Прерыватель постоянного тока тогда в случае неисправности позволяет селективное прерывание соответствующей затронутой ветви постоянного тока, не оказывая отрицательного влияния на эксплуатацию других ветвей постоянного тока.Предпочтительным образом каждый вентильный преобразователь электроэнергии составлен из включенных последовательно электронных силовых блоков. Эти силовые блоки обозначаются согласно уровню техники также как Power Electronic Building Block и, как таковые, известны специалисту так, что нет необходимости останавливаться здесь на этом более подробно. Силовые блоки допускают модульное построение вентильных преобразователей электроэнергии и тем самым настройку вентильного преобразователя электроэнергии на любые уровни напряжения. Вентильные преобразователи электроэнергии и промежуточное звено напряжения постоянного тока рассчитаны целесообразно на средние напряжения и для привода соответствующих нагрузок, причем область средних напряжений лежит между 1 кВ и 52 кВ.Согласно относящейся к этому целесообразной форме дальнейшего развития каждый силовой блок связан с промежуточным звеном напряжения постоянного тока через прерывательный блок. Таким образом замена силового блока становится возможной, не прерывая соединения остальных силовых блоков с промежуточным звеном напряжения постоянного тока, так что техническое обслуживание и содержание в исправности соответствующего изобретению устройства упрощаются.Предпочтительным образом каждый вывод нагрузки соединен через привод, питаемый от инвертора, с промежуточным звеном напряжения постоянного тока. За счет применения привода, питаемого от инвертора, становится возможным привод двигателей переменного тока, причем частота привода нагрузок является настраиваемой как угодно.Согласно предпочтительной форме выполнения соответствующее изобретению устройство содержит первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии, который через первую соединительную ветвь соединен с первым выводом и первым вентильным преобразователем электроэнергии, и второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии, который через вторую соединительную ветвь соединен со вторым выводом и вторым вентильным преобразователем электроэнергии, причем первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии и второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии соединены между собой через параллельное промежуточное звено напряжения постоянного тока. Другими словами: согласно этой форме дальнейшего развития две короткие связи можно подключать между первой сетью переменного напряжения и второй сетью переменного напряжения параллельно или лучше встречно-параллельно. При этом параллельная короткая связь может быть рассчитана для меньших напряжений и тем самым более экономично относительно расходов, чем главная короткая связь. В случае параллельной короткой связи речь идет, например, о короткой связи низкого напряжения с соответственно рассчитанными вентильными преобразователями электроэнергии. Параллельные вентильные преобразователи электроэнергии параллельной короткой связи служат в принципе для предоставления переменного напряжения для первого вентильного преобразователя электроэнергии при отказе сети переменного напряжения, так что энергоснабжение предоставлено в распоряжение также тогда, когда первая сеть переменного напряжения отказывает по неисправности. В нормальном режиме эксплуатации и при отказе второй сети переменного напряжения параллельная короткая связь однако работает в режиме холостого хода. Существенным является, что при отказе или при неисправности в первой сети переменного напряжения поврежденная первая сеть переменного напряжения является заблокированной относительно первого вентильного преобразователя электроэнергии, то есть относительно параллельной короткой связи. Блокировка происходит, например, посредством выключателя, который расположен между первой сетью переменного напряжения и первым параллельным вентильным преобразователем электроэнергии и первым вентильным преобразователем электроэнергии. За счет выключателя реализован, например, первый вывод. Для нормального режима эксплуатации параллельная короткая связь целесообразно имеет статику, которая является меньшей, чем статика генераторов, питающих первую сеть переменного напряжения. В противном случае параллельная короткая связь работала бы против первой сети переменного напряжения, которая в нормальном режиме эксплуатации не является блокированной относительно первого вентильного преобразователя электроэнергии.Предпочтительным образом второй вентильный преобразователь электроэнергии содержит параллельное регулирование постоянного напряжения для регулирования постоянного напряжения параллельного промежуточного звена напряжения постоянного тока. Согласно относящейся к этому целесообразной форме дальнейшего развития первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии содержит регулирование переменного напряжения для регулирования переменного напряжения в первой соединительной ветви. Регулирование первых или, соответственно, вторых параллельных вентильных преобразователей электроэнергии, которые расположены параллельно к первым и вторым вентильным преобразователям электроэнергии, является точно противоположным к первому или, соответственно, второму вентильному преобразователю электроэнергии. Это, разумеется, связано с целью параллельной короткой связи, которая предусмотрена для предоставления в распоряжение подходящего снабжения переменным напряжением в первой соединительной ветви, если в блокированной первой сети переменного напряжения имеет место несправность.Предпочтительным образом первый вывод и/или второй вывод являются прерывательными блоками. Прерывательные блоки являются, например, известными, как таковые, распределительными устройствами или выключателями, которые являются соединяемыми с сетью переменного напряжения. Выключатели могут быть механическими выключателями или электронными ключами.Целесообразно первый вентильный преобразователь электроэнергии и/или первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии связан соответственно через первый трансформатор с первой соединительной ветвью, а второй вентильный преобразователь электроэнергии и/или второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии соответственно через второй трансформатор связан со второй соединительной ветвью. Таким образом предоставляется в распоряжение гальваническая развязка между устройством и сетями переменного напряжения во время эксплуатации. Разумеется, в рамках изобретения также возможно, что к параллельному промежуточному звену напряжения постоянного тока подключены параллельные выводы нагрузки, которые являются соединяемыми с нагрузкой.Дальнейшие преимущества возникают, если приводы переменного напряжения включены перед выводами нагрузки. Подключение нагрузок к параллельному выводу нагрузки напрашивается уже потому, что параллельная короткая связь в нормальном режиме эксплуатации работает как бы в режиме холостого хода. Если первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии и второй параллельный вентильный преобразователь электроэнергии рассчитаны на меньшие напряжения, можно резервированно снабжать энергией также рассчитанные на соответствующие напряжения нагрузки. Возможности применения соответствующего изобретению устройства поэтому значительно увеличиваются.Изобретение относится далее к системе с первой сетью переменного напряжения и второй сетью переменного напряжения, а также устройством согласно любому из предыдущих пунктов формулы изобретения.Дальнейшие целесообразные выполнения и преимущества изобретения являются предметом последующего описания примеров выполнения изобретения со ссылкой на чертежи, причем одинаковые ссылочные позиции указывают на одинаково действующие детали и причем показываютФигура 1 короткую связь согласно уровню техники для связи двух сетей переменного напряжения,Фигура 2 пример выполнения соответствующего изобретению устройства в схематическом представлении,Фигура 3 следующий пример выполнения соответствующего изобретению устройства в схематическом представлении,Фигура 4 следующий пример выполнения соответствующего изобретению устройства в схематическом представлении,Фигура 5 следующий пример выполнения соответствующего изобретению устройства в схематическом представлении иФигура 6 следующий пример выполнения соответствующего изобретению устройства в схематическом представлении.Фигура 1 показывает короткую связь 1 в качестве устройства согласно уровню техники. Ранее известная короткая связь 1 содержит первый вентильный преобразователь электроэнергии 2, а также второй вентильный преобразователь электроэнергии 3, которые соединены между собой на стороне постоянного напряжения через промежуточное звено напряжения постоянного тока 4. Промежуточное звено напряжения постоянного тока 4 содержит энергоаккумулятор, в этом случае конденсаторы 5 для поддержания постоянного напряжения. Конструкция вентильных преобразователей электроэнергии 2 и 3 известна специалисту наилучшим образом, так что нет необходимости останавливаться здесь на этом более подробно. Они состоят в основном из 6-импульсной мостовой схемы с отключаемыми мощными полупроводниковыми приборами, в этом случае IGBT, причем параллельно каждому отключаемому мощному полупроводниковому прибору включен расположенный во встречном включении нулевой вентиль. Вентильный преобразователь электроэнергии 2 соединен на стороне переменного напряжения через первую соединительную ветвь 6 с первым выключателем 7, который служит в качестве вывода для присоединения первой сети переменного напряжения 8. Для индуктивной связи первого вентильного преобразователя электроэнергии 2 с первой сетью переменного напряжения 8 при включенном выключателе 7 предусмотрен трансформатор 9.Второй вентильный преобразователь электроэнергии 3 также через трансформатор 9 и вторую соединительную ветвь 10 соединен со вторым выключателем 11 в качестве второго вывода. За счет включения выключателя 11 второй вентильный преобразователь электроэнергии 3 поэтому является индуктивно связываемым со второй сетью переменного напряжения 12.За счет целесообразного регулирования вентильных преобразователей электроэнергии 2 или, соответственно, 3 становится как угодно возможной передача мощности от первой сети переменного напряжения 8 ко второй сети переменного напряжения 12 или от второй сети переменного напряжения 12 в первую сеть переменного напряжения 8. В схематическом представлении первый и второй вентильные преобразователи электроэнергии 2, 3 содержат только схематически показанные емкости и индуктивности, монтаж и образ действия которых специалисту также известны.Фигура 2 показывает пример выполнения соответствующего изобретению устройства 13 в схематическом представлении. Представленное устройство 13 содержит также первый вентильный преобразователь электроэнергии 2, а также второй вентильный преобразователь электроэнергии 3, которые соединены между собой на стороне постоянного напряжения промежуточным звеном напряжения постоянного тока 4. Через первую соединительную ветвь 6, а также через первый выключатель 7 первый вентильный преобразователь электроэнергии 2 является соединяемым с первой сетью переменного напряжения 8, в то время как второй вентильный преобразователь электроэнергии 3 через вторую соединительную ветвь 10 и второй выключатель 11 является связываемым со второй сетью переменного напряжения 12. Сети переменного напряжения 8 и 12 содержат каждая собственное энергоснабжение, здесь в форме генератора, и предусмотрены между прочим для энергоснабжения так называемых поворотных движителей 14, которые выполнены для позиционирования бурильного судна, когда судно производит бурение на больших глубинах. Как уже пояснялось, поворотные движители являются двигателями с изменяемой скоростью вращения и азимутом. Поскольку также только кратковременный отказ энергоснабжения поворотных движителей имел бы следствием большие расходы, наряду со второй сетью переменного напряжения 12, которая предоставляет в распоряжение мощность, необходимую в нормальном режиме эксплуатации поворотных движителей 14, предусмотрена первая сеть переменного напряжения 8, на которую следует переключать при необходимости.Для этого промежуточное звено напряжения постоянного тока 4 соединено с двумя выводами нагрузки. Соединение между промежуточным звеном напряжения постоянного тока и выводами нагрузки происходит посредством соединительных линий нагрузки 15а и 15b, которые гальванически соединены с положительной соединительной линией 4а промежуточного звена напряжения постоянного тока 4 или, соответственно, с отрицательной соединительной линией 4b промежуточного звена напряжения постоянного тока 4. Перед выводом нагрузки подключены два приводных инвертора 16, которые выполнены для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение. Также приводные инверторы 16, как таковые, наилучшим образом известны специалисту, так что останавливаться здесь на этом нет необходимости. Приводные инверторы 16 вырабатывают переменное напряжение или, соответственно, переменный ток с желательной амплитудой напряжения, положением по фазе и частотой.Управление первого вентильного преобразователя электроэнергии 2 происходит через регулирование постоянного напряжения, которое устанавливает заданное в качестве заданного значения регулирования заданное постоянное напряжение в промежуточном звене напряжения постоянного тока 4. Регулирование постоянного напряжения схематически показано на Фигуре 2 посредством стрелки Udc. С помощью регулирования постоянного напряжения делается возможным далее регулирование реактивной мощности Q первой сети переменного напряжения 8. Это показано на Фигуре 2 стрелкой, обозначенной Q.Второй вентильный преобразователь электроэнергии 3 в противоположность этому содержит регулирование мощности 17, которое соединено со схематически представленными измерительными блоками 18, причем измерительные блоки 18 содержат преобразователи напряжения, которые создают выходной сигнал, соответственно пропорциональный постоянному току и/или переменному току и постоянному напряжению и/или переменному напряжению, который опрашивают при получении значений опроса посредством блока опроса и преобразуют посредством аналого-цифрового преобразователя в цифровые значения постоянного тока или, соответственно, в цифровые значения постоянного напряжения. Регулирование постоянного напряжения далее располагает параметрируемой заданной постоянной мощностью, которая служит регулированию постоянного напряжения в качестве заданного значения, после чего мощные полупроводниковые приборы, в этом случае IGBT, второго вентильного преобразователя электроэнергии 3 управляются таким образом, что мощность, предписанная заданной постоянной мощностью, передается через второй вентильный преобразователь электроэнергии 3. В рамках изобретения задается отрицательная заданная постоянная мощность, которая по абсолютной величине соответствует мощности, которая потребляется поворотными движителями 14. Другими словами: вследствие отрицательного заданного постоянного напряжения в распоряжение предоставляется поток мощности в направлении обозначенной Р стрелки от второй сети переменного напряжения 12 к поворотным движителям 14. Первая сеть переменного напряжения 8 в противоположность этому служит для поддержания постоянного напряжения Udc в промежуточном звене напряжения постоянного тока 4.При отказе второй сети переменного напряжения 12 энергоснабжение поворотных движителей 14 берет на себя без существенной временной задержки первая сеть переменного напряжения 8. При этом, несмотря на отказ второй сети переменного напряжения 12, постоянное напряжение Udc в промежуточном звене напряжения постоянного тока поддерживается посредством первого вентильного преобразователя электроэнергии 2. Управление реактивной мощностью в первой сети переменного напряжения 8 в этом случае, однако, больше не является возможным.Если, конечно, в первой сети переменного напряжения 8 имеет место неисправность, то поддержание постоянного напряжения в промежуточном звене напряжения постоянного тока 4 больше не возможно. Тогда энергоснабжение поворотных движителей 14 прервано.Фигура 3 показывает пример выполнения, который обеспечивает энергоснабжение поворотных движителей 14 также при отказе первой сети переменного напряжения 8. В показанном примере выполнения изобретения к короткой связи 13 параллельная короткая связь 19 включена некоторым образом встречно-параллельно. При этом первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии 20 связан индуктивно посредством трансформатора 9 с первой соединительной ветвью 6. На стороне постоянного напряжения первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии 20 соединен со вторым параллельным вентильным преобразователем электроэнергии 21 через также биполярное параллельное промежуточное звено напряжения постоянного тока 22. Второй вентильный преобразователь электроэнергии 21 соединен посредством второго трансформатора 9 со второй соединительной ветвью 10 и содержит параллельное регулирование постоянного напряжения для управления постоянного напряжения параллельного промежуточного звена тока 22, которое помечено на Фигуре 3 только стрелкой с обозначением Udc.Первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии 20 содержит регулирование переменного напряжения, которым может управляться получаемое в первой соединительной ветви 6 переменное напряжение. Таким образом параллельная короткая связь 19 создает в первой соединительной ветви 6 переменное напряжение, с которым остается возможной эксплуатация первого вентильного преобразователя электроэнергии 2, несмотря на отказ первой сети переменного напряжения 8. Для блокировки первой сети переменного напряжения 8 относительно первой соединительной ветви 6 служит первый выключатель 7.Таким образом снабжение двигателей или поворотных движителей 14 является возможным также тогда, когда в первой сети переменного напряжения 8, как помечено крестом на Фигуре 3, имеет место неисправность. Важным, однако, является, что выключатель 7 в случае неисправности является открытым, чтобы развязать первую сеть переменного напряжения 8 от первой соединительной ветви 6 и тем самым от первого вентильного преобразователя электроэнергии 2. Для беспрепятственной нормальной эксплуатации далее следует учитывать, что статика регулирования напряжения посредством первого параллельного вентильного преобразователя электроэнергии 20 является меньшей, чем статика питающих первую сеть переменного напряжения 8, не представленных на Фигурах генераторов. В противном случае первый параллельный вентильный преобразователь электроэнергии 20 работал бы против первой сети переменного напряжения 8. Это является однако нежелательным.Параллельная короткая связь 19 и короткая связь 13 могут быть выполнены для любых областей напряжения. В представленных на Фигурах примерах выполнения короткая связь 13 рассчитана на область среднего напряжения, то есть на напряжения между 1 кВ и 52 кВ, в то время как параллельная короткая связь 21 выполнена для области низкого напряжения. Таким образом становится возможным резервированный привод как больших 14, так и меньших нагрузок или двигателей 24, 25. Исключительно ради полноты следует указать на то, что расходы для параллельной короткой связи 19, рассчитанной на низкое напряжениея, являются меньшими, чем для короткой связи 13, которая рассчитана для среднего напряжения.Фигура 4 показывает следующий пример выполнения соответствующего изобретению устройства, причем к параллельному промежуточному звену 22 подключен не представленный на Фигурах параллельный вывод нагрузки, перед которым включен параллельный инвертор привода 23 для привода дополнительной нагрузки 24. Далее двигатель постоянного напряжения 25 соединен непосредственно с параллельным промежуточным звеном напряжения постоянного тока 22.Фигура 5 показывает следующий пример выполнения соответствующего изобретению устройства, который в основном соответствует показанному на Фигуре 4 примеру выполнения. В этом случае, однако, параллельное промежуточное звено напряжения постоянного тока 22 через линии постоянного напряжения 26а и 26b соединены на стороне постоянного напряжения с вентильным преобразователем электроэнергии аварийного электроснабжения 27, причем вентильный преобразователь электроэнергии аварийного электроснабжения 27 соединен на стороне переменного напряжения через аварийный выключатель 28 с сетью переменного напряжения аварийного электроснабжения 29. Другой вентильный преобразователь электроэнергии аварийного электроснабжения, который соединен на стороне напряжения постоянного тока с промежуточным звеном напряжения постоянного тока 4 и на стороне постоянного напряжения со следующей сетью аварийного электроснабжения или с той же самой сетью аварийного электроснабжения 29, по причинам обзорности на Фигурах не представлен. За счет сети аварийного электроснабжения 29 или, соответственно, за счет сетей аварийного электроснабжения вероятность отказа электроснабжения для нагрузок еще больше уменьшена. Первая и вторая сети переменного напряжения, а также сеть или сети аварийного электроснабжения могут иметь в рамках изобретения независимо друг от друга сколько угодно фаз.Фигура 6 показывает следующий пример выполнения, который в основном соответствует показанному на Фигуре 2 примеру выполнения, причем второй вентильный преобразователь электроэнергии 3, однако, также содержит регулирование постоянного напряжения, которое является независимым от регулирования постоянного напряжения первого вентильного преобразователя электроэнергии 2. При этом регулирование первого вентильного преобразователя электроэнергии 2 и второго вентильного преобразователя электроэнергии 3 происходит таким образом, что взаимное влияние вентильных преобразователей электроэнергии 2 и 3, например, за счет колебаний в промежуточном звене напряжения постоянного тока 4 исключено. Вентильные преобразователи электроэнергии 2 и 3 выполнены, например, модульными и содержат электронные силовые блоки, которые обозначаются также, как Power Electronic Building Blocks. Power Electronic Building Blocks, как таковые, специалисту известны, так что нет необходимости останавливаться здесь на них более подробно.По причинам надежности промежуточное звено напряжения постоянного тока 4 в показанном примере выполнения содержит прерывательные блоки 30, которые вызывают в случае неисправности перерыв протекания тока в промежуточном звене напряжения постоянного тока 4. В случае прерывательных блоков 30 речь идет, например, о предохранителях, электрических выключателях или тому подобном.Фигура 7 показывает пример выполнения согласно Фигуры 6, причем однако соответственно Фигуре 4 предусмотрена дополнительная, встречно-параллельно включенная параллельная короткая связь 19 для электроснабжения небольших нагрузок 24, 25. Регулирование вентильных преобразователей электроэнергии 2, 3 короткой связи 13 происходит, как это пояснено в связи с примером выполнения согласно Фигуры 6. Регулирование параллельной короткой связи 19 происходит, как это пояснено в связи с примером выполнения согласно Фигуры 4, причем опять-таки для обеих коротких связей 13, 19 предусмотрен соединяемый с сетью аварийного электроснабжения 29 вентильный преобразователь электроэнергии аварийного электроснабжения 27.

Механизм управления ядерного реактора с

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в системах контроля положения органов регулирования. Механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования содержит соединенный с органом регулирования шток с шунтом, выполненным из магнитных и немагнитных проставок, приводное устройство и индикаторы положения шунта, расположенные внутри герметичного корпуса, заполненного водой первого контура, и обмотки электромагнитов приводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса. Герметичный корпус выполнен в виде двух концентричных, соединенных в верхней части труб. Соосно с трубами расположен шунт, охватывающий малую трубу. Индикаторы положения шунта размещены внутри малой трубы вдоль оси перемещения штока. Каждому положению штока с органом регулирования соответствует одна и только одна основная кодовая комбинация, снимаемая одновременно со всех индикаторов положения шунта. При каждом шаге приводного устройства или во всех положениях органа регулирования соответствующая кодовая комбинация образуется при замыкании или размыкании магнитными и немагнитными проставками шунта магнитных цепей индикаторов положения шунта. Длины магнитных и немагнитных проставок шунта подобраны так, что при нахождении органа регулирования между i и i+1 шагами приводного устройства промежуточные кодовые комбинации, получающиеся при этом, могут быть отнесены только либо к i, либо к i+1 шагам положения органа регулирования. Шунт штока имеет длину, превышающую величину рабочего хода штока на суммарное значение длин магнитных и немагнитных проставок, обеспечивающее формирование комбинации кодов положения на нижней границе рабочего хода, а также положений в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода. При достижении штоком крайнего нижнего положения или крайнего верхнего положения шунт находится в зоне действия индикаторов положения шунта датчика положения шагового. Кодовые комбинации, образующиеся в этих положениях, формируют сигнал на останов приводного устройства механизма управления. При использовании изобретения обеспечивается контроль работы механизма управления ядерного реактора при положении штока с органом регулирования на нижней границе рабочего хода в режиме стоянки, в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода в режиме перемещения, а также в крайнем нижнем положении после аварийного сброса. 3 ил.

Механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования, содержащий соединенный с органом регулирования шток с шунтом, выполненным из магнитных и немагнитных проставок, приводное устройство и индикаторы положения шунта, расположенные внутри герметичного корпуса, заполненного водой первого контура, и обмотки электромагнитов приводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса, причем герметичный корпус выполнен в виде двух концентричных, соединенных в верхней части труб, соосно с которыми расположен шунт, охватывающий малую трубу, а индикаторы положения шунта размещены внутри малой трубы вдоль оси перемещения штока, при этом каждому положению штока с органом регулирования соответствует одна и только одна основная кодовая комбинация, снимаемая одновременно со всех индикаторов положения шунта, при каждом шаге приводного устройства или во всех положениях органа регулирования, образующаяся при замыкании или размыкании магнитными и немагнитными проставками шунта магнитных цепей индикаторов положения шунта, причем длины магнитных и немагнитных проставок шунта подобраны так, что при нахождении органа регулирования между i и i+1 шагами приводного устройства промежуточные кодовые комбинации, получающиеся при этом, могут быть отнесены только либо к i, либо к i+1 шагам положения органа регулирования, отличающийся тем, что шунт штока имеет длину, превышающую величину рабочего хода штока на суммарное значение длин магнитных и немагнитных проставок, обеспечивающее формирование комбинации кодов положения на нижней границе рабочего хода, а также положений в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода, причем при достижении штоком крайнего нижнего положения или крайнего верхнего положения шунт находится в зоне действия индикаторов положения шунта датчика положения шагового, при этом кодовые комбинации, соответствующие этим положениям, направлены на формирование сигнала на останов приводного устройства механизма управления.

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в системах контроля положения органов регулирования.Предшествующий уровень техникиИзвестен механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования (патент на изобретение №2073917, G21C 7/14, 7/36 опубл. 20.02.1997 г., Бюл. №5), содержащий жестко соединенный с органом регулирования шток, шунт и приводное устройство, расположенное внутри герметичного корпуса, заполненного водой первого контура, индикаторы положения шунта и обмотки электромагнитов приводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса, причем герметичный корпус выполнен в виде двух концентричных, соединенных в верхней части труб, соосно с которыми расположен шунт, охватывающий малую трубу, шунт установлен на верхнем конце штока, а индикаторы положения шунта размещены внутри малой трубы в зоне приводного устройства, индикаторы положения шунта равномерно размещены вдоль оси перемещения штока и разделены немагнитными проставками, а шунт выполнен из магнитных и немагнитных проставок общей длиной, равной рабочему ходу штока, при этом каждому шагу приводного устройства соответствует одна и только одна основная кодовая комбинация положения органа регулирования, снимаемая одновременно со всех индикаторов положения шунта, получающаяся при замыкании или размыкании магнитными и немагнитными проставками шунта магнитных цепей индикаторов положения шунта, причем длины магнитных и немагнитных проставок шунта подобраны так, что при нахождении органа регулирования между i и i+1 шагами приводного устройства промежуточные кодовые комбинации, получающиеся при этом, могут быть отнесены только либо к i, либо к i+1 шагам положения органа регулирования.Недостатком данного механизма управления ядерного реактора является отсутствие контроля положения штока с органом регулирования на нижней границе рабочего хода в режиме стоянки, а также в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода после аварийного сброса и в режиме перемещения. Это происходит ввиду того, что область контроля положения штока с органом регулирования находится в пределах рабочего хода, из-за равенства общей длины шунта (выполненного из магнитных и немагнитных проставок) и величины рабочего хода штока (фиг.1). Таким образом, на нижней границе рабочего хода штока в режиме стоянки, а также в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода, из-за отсутствия шунта за областью рабочего хода, взаимодействия шунта с индикаторами положения шунта не происходит (см. фиг.1 положение б) и в)), ввиду этого не происходит и формирования сигнала для образования кодовой комбинации о наличии штока в этих положениях.Раскрытие изобретенияЗадачей изобретения является повышение надежности механизма управления ядерного реактора за счет обеспечения контроля положения штока с органом регулирования от крайнего верхнего до крайнего нижнего положений путем обеспечения формирования и выдачи кодовых комбинаций при нахождении штока во всем диапазоне между этими крайними положениями.Технический результат — обеспечение контроля работы механизма управления ядерного реактора при положении штока с органом регулирования на нижней границе рабочего хода (фиг.2,в) в режиме стоянки и в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода в режиме перемещения, а также в крайнем нижнем положении (фиг.2,б) после аварийного сброса; обеспечение формирования сигнала на останов механизма управления ядерного реактора на верхней и нижней границах рабочего хода в результате образования в этих положениях кодовых комбинаций; обеспечение контроля величины запаса хода от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода.Это достигается за счет того, что шунт, состоящий из магнитных и немагнитных проставок, имеет общую длину, превышающую величину рабочего хода штока с органом регулирования на суммарное значение длин магнитных и немагнитных проставок, обеспечивающее формирование комбинации кодов положения на нижней границе рабочего хода, а также положений в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода, а при достижении штоком крайнего нижнего положения или крайнего верхнего положения шунт не выходит за пределы индикаторов положения шунта датчика положения шагового (см. фиг.2).Краткое описание чертежейСущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено следующее:Фиг.1. Схема взаимодействия индикаторов положения шунта и шунта длиной, равной рабочему ходу штока:а) орган регулирования в крайнем верхнем положении;б) орган регулирования в крайнем нижнем положении на жестком упоре;в) орган регулирования на нижней границе рабочего хода.Фиг.2. Схема взаимодействия индикаторов положения шунта и шунта длиной, превышающей рабочий ход шток:а) орган регулирования в крайнем верхнем положении;б) орган регулирования в крайнем нижнем положении на жестком упоре;в) орган регулирования на нижней границе рабочего хода.Фиг.3. Продольный разрез механизма управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля органа регулирования.На фиг.3 представлен продольный разрез механизма управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования, включающего в себя прочный герметичный корпус 1, датчик положения шаговый 2, соединенные в верхней части фланцами 3. Труба датчика положения шагового 4, внутри которой расположены равномерно индикаторы положения шунта, в качестве которых применяются индуктивные катушки 5, отделенные друг от друга немагнитными проставками 6, в нижней части закрыта заглушкой 7. Индикаторы положения шунта (индуктивные катушки 5) датчика положения шагового находятся вне зоны действия электромагнитных полей электромагнитов 8 приводного устройства, расположенных снаружи герметичного корпуса 1. Выводные концы индуктивных катушек 5 распаяны на штыри гермоввода 9, соединенные со штырями разъема 10 датчика положения шагового, который кабелем связан с системой управления (не показаны). В кольцевой полости, заполненной средой первого контура 11, между трубой датчика положения шагового и корпусом расположены с зазором, охватывающим трубу датчика положения шагового, полый шток 12 с кольцевыми проточками 13 на внешней стороне с шагом, равным шагу приводного устройства, соединенный с органом регулирования 14, а также приводное устройство, содержащее кольцевые якори 15, соединенные механическими тягами 16 с защелками 17. В верхней части внутри полого штока установлен шунт, состоящий из магнитных 18 и немагнитных 19 проставок.Осуществление изобретенияМеханизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования работает следующим образом.По командным импульсам системы управления кольцевые якоря 15 взаимодействуют с обмотками электромагнитов 8, перемещая при этом с помощью механических тяг 16 и защелок 17 шток 12 вместе с органом регулирования 14. При этом совместно со штоком перемещается и шунт, который своими магнитными 18 и немагнитными 19 проставками замыкает и размыкает при каждом шаге приводного устройства магнитные цепи одной или нескольких индуктивных катушек 5 датчика положения шагового, изменяя индуктивность катушек. Эти изменения обрабатываются системой управления, которая формирует кодовые комбинации, соответствующие каждому положению при пошаговом перемещении органа регулирования. Длина магнитных и немагнитных проставок шунта выбрана таким образом, что при переходе от i к i+1 шагу возникающие из-за неодновременности замыкания или размыкания шунтом магнитных цепей промежуточные кодовые комбинации могут быть отнесены системой управления либо к i, либо к i+1 шагам.В случае срабатывания в аппаратуре управления (не показана) сигнала аварийной защиты реактора обесточиваются обмотки электромагнитов 8, защелки 17 раскрываются и происходит сброс штока 12 с органом регулирования 14 в активную зону реактора, при этом перемещение штока с органом регулирования осуществляется до жесткого упора активной зоны реактора (не показан). Шунт не перестает взаимодействовать с индикаторами положения шунта, а образующиеся при этом кодовые комбинации считываются и обрабатываются аппаратурой. По изменению кодовых комбинаций контролируется также время падения штока до крайнего нижнего положения (орган регулирования перемещается до низа активной зоны реактора), прохождение промежуточных зон и наличие штока с органом регулирования в положении на жестком упоре, а также в случае застревания штока с органом регулирования в промежуточном положении считывается и выдается информация о его положении по высоте активной зоны реактора.Взаимодействие шунта с индикаторами положения шунта датчика положения шагового происходит во всем диапазоне перемещений штока с органом регулирования от крайнего верхнего положения до крайнего нижнего положения.

Способ дуговой сварки трехфазной дугой

Способ относится к дуговой сварке трехфазной дугой. Улучшение качества сварного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами источника питания в широком диапазоне регулирования сварочного тока достигается за счет того, что осуществляют сварку с двумя зависимыми и одной независимой дугами переменного тока, горящими в среде инертного газа. Фазные токи, по крайней мере, зависимых дуг в электродах и изделии имеют форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности. В каждый момент времени горят не менее двух дуг. Ширина прямоугольных импульсов прямой полярности с изделия на электрод меньше ширины импульсов обратной полярности с электрода на изделие. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ дуговой сварки трехфазной дугой, включающий сварку в среде инертного газа и использование двух зависимых дуг между изделием и каждым из неплавящихся электродов и одной независимой дуги между неплавящимися электродами переменного тока, каждую из которых питают от отдельной фазы трехфазного тока, отличающийся тем, что в каждый момент времени обеспечивают горение не менее двух дуг, и, по крайней мере, зависимые дуги питают фазными токами, имеющими форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности регулируемой частоты и амплитуды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширина прямоугольных импульсов прямой полярности меньше ширины импульсов обратной полярности.

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к способам и источникам питания для электродуговой сварки.Широко известны традиционные источники трансформаторного типа, применяемые для сварки.Их недостатками являются сложность обеспечения точной установки и высокой стабильности установленных параметров процесса сварки при изменяющихся условиях, низкий КПД преобразования.Поэтому все более широкое применение как вид преобразования параметров электроэнергии получают источники инверторного типа. В зависимости от типа потребителей переменного тока инверторы выполняются однофазными, двухфазными, трехфазными и многофазными (например, для вентильных двигателей), а по принципу действия — однотактными или двухтактными. Инвертор — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное. Современный сварочный инвертор — сложное цифровое устройство, управляемое мощным высокоскоростным процессором. Такая конструкция обеспечивает точную установку и высокую стабильность установленных параметров процесса сварки при изменяющихся условиях, экономию электроэнергии за счет высокого КПД преобразования, простоту настройки и легкость выполнения сварки, относительно традиционных источников трансформаторного типа.Известен источник питания инверторного типа, в котором регулирование мощности в дуге осуществляется с помощью изменения периода следования импульсов в инверторе [A.Colens. A highfrequency electric Welding system. «Electronic Engineering» 1977, p.66]. Этот источник питания состоит из полупроводникового преобразователя, датчика напряжения, датчика тока и схемы управления, которая обеспечивает в рабочем диапазоне сварочного тока пологопадающую выходную характеристику источника питания. Для изменения периода следования импульсов используется информация по току и напряжению, измеренному за время, много большее периода следования импульсов.Однако эта схема не обеспечивает оптимальную выходную статическую характеристику источника питания в области тока горения дуги при смене величины сварочного тока.Известно устройство для управления сварочными токами источника питания инверторного типа [SU, а.с. 1119799, опубл. в БИ N 39, 23.10.84], состоящее из выпрямительного устройства, тиристорного инвертора и блока управления, в который входит преобразователь напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов. Это устройство позволяет измерять среднее значение напряжения и тока каждого импульса на выходе источника, выделять наибольший из сигналов, пропорциональных измеренным значениям тока и напряжения, и использовать эти данные для регулирования периода следования импульсов в инверторе. Эта схема обеспечивает хорошие выходные динамические характеристики, но так же, как и предыдущая, не обеспечивает необходимую статическую характеристику, а значит, оптимальную регулировку величины сварного тока, т.е. качество сварного соединения ограничивается определенной толщиной свариваемых деталей.Известны однофазные устройства для сварки модулированным током, формирующим прямоугольные разнополярные импульсы сварочного тока (аналог — патент РФ №1551484 от 10.04.87).Недостатками устройства являются низкое качество сварки из-за неустойчивости горения дуги за счет пауз сварочного тока при питании ее разнополярными импульсами тока для сварки в углекислом газе, а также низкая производительность.Известен способ сварки трехфазной дугой. В трехфазную систему питания включаются два электрода в две фазы и деталь в третью фазу. В этом случае горят три дуги: две дуги между электродами и деталью, а третья дуга между электродами. Исследования показали, что эта третья дуга, являясь по отношению к детали независимой дугой, горит или по воздушному промежутку между электродами, или же отдувается и горит, касаясь детали. Непрерывное горение трехфазной дуги позволяет снизить напряжение источника тока, что ведет к повышению косинуса «фи» (прототип — см. Internet http//www.osvarke.com/svarka-aluminiya.html, статья «Сварка алюминия»).Сварка трехфазной дугой имеет ряд технологических преимуществ по сравнению со сваркой однофазной дугой. Производительность сварки повышается в 2-3 раза за счет двух электродов и дополнительной присадки, укладываемой в разделку шва. Изменяя химический состав электродов и присадочного металла, можно получить наплавленный металл различного состава. Это имеет большое значение при наплавках, сварке легированных сталей и цветных металлов. Включением в трехфазную сеть стандартных однофазных сварочных трансформаторов можно получить мощную дугу с суммарной силой тока 3000-4000 А.При сварке трехфазной дугой имеет место переменное (в различных местах ванны) воздействие давления дуги на расплавленный металл. Это вызывает энергичное вращение и перемешивание расплавленных металла и шлака, которые способствуют более полному протеканию реакций и освобождению металла от газовых и неметаллических включений. Более медленное затвердевание расплавленного металла обеспечивает выход из него газов, что повышает механические и антикоррозионные свойства соединения.Сварка трехфазной дугой обеспечивает экономию электроэнергии от 5 до 40%. Устойчивость и непрерывность горения дуги дает возможность применять сварку при пониженном напряжении во внешней сети. Нормальное формирование шва обеспечивается правильно подобранным режимом тока и скоростью сварки. Глубина проплавления основного металла при различной силе тока и скорости движения электродов достигает 7-14 мм. Значительная глубина проплавления дает возможность увеличить нескошенную часть фасок, что уменьшает расход проволоки, флюса, электроэнергии и т.д. Расход электроэнергии при автоматической сварке трехфазной дугой на 1 кг наплавленного металла в среднем равен 2,1 кВт-ч, в то время как при однофазной автоматической сварке 3,5 кВт-ч.Широкое применение сварка трехфазной дугой получила в следующих случаях:1. В конструкциях с большим объемом наплавленного металла.2. В соединениях, требующих глубокого проплавления, а также при сварке без скоса кромок стыковых и угловых соединений машиностроительных конструкций.3. В тяжелом и транспортном машиностроении при сварке легированных сталей, требующих регулирования глубины проплавления, чтобы уменьшить долю участия основного металла в металле шва, и при наплавке черных металлов цветными, чтобы обеспечить минимальную глубину проплавления.Металл нагревается непрерывно, поскольку постоянно существует одна из трех совокупных дуг — одной независимой дуги, горящей между вольфрамовыми электродами, и двух зависимых дуг, горящих между изделием и электродами.Недостатком известных способа и устройства является недостаточно высокая эффективность процесса сварки, которую можно повысить за счет обеспечения горения как минимум двух совокупных дуг, что, в свою очередь требует точного управления выходными параметрами источников питания, а также стабильности повторного возбуждения основных дуг во всем диапазоне регулирования, что обеспечивается прямоугольной формой тока и частотой смены его полярности.Задачей настоящего изобретения является улучшение качества сварного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами источника питания в широком диапазоне регулирования сварочного тока.Поставленная задача решается тем, что в способе трехфазной дуговой сварки трехфазной дугой, включающем сварку в среде инертного газа и использование двух зависимых дуг между изделием и каждым из неплавящихся электродов и одной независимой дуги между неплавящимися электродами переменного тока, каждую из которых питают от отдельной фазы трехфазного тока, в соответствии с изобретением в каждый момент времени обеспечивают горение не менее двух дуг и, по крайней мере, зависимые дуги питают фазными токами, имеющими форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности регулируемой частоты и амплитуды.Причем ширина прямоугольных импульсов прямой полярности меньше ширины импульсов обратной полярности.Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в улучшении качества сварного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами источника питания в широком диапазоне регулирования сварочного тока.Стабильное горение как минимум двух дуг значительно улучшает качество сварного соединения и при этом обеспечивает высокую производительность процесса. Питание, по крайней мере, зависимых дуг фазными токами, имеющими форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности регулируемой частоты и амплитуды, обеспечивает стабильность повторного возбуждения дуг во всем диапазоне регулирования смены частоты полярности. Стабильность повторного возбуждения дуг оказывает влияние на повышение качества сварного шва и сварного соединения деталей.Время прохождения тока через 0 при прямоугольной форме тока (меандр) стремится к 0, что положительно сказывается на стабильности горения трехфазного факела.Управление частотой смены полярности импульсов и амплитудой импульсов как прямой, так и обратной полярности позволяет исключить появление постоянной составляющей сварочного тока вне зависимости от рода свариваемого материала.Управление шириной прямоугольных импульсов — ширина прямоугольных импульсов «прямой полярности» с изделия на электрод меньше ширины импульсов «обратной полярности» с электрода на изделие (при сварке изделий из легких сплавов) улучшает катодную очистку окисной пленки, повышает скорость сварки и увеличивает стойкость неплавящихся вольфрамовых электродов.На фиг.1 представлена форма тока источника питания для дуговой сварки.На фиг.2 представлена функциональная схема установки для дуговой сварки.Заявляемый способ осуществляется при помощи установки для дуговой сварки, которая включает:1, 2, 3 — инверторы, 4 — блок управления, 5 — двухэлектродная сварочная горелка, 6 — свариваемое изделие.Первый вход инверторов 1, 2, 3, включенных по схеме «треугольник», подключен к внешнему источнику энергии, и управляются программируемым блоком управления 4, а выходы — к двум сварочным электродам сварочной горелки 5 и свариваемому изделию 6, показатели работы которых по частоте, форме тока и напряжению контролируются с помощью обратной связи блока управления, вырабатывающего управляющие сигналы. На блок управления подаются сигналы со стандартных датчиков (не показаны) частоты тока, формы тока, напряжения, амплитудного значения тока и других.Источник питания для дуговой сварки позволяет сформировать оптимальную выходную характеристику следующим образом. Измеренное среднее значение тока на выходе каждого инвертора сравнивается с напряжением задания, полученным в результате перемножения напряжения уставки тока и управляющего сигнала, причем в качестве управляющего сигнала используется результат вычитания выходного напряжения и заданного фиксированного напряжения. Результат сравнения выходного тока с напряжением задания преобразуется в длительность периода управляющих импульсов, которые в качестве обратной связи управляют каждым инвертором. В процессе обработки информационные сигналы, пропорциональные выходному напряжению источника и току сварки, формируют управляющее воздействие на величину уставки входного тока со стороны сигнала, пропорционального выходному напряжению. Таким образом осуществляется привязка выходного тока к конкретной величине выходного напряжения, что позволяет изменять вольт-амперную характеристику при изменении величины уставки выходного тока и поддерживать неизменным отношение тока короткого замыкания к рабочему току во всем диапазоне изменений уставки сварочного тока. Такая выходная характеристика обеспечивает оптимальный сварочный ток в широком диапазоне значений, а значит, позволяет сваривать детали в широком диапазоне толщины.Частота смены полярности и величина амплитуды импульсов как прямого, так и обратного регулируется с пульта управления. Такая форма кривых фазных токов обеспечивает почти мгновенный переход с одной полярности на другую через «ноль». Именно этот эффект в сочетании с тем, что в одном факеле горят одновременно не менее двух дуг, обеспечивая непрерывность ионизации дугового промежутка, позволил получить гибкую и совершенную регулировку параметров и устойчивость горения.Способ дуговой сварки трехфазной дугой включает сварку в среде инертного газа и использование двух зависимых дуг между изделием и каждым из неплавящихся электродов и одной независимой дуги между неплавящимися электродами переменного тока. Каждую из дуг питают от отдельной фазы трехфазного тока. В каждый момент времени обеспечивают горение не менее двух дуг. По крайней мере, зависимые дуги питают фазными токами, имеющими форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности регулируемой частоты и амплитуды.Как показали испытания, за счет повышения точности управления выходными параметрами источника питания в широком диапазоне регулирования сварочного тока обеспечивается высокое качество сварных соединений, а также улучшение катодной очистки окисной пленки (при сварке и наплавке изделий из легких сплавов), повышение скорости сварки и увеличение стойкости электродов.Способ может быть использован при сварке изделий из любых материалов любой толщины.

Устройство для защиты от замыканий

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении селективности защиты. Устройство содержит источник оперативного тока с частотой 25 Гц, дугогасящий реактор, включенный последовательно с источником оперативного тока и подключенный к нейтральной точке сети, и фильтры токов нулевой последовательности, установленные на каждой линии сети. Реагирующие органы подключены к фильтрам токов нулевой последовательности. При этом каждый реагирующий орган содержит фильтр низкой частоты, фильтр высокой частоты, входы которых подключены к фильтру токов нулевой последовательности, орган сравнения амплитуд гармоник, к входу которого подключены выходы фильтра низкой частоты и фильтра высокой частоты. 2 ил.

Устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, основанное на принципе наложения на сеть оперативного тока с частотой 25 Гц, содержащее источник оперативного тока с частотой 25 Гц, представляющий собой параметрический делитель частоты, содержащий выходную обмотку, расположенную на совмещенных стержнях двух магнитопроводов, включенную последовательно с дугогасящим реактором, первую обмотку возбуждения, расположенную на внешнем стержне первого магнитопровода, включенную последовательно со второй обмоткой возбуждения, расположенной на внешнем стержне второго магнитопровода, обмотки возбуждения подключены через диод к сети собственных нужд переменного тока, а обмотка колебательного контура, расположенная на совмещенных стержнях первого и второго магнитопроводов, замкнута на последовательно соединенные конденсатор и линейный дроссель, дугогасящий реактор, включенный последовательно с источником оперативного тока с частотой 25 Гц и подключенный к нейтральной точке сети, фильтры токов нулевой последовательности, установленные на каждой линии сети, и реагирующие органы, подключенные к фильтрам токов нулевой последовательности, отличающееся тем, что каждый реагирующий орган содержит фильтр низкой частоты, фильтр высокой частоты, входы которых подключены к фильтру токов нулевой последовательности, орган сравнения амплитуд гармоник, к входу которого подключены выходы фильтра низкой частоты и фильтра высокой частоты.

Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано для защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока.Известно устройство для защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока [Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. — М: Энергия. 1976, 360 с.], содержащее блок создания оперативного тока с частотой 100 Гц, включающий в себя расположенную на сердечнике дугогасящего реактора дополнительную обмотку, которая включается через контактор и выпрямитель на резистор.Данное устройство реагирует на устойчивые замыкания, но может неправильно работать при перемежающихся дуговых замыканиях.Также известно устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсированной нейтралью [А.с. СССР №177958, МПК 2 Н02Н 3/16, БИ. №2, 1966], содержащее источник оперативного тока с частотой 25 Гц, представляющий собой катушку, индуктивность которой периодически изменяется, включенный последовательно с дугогасящим реактором, реагирующие органы, представляющие собой электромагнитные параметрические усилители, настроенные на частоту 25 Гц, подключенные к фильтрам токов нулевой последовательности, которые установлены на каждой линии сети.Данное устройство реагирует на устойчивые замыкания, но также может неправильно работать при перемежающихся дуговых замыканиях.Известно устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока [Патент РФ №2268524, МПК Н02Н 3/16, БИ №2, 2004], выбранное в качестве прототипа, содержащее источник оперативного тока с частотой 25 Гц, включенный последовательно с дугогасящим реактором. Дугогасящий реактор подключен к нейтральной точке сети. Источник оперативного тока с частотой 25 Гц представляет собой параметрический делитель частоты, содержащий выходную обмотку, расположенную на совмещенных стержнях двух магнитопроводов, включенную последовательно с дугогасящим реактором, первую обмотку возбуждения, расположенную на внешнем стержне первого магнитопровода, включенную последовательно со второй обмоткой возбуждения, расположенной на внешнем стержне второго магнитопровода, причем обмотки возбуждения подключены через диод к сети собственных нужд переменного тока, а обмотка колебательного контура, расположенная на совмещенных стержнях первого и второго магнитопроводов, замкнута на последовательно соединенные конденсатор и линейный дроссель. Фильтры токов нулевой последовательности установлены на каждой линии сети. Реагирующие органы представляют собой электромагнитные параметрические усилители, настроенные на частоту 25 Гц. Реагирующие органы подключены к фильтрам токов нулевой последовательности.Данное устройство реагирует на устойчивые замыкания, но может неправильно работать при перемежающихся дуговых замыканиях из-за увеличения доли низкочастотных гармоник в спектре тока нулевой последовательности неповрежденных линий.Задачей изобретения является обеспечение селективности защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, как при устойчивых замыканиях, так и при перемежающихся дуговых замыканиях.Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, так же, как в прототипе, основано на принципе наложения на сеть оперативного тока с частотой 25 Гц и содержит источник оперативного тока с частотой 25 Гц, включенный последовательно с дугогасящим реактором, который подключен к нейтральной точке сети. Источник оперативного тока с частотой 25 Гц представляет собой параметрический делитель частоты, содержащий выходную обмотку, расположенную на совмещенных стержнях двух магнитопроводов, включенную последовательно с дугогасящим реактором, первую обмотку возбуждения, расположенную на внешнем стержне первого магнитопровода, включенную последовательно со второй обмоткой возбуждения, расположенной на внешнем стержне второго магнитопровода, обмотки возбуждения подключены через диод к сети собственных нужд переменного тока, а обмотка колебательного контура, расположенная на совмещенных стержнях первого и второго магнитопроводов, замкнута на последовательно соединенные конденсатор и линейный дроссель. Фильтры токов нулевой последовательности установлены на каждой линии сети. Реагирующие органы подключены к фильтрам токов нулевой последовательности.Согласно изобретению в реагирующий орган введены фильтр низкой частоты, фильтр высокой частоты, входы которых подключены к фильтру токов нулевой последовательности, орган сравнения амплитуд гармоник, к входу которого подключены выходы фильтра низкой частоты и фильтра высокой частоты.Именно заявленное выполнение устройства обеспечивает селективность защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, как при устойчивых замыканиях, так и при перемежающихся дуговых замыканиях, за счет того, что при обоих видах замыкания в частотном спектре тока нулевой последовательности поврежденной линии амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц больше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц. Для неповрежденной линии, наоборот — амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц меньше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц.На фиг.1 представлена принципиальная схема сети с элементами устройства для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, а на фиг.2 — схема реагирующего органа.Устройство содержит (фиг.1) источник оперативного тока с частотой 25 Гц 1, включенный последовательно с дугогасящим реактором 2, который подключен к нейтральной точке сети. Первый реагирующий орган 3, второй реагирующий орган 4, N-й реагирующий орган 5 подключены соответственно к первому фильтру тока нулевой последовательности 6, второму фильтру тока нулевой последовательности 7 и N-му фильтру тока нулевой последовательности 8, установленными на каждой линии сети с собственными емкостями 9, 10, 11.Первый реагирующий орган 3 (фиг.2) выполнен следующим образом. Фильтр низкой частоты 12 и фильтр высокой частоты 13 подключены к первому фильтру тока нулевой последовательности 6. К входу органа сравнения амплитуд гармоник 14 подключены выходы фильтра низкой частоты 12 и фильтра высокой частоты 13. Второй реагирующий орган 4, N-й реагирующий орган 5 выполнены аналогично.Источник оперативного постоянного тока с частотой 25 Гц 1 представляет собой параметрический делитель частоты [Патент РФ №2268524].В качестве фильтров токов нулевой последовательности 6, 7, 8 могут быть применены кабельные трансформаторы тока нулевой последовательности.Фильтр низкой частоты 12 может быть выполнен на типовых интегральных микросхемах типа К140УД7.Фильтр высокой частоты 13 может быть выполнен на типовых интегральных микросхемах типа К140УД7.Орган сравнения 14 может быть выполнен на типовых интегральных микросхемах типа К140УД7.Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети за счет источника оперативного тока с частотой 25 Гц 1 по линиям сети протекают небольшие токи с частотой 25 Гц, определяемые собственными емкостями 9, 10, 11 линий. При замыкании на землю, например, на линии, где установлен первый фильтр тока нулевой последовательности 6, собственная емкость 9 линии шунтируется и эквивалентная проводимость этой линии становится значительно больше проводимости неповрежденных линий, ток в поврежденной линии возрастает.При устойчивом замыкании на землю в частотном спектре тока нулевой последовательности поврежденной линии присутствуют только гармоники с частотами 25 Гц и 50 Гц. Частотные характеристики фильтров таковы, что они пропускают составляющие с частотой ниже 50 Гц и выше 50 Гц, а составляющую с частотой 50 Гц подавляют. Поэтому в органе сравнения амплитуд гармоник 14 составляющие с частотой ниже 50 Гц больше, чем амплитуды гармоник с частотой выше 50 Гц. По этому условию орган сравнения амплитуд гармоник 14 вырабатывает сигнал о замыкании на землю.При перемежающемся дуговом замыкании гармонические составляющие токов нулевой последовательности распределяются по линиям таким образом, что в поврежденной линии амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц больше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц. Для неповрежденной линии, наоборот, — амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц меньше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц. Поэтому на выходе органа сравнения амплитуд гармоник 14 реагирующего органа поврежденной линии вырабатывается сигнал о замыкании на землю.Таким образом, предлагаемая защита обладает селективностью, как при устойчивых замыканиях на землю, так и при перемежающихся дуговых замыканиях.

Исследование изоляции холостых витков в

рименение в обмотках высокого напряжения холостых витков (не обтекаемых током внутренних экранов) позволяет существенно улучшить распределение импульсных напряжений в обмотках высокого напряжения . Степень улучшения распределения напряжения зависит от параметров обмотки, количества и размеров холостых витков (ХВ), схемы соединения ХВ. На рис. 1 приведена зависимость импульсного напряжения между соседними катушками (в кВ) обмотки класса напряжения 500 кВ с холостыми витками от номера канала (красная кривая). Из рис. 1 видно, что при воздействии на такую обмотку стандартных импульсов наибольшее напряжение между катушками равно 110 кВ. Синяя кривая на рис. 1 относится к той же обмотке, но без холостых витков. В этом случае наибольшее напряжение между катушками равно 220 кВ. То есть применение холостых витков всего в нескольких катушках, примыкающих к выводу 500 кВ, позволило уменьшить наибольшее напряжение между катушками в два раза. Анализ рис. 1 показывает, что в обмотке с холостыми витками уменьшились также напряжения между всеми катушками. Приведенные на рис.1 данные получены расчетом по программе VLN , усовершенствованной для обеспечения расчетов импульсных напряжений в обмотках с холостыми витками. Результаты расчетов по программе VLN распределения импульсных напряжений в обмотках с холостыми витками подтверждены экспериментально путем многочисленных измерений методом низковольтных импульсов. При расчете распределений напряжения вдоль обмотки с холостыми витками следует как можно более точно учитывать емкости между холостым витком и обтекаемыми током соседними проводами. Для иллюстрации разницы в геометрии на рис. 2 приведены схематически варианты расположения холостого витка (всегда плоского) рядом с плоским и с транспонированным основным проводом. Естественно предположить, что при прочих равных условиях емкость «холостой виток — основной виток» для основного витка, выполненного транспонированным проводом, будет меньше, чем для основного витка, выполненного прямоугольным проводом. Для оценки такого коэффициента снижения были изготовлены модели: а) «плоский-плоский» и б) «плоский-транспонированный». Модели были высушены и залиты маслом. Измерения емкостей показали, что для случая «плоский-плоский» отличие измеренной величины межвитковой емкости от рассчитанной по формуле, применяемой в программе VLN, находится в пределах погрешности измерения (1-2%). Для случая «плоский-транспонированный» измеренная величина межвитковой емкости оказалась на 17% ниже рассчитанной по формуле, применяемой в программе. Такое снижение можно объяснить неровностью боковой поверхности транспонированного провода. Приведенные результаты учтены в программе VLN. Воздействия на изоляцию между холостым витком и соседним токоведущим витком значительно больше воздействий между токоведущими витками как при испытании, так и в рабочем режиме в процессе эксплуатации. Для определения коэффициентов запаса кроме воздействий необходимо знать электрическую прочность изоляции между основными и холостыми витками. По данным, например, или по программе TURNINS можно определить электрическую прочность межвитковой изоляции. Особым местом изоляции ХВ является изоляция краев (концов провода). Целесообразно изоляцию этого места выбрать так, чтобы его электрическая прочность была близка к электрической прочности остальной части межвитковой изоляции. Для решения этой задачи были проведены сравнительные исследования импульсной прочности различных вариантов изоляции края ХВ. Модели воспроизводили конструкцию и размеры изоляции края ХВ в обмотке высокого напряжения из транспонированного провода. Конструктивно модель изоляции края ХВ (рис. 3) представляла собой два отрезка транспонированного провода ПТБУ (2-5,6/1,36)-11 длиной около 1м, связанных плашмя друг с другом на 4/5 длины с помощью бандажа из киперной ленты. Свободные концы транспонированных проводов отгибались плавно в раз ные стороны. Противоположные концы проводников транспонированных проводов зачищались и припаивались друг к другу и к медному проводу, служащему для заземления модели. Между двумя транспонированными проводами располагался третий провод марки ПБУ 1,9-10.,0/2,00, воспроизводящий холостой виток в обмотке высокого напряжения. Длина холостого витка примерно 0,8 м. Конец холостого витка, расположенный между транспонированными проводами, изолирован, противоположный конец зачищался для подключения к источнику напряжения. Рис. 4. модели изоляции края ХВ в прозрачном испытательном баке Комплект моделей в количестве 5 шт. закреплялся на изоляционной раме (рис. 4). В вариантах моделей 1 и 2 изолировка края холостого витка производилась бумагой Dennison толщиной 0,063 мм и Insulating Сгере Paper толщиной 0,08 мм. Технология изолировки конца ХВ обеспечивала плотное прилегание изоляции к поверхности проводника. Для склейки полос изоляции применялся клей КМЦ. Край голого провода холостого витка перед изолировкой округлялся и зачищался. В варианте модели 3 к концу провода холостого витка примыкала картонная полоса. В вариантах моделей 4 и 5 для изолировки конца провода ХВ использовалась собственная витковая изоляция провода и бумага Dennison и Insulating Сгере Paper. Вариант 5 имел увеличенную толщину изоляции вблизи края ХВ. Испытания моделей ХВ проводились в прозрачном баке из оргстекла, заполненном трансформаторным маслом с характеристиками, удовлетворяющими требованиям к маслу для трансформаторов 220-500 кВ. Сушка и заливка маслом моделей проводилась по типовым технологическим процессам для трансформаторов 220 кВ. Испытания моделей ХВ в соответствии с требованиями ГОСТ 1516.3-96 проведены полным грозовым импульсом с параметрами: длительность фронта 1,23 мкс, длительность импульса 53 мкс. Методика приложения испытательного напряжения — трехударная ступенчатая. Испытания проводились до появления признаков повреждения или пробоя: изменение формы осциллограмм (рис. 5), звук в баке, выход пузырей на поверхность масла и др. Место пробоя или повреждения устанавливалось при последующей разборке моделей. Вариант12345 Средняя пробивная напряженность, кВ/мм6562,568,565,573,5 Минимальная пробивная напряженность, кВ/мм59,553,565,559,565,5 Варианты моделей 3 и 5 имеют наибольшие средние и минимальные напряжения пробоя. Рис. 7. пробой у конца провода холостого витка 5В 10 мкс Рис. 5. Осциллограмма напряжения при пробое на 10-й микросекунде Минимальная напряженность пробоя вариантов 3 и 5 близка к рекомендуемой для выбора витковой изоляции. Эти варианты изолировки края холостых витков выбраны для применения в обмотках высокого напряжения. На рис. 6 приведены напряжения пробоя всех пяти вариантов исследованных моделей. В таблице приведены средние и опытные минимальные пробивные напряженности. Примерно 70% пробоев произошли у края провода ХВ (рис. 7), около 20% — в зоне конуса изоляции ХВ и примерно 10% — в зоне целой витковой изоляции (рис. 8). .M. Del Vecchio, B. Poulin, R. Ahuja. «Calculation and measurement of winding disk capacitance with wound-in-shields». IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 13, № 2, april 1998, p. 503-509. , Расчет импульсных напряжений в обмотках трансформаторов с учетом нелинейных элементов защиты // Электричество. 1989. № 3. С. 8-15. , , , Электрическая прочность изоляции обмоточных проводов силовых трансформаторов сверхвысокого напряжения // Электричество. 1974. № 2. С. 47-52

Устройство для возбуждения высокочастотного факельного

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для инициирования высокочастотной плазмы. Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда содержит диэлектрическую трубку, установленную в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора. Конец силового электрода, расположенный за пределами диэлектрической трубки, снабжен двумя штуцерами. Первый штуцер, расположенный на наружном конце силового электрода, соединен с системой водоснабжения. Второй штуцер, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода, соединен с системой канализации. На силовом электроде радиально, под острым углом к его оси, установлен дополнительный электрод, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки и внешнего электрода, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки. Внешний электрод установлен на первом конце штанги, имеющем возможность перемещения параллельно оси диэлектрической трубки, а второй конец штанги, через закрепленную на ней электроизолирующую вставку, соединен с приводом. Технический результат: уменьшение напряжения, необходимого для возбуждения барьерного разряда, инициирующего высокочастотный факельный разряд. 1 ил., 1 табл.

Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда, содержащее внешний электрод, который установлен на внешней поверхности диэлектрической трубки, силовой электрод, установленный внутри области, ограниченной диэлектрической трубкой и электрически соединенный с высокочастотным генератором, отличающееся тем, что диэлектрическая трубка установлена в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора, при этом конец силового электрода, расположенный за пределами диэлектрической трубки, снабжен двумя штуцерами, причем первый штуцер, расположенный на наружном конце силового электрода, соединен с системой водоснабжения, а второй штуцер, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода, соединен с системой канализации, на силовом электроде радиально под острым углом к его оси установлен дополнительный электрод, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки и внешнего электрода, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки, внешний электрод установлен на одном конце штанги с возможностью перемещения параллельно оси диэлектрической трубки, а другой конец штанги через закрепленную на ней электроизолирующую вставку соединен с приводом.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для инициирования высокочастотной плазмы.Известно устройство для осуществления поджига индукционного разряда в ВЧИ-плазмотроне [RU 96108559 A, МПК 6 H05H 1/46, опубл. 27.07.1998], содержащее установленный на узле подачи плазмообразующего газа и электрически изолированный от металлической разрезной разрядной камеры игнайтер, поджигающий электрод которого совместно с пневмопоршнем, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения в направляющем пневмоцилиндре, подсоединенном к линии подвода сжатого газа. Игнайтер электрически соединен с одной и более металлическими пластинами, имеющими возможность перемещения в пространстве без касания относительно других металлических пластин, электрически соединенных с индуктором. Индукционный разряд возбуждают кратковременным введением поджигающего электрода внутрь разрядной камеры в зону индуктора.Недостатками этого устройства являются эрозия поджигающего электрода, что ограничивает срок эксплуатации устройства, влияние поджигающего электрода на рабочую частоту генератора, необходимость использования дополнительного высоковольтного напряжения, что увеличивает минимально необходимое напряжение для возбуждения высокочастотного разряда.Известна система формирования коронного разряда для возбуждения плазменной дуги в электрохирургической системе [US 6213999 B1, МПК 7 A61B 18/00, A61B 017/36, опубл. 10.04.2001], содержащая источник высокочастотной электрической энергии, связанные с ним рабочий и инициирующий электроды, между которыми имеется электрическая связь емкостного типа, диэлектрический барьер, расположенный между рабочим и инициирующим электродами. Поджиг плазменной дуги осуществляют путем возбуждения коронного разряда на рабочем электроде.В этой системе повторное возбуждение коронного разряда затруднено из-за неизбежного закругления острия рабочего электрода в процессе поддержания разряда. Для возбуждения коронного разряда необходимо поддержание высоковольтного потенциала на инициирующем электроде, что увеличивает минимально необходимое напряжение для возбуждения высокочастотного разряда.Известен источник плазмы [US 7608839 B2, МПК H01J 27/00, H01T 23/00, опубл. 27.10.2009], выбранный в качестве прототипа, содержащий заземленный внешний электрод, установленный на внешней поверхности диэлектрической трубки, силовой электрод, установленный внутри области, ограниченной диэлектрической трубкой и электрически соединенный с высокочастотным генератором. Возбуждение высокочастотного разряда осуществляют с помощью возбуждения барьерного разряда с силового электрода.Неоптимальная конструкция силового электрода увеличивает минимально необходимое напряжение для возбуждения барьерного разряда для инициирования высокочастотного разряда.Задачей изобретения является уменьшение напряжения, необходимого для возбуждения барьерного разряда, инициирующего высокочастотный факельный разряд.Поставленная задача достигается тем, что устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда, также как в прототипе, содержит внешний электрод, который установлен на внешней поверхности диэлектрической трубки, силовой электрод, установленный внутри области, ограниченной диэлектрической трубкой и электрически соединенный с высокочастотным генератором.Согласно изобретению диэлектрическая трубка установлена в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора. Конец силового электрода, расположенный за пределами диэлектрической трубки, снабжен двумя штуцерами. Первый штуцер, расположенный на наружном конце силового электрода, соединен с системой водоснабжения. Второй штуцер, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода, соединен с системой канализации. На силовом электроде радиально, под острым углом к его оси, установлен дополнительный электрод, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки и внешнего электрода, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки. Внешний электрод установлен на одном конце штанги с возможностью перемещения параллельно оси диэлектрической трубки. Второй конец штанги, через закрепленную на ней электроизолирующую вставку, соединен с приводом.Уменьшение величины электрического напряжения, необходимого для бесконтактного возбуждения высокочастотного факельного разряда, достигается за счет установки на силовом электроде дополнительного электрода, направленного своим заостренным концом к месту соприкосновения внешнего электрода и диэлектрического барьера. Вокруг заостренного конца дополнительного электрода образуется область с более высокой напряженностью электрического поля, чем для остальной части поверхности силового электрода. Это значительно снижает напряжение зажигания барьерного разряда и увеличивает разрядный ток.На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для возбуждения высокочастотного факельного разряда.Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда содержит цилиндрическую диэлектрическую трубку 1, установленную в пазу диэлектрического фланца 2. В осевом отверстии фланца 2 размещен полый силовой электрод 3 так, что его один конец заглушен и расположен внутри диэлектрической трубки 1, а другой конец выведен за ее пределы. Конец силового электрода 3, расположенный за пределами диэлектрической трубки 1, снабжен двумя штуцерами 4 и 5. Первый штуцер 4, расположенный на торце силового электрода 3, соединен с системой водоснабжения 6 (СВ). Второй штуцер 5, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода 3, соединен с системой канализации 7 (СК). Конец силового электрода 3, расположенный за пределами диэлектрической трубки 1, электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора 8. На силовом электроде 3 радиально, под острым углом к его оси, установлен дополнительный электрод 9, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки 1 и внешнего электрода 10, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки 1. Внешний электрод 10 установлен на одном конце штанги 11, выполненной с возможностью перемещения параллельно оси диэлектрической трубки 1. Второй конец штанги 11 через закрепленную на ней электроизолирующую вставку 12 соединен с приводом 13.Диэлектрическая трубка 1 изготовлена из кварцевого стекла. Фланец 2 выполнен из термостойкого диэлектрика, например, фторопласта. В качестве силового электрода 3 использована медная трубка. Для формирования штуцеров 4 и 5 использованы медные трубки диаметра, меньшего, чем диаметр силового электрода 3. В качестве высокочастотного генератора 8 может быть использован, например, ВЧГ-2/4 (4 кВт, 17 МГц). Дополнительный электрод 9 представляет собой медный стержень. Внешний электрод 10 изготовлен из листа латуни, загнутого по цилиндрической поверхности. Подвижная штанга 11 представляет собой стальной стержень. В качестве материала для электроизолирующей вставки 12 может быть использован фторопласт. В качестве привода 13 использован шаговый электродвигатель MOTS 1 (12 В, 32 мА).При работе устройства для возбуждения высокочастотного факельного разряда непрерывно подают воду в силовой электрод 3 через штуцер 4 из системы водоснабжения 6 (СВ) и сливают воду из силового электрода 3 через штуцер 5 в систему канализации 7 (СК). Включают привод 13, приближают внешний электрод 10 к наружной поверхности диэлектрической трубки 1 и соответственно к дополнительному электроду 9, расположенному на силовом электроде 3 внутри объема, ограниченного диэлектрической трубкой 1. С помощью высокочастотного генератора 8 подают высокочастотное напряжение на силовой 3 и дополнительный 9 электроды. За счет емкостной связи между силовым электродом 3 и внешним электродом 10 осуществляют электрический пробой промежутка между внешним электродом 10 и заостренным концом дополнительного электрода 9 и возбуждают барьерный разряд между дополнительным электродом 9 и внутренней поверхностью диэлектрической трубки 1. С помощью привода 13 внешний электрод 10 перемещают параллельно оси диэлектрической трубки 1 в направлении формирования плазменного потока. Этим переносят барьерный разряд с заостренного конца дополнительного электрода 9 на силовой электрод 3. С помощью барьерного разряда возбуждают высокочастотный факельный разряд с силового электрода 3.Эксперименты показали, что напряжение, необходимое для возбуждения барьерного разряда между дополнительным электродом 9 и внутренней поверхностью диэлектрической трубки 1, снижается с уменьшением радиуса кривизны заостренного конца дополнительного электрода 9. В экспериментах использовались дополнительные электроды с различными радиусами кривизны заостренного конца. Внешний диаметр диэлектрической трубки 1 составлял 60 мм. Толщина стенки диэлектрической трубки 1 составляла 3 мм. Результаты представлены в таблице 1.Таким образом, уменьшено напряжение, необходимое для возбуждения барьерного разряда в устройстве для возбуждения высокочастотного факельного разряда.Таблица 1Rкр, мм0,0550,130,250,40,5150,65Uбар, кВ2,42,843,253,43,643,75

Преобразователь постоянного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя напряжения для питания электрических машин переменного тока Преобразователь постоянного напряжения содержит набор входных фильтров, однофазные инверторы, понижающие трансформаторы, мостовой выпрямитель и LC-фильтр, к выходу которого подключен трехфазный инвертор напряжения для питания асинхронного двигателя. Вторичные обмотки трансформатора соединены между собой параллельно и содержат выводы для питания потребителей однофазного переменного тока, а все обмотки трансформатора размещены на общем магнитопроводе. Технический результат — расширение функциональных возможностей преобразователя — возможность питания дополнительных потребителей однофазного переменного тока и обеспечение выравнивания нагрузок потребителей переменного тока с различной мощностью. 1 ил.

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных однофазных импульсных инвертора, в каждом из которых две группы конденсаторов совместно с двумя транзисторами образуют полумостовую схему однофазного импульсного инвертора, в диагонали упомянутых инверторов которых включены первичные обмотки разделительного трансформатора, кроме того, преобразователь постоянного напряжения содержит неуправляемый диодный мост, LC-фильтр на его выходе и трехфазный мостовой инвертор напряжения, отличающийся тем, что к выходу каждой вторичной обмотки разделительного трансформатора подключены выводы для питания потребителей однофазного переменного тока, при этом вторичные обмотки разделительного трансформатора соединены между собой параллельно и подключены к неуправляемому диодному мосту, а все обмотки разделительного трансформатора размещены на общем магнитопроводе, на выходе LC-фильтра подключен трехфазный мостовой инвертор напряжения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу электроподвижного состава постоянного тока и предназначено, в частности, для питания электрических машин переменного тока.Основной областью применения преобразователя постоянного напряжения является питание вспомогательных асинхронных двигателей электроподвижного состава постоянного тока. Ограниченные массогабаритные показатели электроподвижного состава вынуждают принимать технические решения, способствующие минимизации массогабаритных показателей и количества единиц оборудования при сохранении его функциональных характеристик. На электроподвижном составе постоянного тока для таких устройств, как, например, возбудители обмоток тяговых двигателей, необходимо пониженное переменное напряжение. С этой целью используют входные понижающие инверторы. Последние занимают достаточно емкое пространство и обладают значительными потерями в силовых полупроводниковых приборах и реактивных элементах, ухудшая тем самым технико-экономические показатели электроподвижного состава. Кроме того, неустановившийся характер нагрузок возбудителей приводит к разбалансу потребляемых мощностей входных инверторов, ухудшению коэффициента использования трансформаторов, а следовательно, и их габаритных показателей. В этой связи, применение на электроподвижном составе универсальных силовых преобразовательных установок, будет выгодно отличать их от существующих схемных решений.Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные однофазные инверторы, в каждом из которых две группы конденсаторов совместно с двумя транзисторами образуют полумостовую схему однофазного импульсного инвертора, в диагональ которых включены первичные обмотки трансформаторов напряжения, неуправляемый диодный мост, LC-фильтр со средним выводом между конденсаторами и трехфазный мостовой инвертор напряжения (Б.И.Хоменко, Г.И.Колпахчьян, И.В.Пехотский / Вспомогательные транзисторные преобразователи для перспективного ЭПС // Электровозостроение: Сб. науч. тр. ОАО «Всеросс. н-и. и проектно-конструкт. ин-т электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»). — Новочеркасск, 2003. — Т.45, с.188, рис.3 поз.3.2).Недостатком преобразователя является невозможность питать дополнительных потребителей от входных инверторов при несимметричной нагрузке, поскольку в этом случае один из входных инверторов может быть недогруженным, а другой перегруженным.Наиболее близким, по технической сущности, является преобразователь постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных однофазных инвертора, в каждом из которых две группы конденсаторов совместно с двумя ключами образуют полумостовую схему однофазного импульсного инвертора, в диагональ которых включены первичные обмотки трансформаторов напряжения, неуправляемый диодный мост, LC-фильтр на его выходе и трехфазный мостовой инвертор напряжения, причем вторичные обмотки разделительных трансформаторов соединены последовательно (патент на полезную модель РФ №39763, МПК 7 Н 02 Р 1/26, Н 02 Р 7/517).Такая схема также не позволяет питать дополнительных потребителей от однофазных импульсных инверторов. Кроме того, преобразователь содержит два разделительных трансформатора, не связанных общим магнитопроводом. При наличии технологического разброса параметров трансформаторов возможен небаланс нагрузок входных преобразователей.Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя путем введения новых признаков, таких как возможность питания от преобразователя дополнительных нагрузок однофазного переменного тока и их выравнивание.Поставленная задача достигается тем, что известный преобразователь постоянного напряжения содержит два последовательно соединенных однофазных инвертора, в каждом из которых две группы конденсаторов совместно с двумя транзисторами образуют полумостовую схему однофазного импульсного инвертора, в диагональ которых включены первичные обмотки разделительного трансформатора, неуправляемый диодный мост, LC-фильтр на его выходе и трехфазный мостовой инвертор напряжения. Ко вторичным обмоткам разделительного трансформатора подключены выводы для питания потребителей однофазного переменного тока. С целью выравнивания нагрузок вторичные обмотки разделительного трансформатора соединены параллельно. При этом все обмотки разделительного трансформатора размещены на общем магнитопроводе в отличие от прототипа.Положительный эффект изобретения проявляется в том, что предлагаемое техническое решение позволит обеспечить выравнивание нагрузок дополнительных потребителей с различной мощностью за счет параллельного соединения вторичных обмоток трансформатора.На чертеже показана схема преобразователя постоянного напряжения, нагрузкой которого могут являться трехфазные асинхронные двигатели и дополнительные потребители однофазного переменного тока, например возбудители тяговых двигателей.Преобразователь постоянного напряжения содержит клеммы для подключения к источнику питания, из которых — клемма 1 отрицательной полярности, клемма 2 положительной полярности, входной дроссель 3, подключенный к зажиму 2 источника питания, последовательно соединенные однофазные инверторы 4 и 5 подключенные параллельно источнику питания. В каждом из инверторов 4 и 5 две группы конденсаторов совместно с двумя транзисторными модулями образуют полумостовые схемы однофазных импульсных инверторов, в диагональ которых включены первичные обмотки разделительного трансформатора напряжения 8. Первичные и вторичные обмотки трансформатора 8 размещены на общем магнитопроводе, причем вторичные обмотки трансформатора 6 и 7 соединены между собой параллельно. Параллельно соединенные вторичные обмотки трансформатора 8 подключены к неуправляемому диодному мосту 9, к выходу которого подключен LC-фильтр 10. На выходе LC-фильтра 10 подключен трехфазный мостовой инвертор напряжения 11, содержащий выводы 16, 17, 18 для питания трехфазных асинхронных двигателей. Ко вторичной обмотке 6 трансформатора 8 подключены выводы 12, 13, а ко вторичной обмотке 7 трансформатора 8 подключены выводы 14, 15 для питания однофазных потребителей переменного тока. В случае различия в потребляемых нагрузках подключенных к выводам 12, 13 и 14, 15 между вторичными обмотками 6 и 7 трансформатора 8 будет протекать уравнительный ток, приводящий к выравниванию нагрузок и по отношению к первичным обмоткам трансформатора 8.Питание преобразователя осуществляют от источника с напряжением от 2200 до 4000 В постоянного тока. Плавное регулирование осуществляют коммутацией транзисторных модулей в соответствии с известными способами управления. Входные инверторы могут управляться способом широтно-импульсного регулирования, автономный инвертор напряжения — способом широтно-импульсной модуляции.Примером конкретного исполнения преобразователя постоянного напряжения является макет преобразователя, реализованный на ОАО «ВЭл-НИИ»Преобразователь постоянного напряжения с параметрами:Индуктивность входного дросселя, мГн22Суммарная емкость входных конденсаторов, мкф10000Коэффициент трансформации hairsp;разделительного трансформатора1,32Индуктивность LC-фильтра, мГ6,5Емкость LC-фильтра, мкФ5000Тип транзисторных модулейMBN1200С33Диоды неуправляемого мостаДЛ 153-1600Таким образом, предложенный преобразователь постоянного напряжения позволяет расширить функциональные возможности существующих прототипов — осуществлять питание однофазных потребителей, а также выравнивание нагрузок дополнительных потребителей благодаря параллельному соединению вторичных обмоток трансформатора.

Older posts

© 2017 setidengi.ru

Theme by Anders NorenUp ↑