×
10.09.2014
216.012.f2ee

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002528012
Дата охранного документа
10.09.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: (57) Предложен способ компенсации паразитных токов в электрической системе с помощью устройства (1) для компенсации паразитных токов, электрическая система содержит источник напряжения (2) и соединенную с ним параллельно посредством проводника последовательную схему из индуктивности (L) и емкости (C), причем индуктивность (L) соединена с емкостью (C) последовательно посредством проводника. Для компенсации паразитных токов проводник соединения источника напряжения (2) с последовательной схемой из индуктивности (L) и емкости (С) или проводник последовательной схемы из индуктивности (L) и емкости (C) окружен намагничиваемым кольцом (3) с воздушным зазором устройства (1). В результате намагничивания намагничиваемого кольца (3) с помощью намагничивающей катушки (4) устройства (1) к проводнику соединения источника напряжения (2) с последовательной схемой из индуктивности (L) и емкости (C) или к проводнику последовательной схемы из индуктивности (L) и емкости (C) прикладывается компенсирующее напряжение (U). Технический результат - повышение надёжности. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники

Изобретение относится к области силовой электроники. Оно исходит из способа компенсации паразитных токов в электрической системе и устройства для компенсации паразитных токов, соответствующих ограничительной части независимых пунктов формулы.

Уровень техники

Во многих электрических системах с источником напряжения, представляющим собой, например, источник напряжения электросети, предусмотрена также последовательная схема из индуктивности и емкости, соединенная посредством проводника с источником напряжения, причем индуктивность соединена тогда с емкостью последовательно посредством проводника. Обычно параллельно емкости может быть включена активная или пассивная электрическая нагрузка или источник тока, например вращающаяся электрическая машина с соответствующим электронным силовым устройством питания, причем вращающаяся электрическая машина обычно может эксплуатироваться в режиме двигателя или генератора.

Если источник напряжения представляет собой источник напряжения электросети переменного или постоянного напряжения, то предъявляются жесткие требования в отношении питания нежелательными переменными токами. Такие нежелательные переменные токи могут возникать с нагрузочной стороны электрической системы, т.е., например, от вращающейся электрической машины и ее электронного силового устройства питания. Важнейшей мерой ограничения упомянутых нежелательных переменных токов является расчет индуктивности и емкости. Уменьшение нежелательных переменных токов за счет расчета индуктивности и емкости возможно лишь очень ограниченно, и это связано с дополнительным весом, потребностью в площади и с дополнительными расходами.

Устройство такого типа описано в US 2005/0083627 А1. Оно содержит фильтрующую схему, которая посредством проводника соединена с источником напряжения электрической системы. Фильтрующая схема образована двумя параллельно включенными последовательными схемами из одной индуктивности и одной емкости каждая. Последовательно с фильтрующей схемой включена обмотка связующего трансформатора.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является создание способа и устройства для электрической системы, с помощью которых можно в наиболее значительной степени подавлять нежелательные переменные токи.

Эта задача решается посредством признаков п.1 и 7 формулы соответственно. В зависимых пунктах приведены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Электрическая система содержит источник напряжения и соединенную с ним посредством проводника последовательную схему из индуктивности и емкости, причем индуктивность соединена с емкостью последовательно посредством проводника. В предложенном способе проводник соединения источника напряжения с последовательной схемой из индуктивности и емкости или проводник последовательной схемы из индуктивности и емкости окружается намагничиваемым кольцом с воздушным зазором предложенного устройства для компенсации паразитных токов. За счет намагничивания этого намагничиваемого кольца посредством намагничивающей катушки устройства для компенсации паразитных токов к проводнику соединения источника напряжения с последовательной схемой из индуктивности и емкости или к проводнику последовательной схемы из индуктивности и емкости прикладывается компенсирующее напряжение. Оно представляет собой преимущественно переменное напряжение заданной частоты, которая соответствует частоте подавляемого переменного тока. Компенсирующее напряжение вызывает компенсацию нежелательной компоненты переменного напряжения в напряжении на конденсаторе, возникшей за счет нежелательного переменного тока на конденсаторе. Вследствие этой компенсации предпочтительно больше не протекает также никакого нежелательного переменного тока соответствующей частоты, так что могут быть предпочтительно соблюдены требования в отношении нежелательных переменных токов, которые обычно должны соблюдаться в электрических системах.

Предложенное устройство для компенсации паразитных токов содержит намагничиваемое кольцо с воздушным зазором, причем проводник соединения источника напряжения с последовательной схемой из индуктивности и емкости или проводник последовательной схемы из индуктивности и емкости окружен намагничиваемым кольцом с воздушным зазором для приложения компенсирующего напряжения за счет намагничивания намагничиваемого кольца посредством намагничивающей катушки. Устройство для компенсации паразитных токов имеет, тем самым, простую конструкцию, вследствие этого оно очень надежное, легкое и требует минимум места. Именно в случае применения в области тяги, т.е. когда электрическая система представляет собой, например, питаемое от сети постоянного напряжения электрическое рельсовое транспортное средство, простота, малая масса, надежность и небольшая занимаемая площадь являются основными требованиями, так что устройство для компенсации паразитных токов как раз предназначено для такого применения.

Эти и другие задачи, преимущества и признаки изобретения становятся очевидными из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов его осуществления в сочетании с чертежами.

Краткое описание чертежей

На чертежах изображают:

- фиг.1: первый вариант устройства для компенсации паразитных токов;

- фиг.2: второй вариант устройства для компенсации паразитных токов.

Используемые на чертежах ссылочные позиции и их значение перечислены в перечне. В принципе, на чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Описанные варианты представляют собой примеры объекта изобретения и не ограничивают изобретение.

Пути реализации изобретения

На фиг.1 изображен первый вариант устройства 1 для компенсации паразитных токов, а на фиг.2 - его второй вариант. Изображенная на фиг.1 и 2 электрическая система содержит источник напряжения 2 и соединенную с ним посредством проводника последовательную схему из индуктивности L и емкости C, причем индуктивность L соединена с емкостью C последовательно посредством проводника. Проводник соединения источника напряжения 2 с последовательной схемой из индуктивности L и емкости C или проводник последовательной схемы из индуктивности L и емкости C окружен намагничиваемым кольцом 3 с воздушным зазором устройства 1 компенсации паразитных токов, которое подробно поясняется ниже. Намагничиваемое кольцо может содержать, например, ферромагнитный материал и/или может быть выполнен шихтованным. В целом, для намагничиваемых колец возможны любые известные специалисту варианты и материалы. Кроме того, за счет намагничивания намагничиваемого кольца 3 посредством намагничивающей катушки 4 устройства 1 компенсации паразитных токов к проводнику соединения источника напряжения 2 с последовательной схемой из индуктивности L и емкости C или к проводнику последовательной схемы из индуктивности L и емкости C прикладывается компенсирующее напряжение UK. Оно вызывает компенсацию нежелательной компоненты переменного напряжения в напряжении UC на конденсаторе C, возникшей за счет нежелательного переменного тока на конденсаторе С. Вследствие этой компенсации предпочтительно больше не протекает также никакого нежелательного переменного тока соответствующей частоты. Требования в отношении нежелательных переменных токов, которые обычно должны соблюдаться в электрических системах, могут быть, таким образом, соблюдены. Такие нежелательные переменные токи вызываются электрической нагрузкой 10 электрической системы, т.е., например, вращающейся электрической машиной, ее электронным силовым устройством питания, причем такая электрическая нагрузка 10 включена обычно параллельно емкости C, как это показано на фиг.1 и 2.

Обычно для намагничивания намагничиваемого кольца 3 в намагничивающую катушку 4 посредством преобразовательного блока 5 с большим числом управляемых силовых полупроводниковых выключателей подается компенсирующий ток IK. Намагничивающая катушка 4 и намагничиваемое кольцо 3 действуют по типу дифференциатора, т.е. компенсирующий ток IK отводится, так что может быть получено желаемое компенсирующее напряжение UK. Кроме того, посредством регулирующего устройства 6 на фиг.1 в зависимости от напряжения UC на емкости C создается заданное значение IKsoll компенсирующего тока, причем управление управляемыми силовыми полупроводниковыми выключателями преобразовательного блока 5 происходит посредством управляющего сигнала S, сформированного из заданного значения IKsoll компенсирующего тока с помощью управляющей схемы 7 устройства 1 компенсации паразитных токов. Заданное значение IKsoll компенсирующего тока образуется из отфильтрованного напряжения UCf на емкости C путем интегрирования с помощью интегрирующего блока 8 регулирующего устройства 6, причем отфильтрованное напряжение UCf на емкости C образуется за счет фильтрации напряжения UC на емкости C с помощью полосового фильтра 9 регулирующего устройства 6. В результате фильтрации нежелательную компоненту UCf переменного напряжения в напряжении UC на емкости C, вызванную компенсируемым нежелательным переменным током, который, в свою очередь, вызван электрической нагрузкой 10, выделяют в отношении частоты, а затем описанным выше образом получают заданное значение IKsoll компенсирующего тока.

В качестве альтернативы можно также создать заданное значение IKsoll компенсирующего тока с помощью регулирующего устройства 6 на фиг.2 в зависимости от напряжения UL на индуктивности L, причем тогда управление управляемыми силовыми полупроводниковыми выключателями преобразовательного блока 5 происходит посредством управляющего сигнала S, сформированного из заданного значения IKsoll компенсирующего тока с помощью управляющей схемы 7 устройства 1. Заданное значение IKsoll компенсирующего тока образуется путем интегрирования отфильтрованного напряжения ULf на индуктивности L с помощью интегрирующего блока 8 регулирующего устройства 6, причем отфильтрованное напряжение ULf на индуктивности L образуется из напряжения UL на индуктивности L путем фильтрации с помощью полосового фильтра 9 регулирующего устройства 6. В результате фильтрации нежелательную компоненту ULf переменного напряжения в напряжении UL на индуктивности L, вызванную компенсируемым нежелательным переменным током, который, в свою очередь, вызван электрической нагрузкой 10 и дополнительно источником напряжения 2, выделяют в отношении частоты, а затем описанным выше образом получают заданное значение IKsoll компенсирующего тока. Это позволяет в значительной степени подавить также нежелательный переменный ток, вызванный источником напряжения 2, как это может происходить, например, в источнике напряжения электрической питающей сети переменного или постоянного напряжения.

Устройство 1 для компенсации паразитных токов на фиг.1 и 2 содержит намагничиваемое кольцо 3 с воздушным зазором, причем проводник соединения источника напряжения 2 с последовательной схемой из индуктивности L и емкости C или проводник последовательной схемы из индуктивности L и емкости C окружен намагничиваемым кольцом 3 с воздушным зазором для приложения компенсирующего напряжения UK за счет намагничивания намагничиваемого кольца 3 посредством намагничивающей катушки 4. Устройство 1 имеет, тем самым, простую конструкцию, очень надежное, легкое и требует минимум места. Именно в случае применения в области тяги, т.е. когда электрическая система представляет собой, например, питаемое от сети постоянного напряжения электрическое рельсовое транспортное средство, простота, малая масса, надежность и небольшая занимаемая площадь являются основными требованиями, так что устройство 1 как раз предназначено для такого применения.

Кроме того, уже упомянутый преобразовательный блок 5 с большим числом управляемых силовых полупроводниковых выключателей соединен с намагничивающей катушкой 4 для подачи компенсирующего тока IK. В качестве преобразовательного блока возможен любой преобразовательный блок в виде преобразователя напряжения, преобразователя тока или матричного преобразователя.

Устройство 1 содержит также на фиг.1 регулирующее устройство 6, предназначенное для получения заданного значения IKsoll компенсирующего тока в зависимости от напряжения UC на емкости C, регулирующее устройство 6 через управляющую схему 7 для формирования управляющего сигнала S из заданного значения IKsoll компенсирующего тока соединено с управляемыми силовыми полупроводниковыми выключателями преобразовательного блока 5.

На фиг.1 регулирующее устройство 6 содержит интегрирующий блок 8 для формирования заданного значения IKsoll компенсирующего тока из отфильтрованного напряжения UCf на емкости C, причем регулирующее устройство 6 дополнительно содержит полосовой фильтр 9 для получения отфильтрованного напряжения UCf на емкости C из напряжения UC на емкости C. Полосовой фильтр 9 позволяет выделить нежелательную компоненту UCf переменного напряжения в напряжении UC на конденсаторе в отношении частоты, вызванную компенсируемым нежелательным переменным током, который, в свою очередь, вызван электрической нагрузкой 10. Затем описанным выше образом получают заданное значение IKsoll компенсирующего тока.

В качестве альтернативы фиг.1 устройство 1 содержит на фиг.2 регулирующее устройство, предназначенное для формирования заданного значения IKsoll компенсирующего тока в зависимости от напряжения UL на индуктивности L. Регулирующее устройство 6 через управляющую схему 7 для формирования управляющего сигнала S из заданного значения IKsoll компенсирующего тока соединено с управляемыми силовыми полупроводниковыми выключателями преобразовательного блока 5. На фиг.2 регулирующее устройство 6 содержит интегрирующий блок 8 для формирования заданного значения IKsoll компенсирующего тока из отфильтрованного напряжения ULf на индуктивности L, причем регулирующее устройство 6 дополнительно содержит полосовой фильтр 9 для получения отфильтрованного напряжения ULf на индуктивности L. Полосовой фильтр 9 позволяет выделить в отношении частоты нежелательную компоненту ULf переменного напряжения в напряжении UL на индуктивности L, вызванную компенсируемым нежелательным переменным током, который, в свою очередь, вызван электрической нагрузкой 10 и дополнительно источником напряжения. Затем описанным выше образом получают заданное значение IKsoll компенсирующего тока. Это позволяет в значительной степени подавить также нежелательный переменный ток, вызванный источником напряжения 2, как это может происходить, например, в источнике напряжения электрической питающей сети переменного или постоянного напряжения.

Перечень ссылочных позиций

1 - устройство для компенсации паразитных токов

2 - источник напряжения

3 - намагничиваемое кольцо

4 - намагничивающая катушка

5 - преобразовательный блок

6 - регулирующее устройство

7 - управляющая схема

8 - интегрирующий блок

9 - полосовой фильтр

10 - электрическая нагрузка


СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ
СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 79 items.
10.04.2013
№216.012.34f4

Способ работы преобразователя и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано и может быть использовано в силовой электронике. Техническим результатом является уменьшение высших гармоник в напряжении электрической сети переменного тока, соединенной с преобразователем. В способе работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479099
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.05.2013
№216.012.3ef1

Электрическое соединительное устройство и соединитель

Изобретение относится к электрическому соединительному устройству (1; 20), проводящему большой ток, в частности, к штепсельному соединению для работы в тяжелом режиме с первым соединителем (2, 21) и вторым соединителем (3, 22), каждый из которых имеет контактирующий элемент (4, 6; 25, 29) для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481680
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.08.2013
№216.012.5e68

Пусковое устройство, по меньшей мере, для двух синхронных машин

Изобретение относится к области электротехники, в частности к синхронным электрическим машинам, и может быть использовано, например, на газотурбинных электростанциях с несколькими газовыми турбинами и соединенными с ними генераторами, которые выполнены в виде синхронных машин, используемых для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489789
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.11.2013
№216.012.82c8

Энергосистема

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Энергосистема имеет ветросиловую или гидросиловую турбину 1, соединенную с генератором 2. Генератор 2 имеет, по меньшей мере, две обмотки 3 статора. Каждая обмотка 3 статора подсоединена соответственно к одному выпрямительному элементу 4....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499156
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.02.2014
№216.012.a5d3

Способ и устройство для отделения налипшего материала от шаровой барабанной мельницы

Изобретение относится к способу отделения налипшего материала от внутренней стенки измельчающего барабана шаровой барабанной мельницы и устройству для его осуществления. Способ заключается в том, что изменяют приводной момент, прилагаемый к измельчающему барабану (10), около заранее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508166
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.04.2014
№216.012.b040

Способ управления преобразовательной схемой и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразовательной схемы. Технический результат - поддержание пульсаций напряжения на низком уровне. В способе управления преобразовательной схемой, содержащей частичные преобразовательные системы (1), (2),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510835
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.10.2014
№216.012.ffde

Прямой преобразователь и система с таким прямым преобразователем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения или тока в переменное напряжение или ток без промежуточного пеобразования в постоянное напряжение или ток. Техническим результатом является обеспечение произвольного и непрерывного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531358
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.11.2014
№216.013.0c67

Мельница с передатчиком крутящего момента

Изобретение относится к мельнице и группе из двух мельниц для дробления больших частей материала. Каждая мельница (30) содержит корпус (31), образующий помольную камеру (32). Корпус мельницы поддерживается на противоположных сторонах (34а, 34b) посредством подшипников (38а, 38b)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534583
Дата охранного документа: 27.11.2014
20.12.2014
№216.013.1283

Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления

(57) Изобретение относится к области преобразовательной техники. Предложен способ работы преобразовательной схемы, содержащей по меньшей мере два фазных модуля (11), причем каждый фазный модуль (11) содержит первую и вторую преобразовательные подсистемы (1, 2), для каждого фазного модуля (11)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536162
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1982

Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях входного тока или входного напряжения. Технический результат - уменьшение нежелательных циркулирующих токов. В способе работы преобразовательная схема содержит n входных фазовых выводов (U1, V1, W1) и р...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537958
Дата охранного документа: 10.01.2015
Showing 1-10 of 16 items.
27.03.2013
№216.012.31ab

Способ эксплуатации преобразовательной схемы и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано при эксплуатации преобразовательной схемы. Техническим результатом является уменьшение доли высших гармоник в напряжениях электрической сети переменного напряжения. В способе эксплуатации преобразовательной схемы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478253
Дата охранного документа: 27.03.2013
10.04.2013
№216.012.34f4

Способ работы преобразователя и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано и может быть использовано в силовой электронике. Техническим результатом является уменьшение высших гармоник в напряжении электрической сети переменного тока, соединенной с преобразователем. В способе работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479099
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.05.2013
№216.012.3ef1

Электрическое соединительное устройство и соединитель

Изобретение относится к электрическому соединительному устройству (1; 20), проводящему большой ток, в частности, к штепсельному соединению для работы в тяжелом режиме с первым соединителем (2, 21) и вторым соединителем (3, 22), каждый из которых имеет контактирующий элемент (4, 6; 25, 29) для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481680
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.08.2013
№216.012.5e68

Пусковое устройство, по меньшей мере, для двух синхронных машин

Изобретение относится к области электротехники, в частности к синхронным электрическим машинам, и может быть использовано, например, на газотурбинных электростанциях с несколькими газовыми турбинами и соединенными с ними генераторами, которые выполнены в виде синхронных машин, используемых для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489789
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.11.2013
№216.012.82c8

Энергосистема

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Энергосистема имеет ветросиловую или гидросиловую турбину 1, соединенную с генератором 2. Генератор 2 имеет, по меньшей мере, две обмотки 3 статора. Каждая обмотка 3 статора подсоединена соответственно к одному выпрямительному элементу 4....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499156
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.02.2014
№216.012.a5d3

Способ и устройство для отделения налипшего материала от шаровой барабанной мельницы

Изобретение относится к способу отделения налипшего материала от внутренней стенки измельчающего барабана шаровой барабанной мельницы и устройству для его осуществления. Способ заключается в том, что изменяют приводной момент, прилагаемый к измельчающему барабану (10), около заранее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508166
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.04.2014
№216.012.b040

Способ управления преобразовательной схемой и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразовательной схемы. Технический результат - поддержание пульсаций напряжения на низком уровне. В способе управления преобразовательной схемой, содержащей частичные преобразовательные системы (1), (2),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510835
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.10.2014
№216.012.ffde

Прямой преобразователь и система с таким прямым преобразователем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения или тока в переменное напряжение или ток без промежуточного пеобразования в постоянное напряжение или ток. Техническим результатом является обеспечение произвольного и непрерывного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531358
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.11.2014
№216.013.0c67

Мельница с передатчиком крутящего момента

Изобретение относится к мельнице и группе из двух мельниц для дробления больших частей материала. Каждая мельница (30) содержит корпус (31), образующий помольную камеру (32). Корпус мельницы поддерживается на противоположных сторонах (34а, 34b) посредством подшипников (38а, 38b)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534583
Дата охранного документа: 27.11.2014
20.12.2014
№216.013.1283

Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления

(57) Изобретение относится к области преобразовательной техники. Предложен способ работы преобразовательной схемы, содержащей по меньшей мере два фазных модуля (11), причем каждый фазный модуль (11) содержит первую и вторую преобразовательные подсистемы (1, 2), для каждого фазного модуля (11)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536162
Дата охранного документа: 20.12.2014
+ добавить свой РИД