RU2416874C2 - Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line - Google Patents
Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416874C2 RU2416874C2 RU2009108721/09A RU2009108721A RU2416874C2 RU 2416874 C2 RU2416874 C2 RU 2416874C2 RU 2009108721/09 A RU2009108721/09 A RU 2009108721/09A RU 2009108721 A RU2009108721 A RU 2009108721A RU 2416874 C2 RU2416874 C2 RU 2416874C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- phase
- input
- line
- bridge
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазных линий электропередачи (0,4-35) кВ без обработки их высокочастотными заградителями.The invention relates to the field of electrical engineering and can find application in organizing communication channels using three-phase power lines (0.4-35) kV without processing them with high-frequency chokes.
Достигаемый технический результат - снижение потребляемой мощности из линии 0,4 кВ в 2,8 раза.Achievable technical result - reduction of power consumption from the 0.4 kV line by 2.8 times.
Известен «Генератор Цагарейшвили С.А. ввода токов сигналов в трехфазную электрическую сеть.» RU 2224370 С2 от 20.02.2004 г. Бюл. №5. Данный генератор имеет недостаток - большую мощность потребления из сети 0,4 кВ.The famous "Generator Tsagareishvili S.A. input signal currents into a three-phase electric network. "RU 2224370 C2 from 02.20.2004, Bull. No. 5. This generator has a drawback - high power consumption from the network of 0.4 kV.
Известен также «Генератор Гутина К.И. ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи», который принят за прототип. RU 2224366 С2 от 20.02.2004 г. Бюл. №5.Also known "Generator Gutina K.I. input signal currents into a three-phase power line ", which is taken as a prototype. RU 2224366 C2 of February 20, 2004, Bull. No. 5.
Недостатки прототипаThe disadvantages of the prototype
1. Большая мощность, потребляемая из сети 0,4 кВ.1. Large power consumed from the 0.4 kV network.
2. Наличие воздушного трансформатора, который развязывает цепи линии 0,4 кВ от цепей выпрямленного постоянного напряжения трехфазным мостом (мост). Следует отметить, что в воздушном трансформаторе трудно технологически получить коэффициент связи между первичной и вторичной обмотками, близкими к единице.2. The presence of an air transformer that decouples the 0.4 kV line circuit from the rectified DC voltage circuits by a three-phase bridge (bridge). It should be noted that in an air transformer it is difficult to technologically obtain a coupling coefficient between the primary and secondary windings close to unity.
В предлагаемом техническом предложении снижена мощность потребления в 2,8 раза без применения воздушного трансформатора. Амплитуды тока сигнала, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ для сравнения в прототипе и в изобретении, приняты одинаковыми и равными Im=17 А.In the proposed technical proposal, the power consumption is reduced by 2.8 times without the use of an air transformer. The amplitudes of the signal current introduced into phases B and C of the 0.4 kV line for comparison in the prototype and in the invention are taken to be the same and equal to I m = 17 A.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение потребляемой мощности из сети 0,4 кВ в 2,8 раза.The task of the invention is to reduce power consumption from a 0.4 kV network by 2.8 times.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемый генератор ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи, содержащий трансформатор, низковольтные обмотки которого подключены к входу двухполупериодного выпрямительного моста, резистор, второй вывод которого подключен к первому входу управляемого ключа, первый и второй конденсаторы, введена воздушная катушка индуктивности, первый вывод которой подключен к выходу управляемого ключа и первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к фазе В низковольтной линии, второй вывод воздушной катушки индуктивности подключен к минусовой шине моста и к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к фазе С низковольтной линии, плюсовая шина моста подключена к первому выводу резистора.The technical result is achieved by the fact that in the proposed generator for inputting signal currents into a three-phase power line containing a transformer, the low-voltage windings of which are connected to the input of a half-wave rectifier bridge, a resistor, the second output of which is connected to the first input of the controlled key, the first and second capacitors, an air coil is introduced inductance, the first output of which is connected to the output of the controlled key and the first lining of the second capacitor, the second lining of which is connected to phase B izkovoltnoy line, the second output air inductor is connected to the negative bus bridge and the first plate of the first capacitor, the second plate of which is connected to the C phase low-voltage line, positive bus bridge connected to a first terminal of the resistor.
На чертеже приведена схема генератора, которая реализует заявленное техническое предложение, на которой изображены:The drawing shows a diagram of a generator that implements the claimed technical proposal, which shows:
1 - трансформатор 10/0,4 кВ - (трансформатор);1 - transformer 10 / 0.4 kV - (transformer);
2 - трехфазная линия электропередачи 10 кВ;2 - three-phase power line 10 kV;
3 - трехфазная линия электропередачи 0,4 кВ;3 - three-phase power line 0.4 kV;
4 - трехфазный двухполупериодный выпрямительный мост;4 - three-phase two-half-wave rectifier bridge;
5. - воздушная катушка индуктивности;5. - air inductor;
6 - первый конденсатор;6 - the first capacitor;
7 - второй конденсатор;7 - second capacitor;
8 - резистор;8 - resistor;
9 - управляемый ключ;9 - managed key;
10 - блок управления.10 - control unit.
Определим мощность потребления из линии 0,4 кВ в прототипе, при этом активными сопротивлениями обмоток трансформатора 10/0,4 кВ, активными сопротивлениями первичной и вторичной обмоток воздушного трансформатора пренебрегаем.Define the power consumption from the line of 0.4 kV in the prototype, while the active resistances of the transformer windings 10 / 0.4 kV, the active resistances of the primary and secondary windings of the air transformer are neglected.
Из описания прототипа следует, что амплитуда тока, протекающего по цепи: точка 1 моста - первичная обмотка воздушного трансформатора 5 - резистор 9 - ключ 10 - точка 2 моста равна 17 А, при этом принимаем, что коэффициент трансформации воздушного трансформатора равен единице.From the description of the prototype it follows that the amplitude of the current flowing along the circuit: point 1 of the bridge - the primary winding of the air transformer 5 - resistor 9 - key 10 - point 2 of the bridge is 17 A, while we assume that the transformation coefficient of the air transformer is equal to one.
Мощность потребления в прототипе с учетом допущений, принятых выше, равна:The power consumption in the prototype, taking into account the assumptions adopted above, is equal to:
где Im=17 А - амплитуда тока, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ;where I m = 17 A is the amplitude of the current introduced into phases B and C of the 0.4 kV line;
R8=10 Ом - сопротивление резистора 8.R 8 = 10 Ohms - the resistance of the resistor 8.
Коэффициент 0,25 в (1) соответствует времени замкнутого положения ключа, который замкнут 0,25 Т0, при этом потребляется мощность из линии 0,4. кВ.The coefficient 0.25 in (1) corresponds to the time of the closed position of the key, which is closed 0.25 T 0 , while the power is consumed from the line 0.4. kV
Работает заявленный генератор следующим образом:The claimed generator works as follows:
принимаем, что потенциал фазы А больше, чем потенциал фазы В в рассматриваемом интервале времени, при этом будут открыты затемненные диоды моста 4. При замкнутом ключе 9 будет протекать ток по цепи: фаза А-диод Д1-резистор 8-ключ 9-воздушная катушка индуктивности 5-диод Д5-фаза В.we assume that the potential of phase A is greater than the potential of phase B in the considered time interval, in this case the darkened diodes of the bridge 4 will be opened. With the closed key 9, current will flow through the circuit: phase A-diode D1-resistor 8-key 9-air coil inductance 5-diode D5-phase B.
При протекании тока через воздушную катушку индуктивности 9 в ней будет накапливаться электромагнитная энергия, которая в момент времени размыкания ключа равна:When current flows through the air inductor 9, electromagnetic energy will accumulate in it, which at the time of opening the key is equal to:
где Im - амплитуда тока в момент времени размыкания ключа 9where I m is the amplitude of the current at the time of opening the key 9
L - индуктивность воздушной катушки индуктивности 5.L is the inductance of the air inductor 5.
Алгоритм работы ключа принят следующим:The key operation algorithm is adopted as follows:
где τ3 - интервал времени замкнутого положения ключа;where τ 3 - the time interval of the closed position of the key;
- период частоты тока сигнала; - period of the signal current frequency;
f0 - частота тока сигнала, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ.f 0 is the frequency of the current of the signal introduced into phases B and C of the 0.4 kV line.
В момент времени t=0,18T0 ключ размыкают, при этом за счет накопленной электромагнитной энергии в воздушной катушке индуктивности 5 возникает ток свободных колебаний в колебательном контуре по цепи:At time t = 0.18T 0, the key is opened, while due to the accumulated electromagnetic energy in the air inductor 5, a current of free oscillations occurs in the oscillatory circuit along the circuit:
конденсатор 6-фаза С-фаза В-конденсатор 7-воздушная катушка индуктивности 5.capacitor 6-phase C-phase B-capacitor 7-air inductor 5.
Элементы колебательного контура имеют величины, соответствующие резонансу на частоте f0 The elements of the oscillatory circuit have values corresponding to resonance at a frequency f 0
где C6=C7=10·10-6Ф - емкости конденсаторов 6 и 7;where C 6 = C 7 = 10 · 10 -6 F - capacitance of capacitors 6 and 7;
L5=5·10-3 Гн - индуктивность воздушной катушки индуктивности 5.L 5 = 5 · 10 -3 H - inductance of an air inductor 5.
Колебательный контур настроен в резонанс на частоту тока сигнала f0=1000 Гц при условии:The oscillation circuit is tuned in resonance to the signal current frequency f 0 = 1000 Hz, provided:
гдеWhere
C6=C7=C;C 6 = C 7 = C;
С∑ - емкость колебательного контура;C ∑ is the capacitance of the oscillatory circuit;
L - индуктивность колебательного контура.L is the inductance of the oscillatory circuit.
В связи с тем, что конденсаторы 6 и 7 включены последовательно, емкость колебательного контура Ск равна:Due to the fact that the capacitors 6 and 7 are connected in series, the capacitance of the oscillatory circuit Sk is:
С учетом (4) индуктивность контура равна 5·10-3 Гн.Taking into account (4), the inductance of the circuit is 5 · 10 -3 GN.
Определим амплитуду тока, который вводят в фазы В и С линии 0,4 кВ:We determine the amplitude of the current that is introduced into phases B and C of the 0.4 kV line:
где Е0=512 В - постоянная составляющая выпрямленного трехфазного двухполупериодного напряжения при разложении его в ряд Фурье;where E 0 = 512 V is the constant component of the rectified three-phase two-half-voltage when it is expanded in a Fourier series;
R=50 м;R = 50 m;
L=5·10-3 Гн - индуктивность катушки 5.L = 5 · 10 -3 H - the inductance of the coil 5.
Таким образом, амплитуды токов, вводимых в фазы В и С в прототипе и в заявке, равны.Thus, the amplitudes of the currents introduced into phases B and C in the prototype and in the application are equal.
Определим мощность потребления в изобретении по аналогии с прототипом (1)Define the power consumption in the invention by analogy with the prototype (1)
где Im=17 А - амплитуда тока, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ. R8=5 Ом - сопротивление резистора 8.where I m = 17 A is the amplitude of the current introduced into phases B and C of the 0.4 kV line. R 8 = 5 Ohms - resistance of the resistor 8.
Коэффициент 0,18 в (7) соответствует времени замкнутого положения ключа, когда потребляется энергия из сети 0,4 кВ.The coefficient 0.18 in (7) corresponds to the time of the closed position of the key when the energy from the 0.4 kV network is consumed.
Таким образом, в заявленном генераторе с учетом выражений (1) и (7) можно утверждать, что мощность потребления в заявке меньше в 2,8 раза при отсутствии воздушного трансформатора, как это было в прототипе.Thus, in the inventive generator, taking into account expressions (1) and (7), it can be argued that the power consumption in the application is less than 2.8 times in the absence of an air transformer, as it was in the prototype.
Полученный результат является выполнением цели, поставленной в заявленном техническом предложении.The result obtained is the fulfillment of the goal set in the claimed technical proposal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108721/09A RU2416874C2 (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108721/09A RU2416874C2 (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009108721A RU2009108721A (en) | 2010-09-20 |
RU2416874C2 true RU2416874C2 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=42938715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009108721/09A RU2416874C2 (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416874C2 (en) |
-
2009
- 2009-03-12 RU RU2009108721/09A patent/RU2416874C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009108721A (en) | 2010-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nagashima et al. | Analysis and Design of Loosely Inductive Coupled Wireless Power Transfer System Based on Class-${\rm E}^{2} $ DC-DC Converter for Efficiency Enhancement | |
JP2017532943A (en) | Intrinsic power factor correction method and apparatus | |
Aldhaher et al. | Load-independent Class EF inverters for inductive wireless power transfer | |
JP6104457B2 (en) | Unit current transformer unit and electromagnetic induction type power supply device for linearly adjusting output power using the unit current transformer unit | |
EP2985846A1 (en) | Wireless power transmission | |
JP6336769B2 (en) | Method for reducing common mode current | |
CN104734540B (en) | Synchronous rectifier and the method for controlling it | |
WO2015109727A1 (en) | Electronic apparatus and control method for high frequency ac to dc conversion | |
Li et al. | A class E 2 inverter-rectifier-based bidirectional wireless power transfer system | |
Itraj et al. | Topology study for an inductive power transmitter for cordless kitchen appliances | |
CN103380566B (en) | Power supply with AF panel and the method for operation power | |
Keeling et al. | Unity power factor inductive power transfer pick-up for high power applications | |
RU2416874C2 (en) | Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line | |
Kusaka et al. | Input impedance matched AC-DC converter in wireless power transfer for EV charger | |
WO2015125107A1 (en) | Inductive charging device | |
WO2016132471A1 (en) | Power conversion device and initial charging method therefor | |
RU2419970C2 (en) | Input method of currents of signals to three-phase power transmission line | |
CN207459985U (en) | For the circuit being filtered to the signal from power supply | |
Gathageth et al. | Wireless power transfer system using series-series compensation topology | |
Beams et al. | Design and simulation of networks for midrange wireless power transfer | |
RU2421901C1 (en) | GENERATOR BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-EARTH" DIAGRAM WITH "PHASE-EARTH" POWER SOURCE | |
RU2421903C1 (en) | GENERATOR BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-PHASE" DIAGRAM WITH "PHASE-PHASE" POWER SOURCE | |
Shi et al. | Analysis of a wireless power transfer system with an inverse coupled current doubler rectifier | |
RU2424613C1 (en) | GENERATOR BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-PHASE" DIAGRAM WITH "PHASE-EARTH" POWER SOURCE | |
Guiping et al. | Modeling and simulation of contactless power transmission system by inductance coupling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110313 |