RU2408122C1

RU2408122C1 - Method of power grid conditioner control

Info

Publication number: RU2408122C1
Application number: RU2009131291/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Гейтенко (RU); Александр Евгеньевич Гейтенко; Евгений Николаевич Гейтенко (RU); Евгений Николаевич Гейтенко
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-12-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: input voltage and current of single-phase circuit are measured, voltage signal is multiplied by control signal and compared to signal of circuit current sensor. Produced difference signal is used to control pulse-width modulator of power channel of conditioner. Power channel of conditioner is two-cycle inverter with bipolar supply, which is connected to electric circuit in parallel between primary source of voltage and load. The first output of inverter is connected to phase conductor of circuit in point between current sensor and load. Other output of inverter is connected to neutral line. Between point of connection of inverter with phase conductor and load, the second current sensor is connected (circuit of positive feedback by load current), output signal of which is rectified and integrated and then used for multiplication by signal of circuit voltage. Result of multiplication is compared to signal of the first current sensor (negative feedback), and produced difference signal is used to control pulse-width modulator, generating two control signals for pulse switches of inverter in antiphase. Each of switches commutes voltage of appropriate polarity to load, which is then filtered with the help of L-shaped filter. Maximum output current of inverter is limited by limitation of instantaneous value of current of each inverter switch. Initial value of efficient value of output current of conditioner is specified by setting a division ratio for value of voltage sensor output signal. Conditioner is supplied from the same circuit, connecting it to points of phase conductor and neutral line or from other circuit.

EFFECT: improved efficiency and electromagnetic compatibility of power conversion by recovery of circuit current form to form of voltage.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике преобразования электрической энергии и может быть использовано в устройствах и системах бесперебойного питания переменного тока, а также в устройствах автоматики и измерительной техники.The invention relates to techniques for converting electrical energy and can be used in devices and systems for uninterruptible power supply of alternating current, as well as in automation devices and measuring equipment.

Известны преобразовательные устройства, которые предназначены для подавления паразитных гармоник тока в электросети и подключаются к ней параллельно [1]. В таких устройствах, называемых активными кондиционерами гармоник, измеряют ток электросети и производят анализ его формы и величины. На основе анализа гармонического состава тока электросети формируется алгоритм широтно-импульсного управления двухполярным ключом. С помощью ключа по закону, определяемому суммой заданных гармоник, к электросети подключают LC-фильтр последовательного типа. Собственную частоту LC-фильтра выбирают меньшей (или равной), чем нижняя частота гармоник тока электросети. С помощью одного ключевого транзистора коммутируют фильтр в течение времени положительной полярности напряжения электросети, с помощью другого - в течение отрицательной.Known converting devices that are designed to suppress stray harmonics of the current in the mains and are connected to it in parallel [1]. In such devices, called active harmonic conditioners, the current of the mains is measured and its shape and size are analyzed. Based on the analysis of the harmonic composition of the power supply network current, an algorithm for pulse-width control of a bipolar key is formed. Using the key, according to the law determined by the sum of the given harmonics, a sequential type LC filter is connected to the mains. The natural frequency of the LC filter is chosen less (or equal) than the lower harmonic frequency of the mains current. Using one key transistor, the filter is switched over during a time of positive polarity of the mains voltage, with the other during a negative one.

В случае изменяющейся нагрузки эффективность активного кондиционера гармоник оказывается низкой. Состав подавляемых гармоник тока в кондиционере гармоник ограничен областью низких частот.In the case of a changing load, the efficiency of the active harmonic conditioner is low. The composition of the suppressed current harmonics in the harmonic conditioner is limited to the low frequency region.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому способу являются устройства, называемые корректорами коэффициента мощности [2]. С помощью корректора коэффициента мощности форма тока, отбираемого из электросети, формируется такой же, какую имеет напряжение электросети. В идеальном случае форма напряжения и форма тока будут синусоидальными и синфазными даже при нелинейной нагрузке, например, такой как выпрямитель с резистивно-емкостной нагрузкой.The closest in technical essence to the proposed method are devices called power factor correctors [2]. Using the power factor corrector, the shape of the current taken from the mains is formed the same as the mains voltage. In the ideal case, the voltage shape and current shape will be sinusoidal and in-phase even with a non-linear load, such as a rectifier with a resistive-capacitive load.

Корректор коэффициента мощности включается в силовой канал преобразования энергии последовательно. Выход из строя корректора коэффициента мощности приводит к разрыву канала преобразования энергии и отказу всей системы. Кроме того, весь ток, потребляемый нагрузкой, проходит через корректор и его использование неизбежно приводит к дополнительным потерям энергии.The power factor corrector is included in the power channel of the energy conversion in series. The failure of the power factor corrector leads to the rupture of the energy conversion channel and the failure of the entire system. In addition, all the current consumed by the load passes through the corrector and its use inevitably leads to additional energy losses.

Решение задачи повышения эффективности и электромагнитной совместимости преобразования электрической энергии заключается в том, что кондиционер подключают к линии однофазной электросети параллельно. Причем выходы инвертора тока кондиционера соединяют с линией электросети в точке между источником напряжения электросети с одной стороны и нагрузкой с другой. С помощью инвертора в линию электросети генерируют ток, по форме повторяющий разность между напряжением электросети и током нагрузки.The solution to the problem of increasing the efficiency and electromagnetic compatibility of electrical energy conversion is that the air conditioner is connected to a single-phase power line in parallel. Moreover, the outputs of the air conditioner current inverter are connected to the mains line at a point between the mains voltage source on the one hand and the load on the other. Using an inverter, a current is generated in the power line, repeating in form a difference between the power supply voltage and the load current.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности и электромагнитной совместимости преобразования электрической энергии путем восстановления формы тока электросети до формы, которую имеет напряжение электросети. При этом электросеть не разрывается, а коэффициент мощности нагрузки вместе с кондиционером оказывается практически равным единице.The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency and electromagnetic compatibility of the conversion of electrical energy by restoring the shape of the current network to the form that the voltage of the network. At the same time, the electric network does not break, and the power factor of the load, together with the air conditioner, is almost equal to unity.

Сущность предлагаемого способа управления состоит в том, что измеряют величину и форму входного напряжения и тока однофазной электросети, сигнал напряжения умножают на управляющий сигнал и сравнивают с сигналом датчика тока электросети. Полученный разностный сигнал используют для управления широтно-импульсным модулятором силового канала кондиционера.The essence of the proposed control method is that the magnitude and shape of the input voltage and current of a single-phase mains are measured, the voltage signal is multiplied by a control signal and compared with the signal of the mains current sensor. The resulting difference signal is used to control the pulse-width modulator of the power channel of the air conditioner.

В качестве силового канала кондиционера используют двухтактный инвертор с двухполярным питанием, который подключают к электросети параллельно, между первичным источником напряжения и нагрузкой. Причем первый вывод инвертора подключают к фазному проводнику электросети в точке между датчиком тока и нагрузкой, другой вывод инвертора подключают к проводнику нейтрали. Между точкой соединения инвертора с фазным проводником и нагрузкой включают второй датчик тока, выходной сигнал которого выпрямляют и интегрируют и затем используют для умножения на сигнал напряжения электросети. Результат умножения сравнивают с сигналом первого датчика тока (отрицательной обратной связи) и с помощью полученного разностного сигнала управляют широтно-импульсным модулятором, генерирующим в противофазе два сигнала управления импульсными ключами инвертора. С помощью ключей коммутируют в нагрузку напряжение соответствующей полярности, которое затем фильтруется с помощью Г-образного фильтра, состоящего из дросселя и конденсатора. Максимальный выходной ток инвертора ограничивают путем ограничения мгновенного значения тока каждого ключа инвертора.As a power channel of the air conditioner, a two-stroke inverter with bipolar power is used, which is connected to the mains in parallel, between the primary voltage source and the load. Moreover, the first output of the inverter is connected to the phase conductor of the mains at a point between the current sensor and the load, the other output of the inverter is connected to the neutral conductor. Between the junction point of the inverter with the phase conductor and the load, a second current sensor is switched on, the output signal of which is rectified and integrated and then used to multiply by the voltage signal of the mains. The result of the multiplication is compared with the signal of the first current sensor (negative feedback) and, using the received differential signal, a pulse-width modulator is generated that generates two inverter pulse control signals in antiphase. Using the keys, the voltage of the corresponding polarity is switched into the load, which is then filtered using a L-shaped filter, consisting of a reactor and capacitor. The maximum inverter output current is limited by limiting the instantaneous current value of each inverter key.

Исходную величину действующего значения выходного тока кондиционера задают путем установки коэффициента деления (умножения) величины выходного сигнала датчика напряжения.The initial value of the current value of the output current of the air conditioner is set by setting the division factor (multiplication) of the output signal of the voltage sensor.

На фигуре 1 изображена функциональная блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фигурах 2 и 3 - диаграммы напряжений и токов, поясняющие заявляемый способ управления кондиционером электросети.The figure 1 shows a functional block diagram of a device for implementing the proposed method; in figures 2 and 3 are diagrams of voltages and currents explaining the claimed method of controlling the air conditioning of the mains.

На фигуре 1 условно изображены проводники 1 линии однофазной электросети с первичным источником 2 напряжения переменного тока. Проводники электросети имеют распределенное по длине комплексное сопротивление 3, а нагрузка представлена нелинейным сопротивлением 4. Устройство для осуществления предлагаемого способа управления содержит двухтактный инвертор 5 с двухполярным симметричным питанием и Г-образный фильтр, включающий дроссель 6 и конденсатор 7. С помощью датчика тока 8 измеряется ток линии электросети i_Л, а с помощью датчика 9 - ток нагрузки i_H. Управление инвертором производится с помощью цифрового контроллера 10, который включает широтно-импульсный модулятор 11. С помощью контроллера реализуются алгоритмы блока 12 нормирования (задания коэффициента пропорциональности) сигнала напряжения u_Л, блоков выпрямления 13, интегрирования 14 и умножения двух переменных 15. Посредством блока 16 реализуется функция вычитания сигнала тока i_Л из сигнала, полученного в результате умножения. Разностный сигнал используется в качестве управляющего для широтно-импульсного модулятора. Задание коэффициента k пропорциональности для сигнала напряжения линии u_Л и, таким образом, величины задания производится оператором по каналу 17 либо с помощью внешнего сервера по шине 18.The figure 1 conventionally shows the conductors 1 lines of a single-phase electrical network with a primary source 2 of AC voltage. The electrical conductors have a complex resistance 3 distributed along the length, and the load is represented by a non-linear resistance 4. The device for implementing the proposed control method comprises a push-pull inverter 5 with bipolar symmetrical power supply and a L-shaped filter including a choke 6 and a capacitor 7. Using a current sensor 8, it is measured the current of the power line i _L , and using the sensor 9 - the load current i _H. The inverter is controlled using a digital controller 10, which includes a pulse-width modulator 11. Using the controller, the algorithms of the standardization block 12 (setting the proportionality coefficient) of the voltage signal u _L , rectification blocks 13, integration 14 and multiplication of two variables 15 are implemented. By means of block 16 the function of subtracting the current signal i _L from the signal obtained as a result of multiplication is implemented. The difference signal is used as the control signal for a pulse-width modulator. The coefficient k of proportionality is set for the voltage signal of the line u _Л and, thus, the magnitude of the task is performed by the operator on channel 17 or using an external server on bus 18.

На фигуре 2 на диаграмме 2.1 приведены кривая 19 тока линии электросети i_Л, кривая 20 тока кондиционера i_К и кривая 21 тока нагрузки i_H. На диаграмме 2.2 изображена кривая 22 напряжения электросети u_Л, а пунктирной линией показаны искажения 23 формы напряжения, обусловленные импульсной формой тока нелинейной нагрузки. На диаграмме 2.3 показана ломаная линия 24 выходного напряжения ключевых элементов инвертора.In figure 2, figure 2.1 shows the current curve 19 of the power line i _L , curve 20 of the current conditioner i _K and curve 21 of the load current i _H. Diagram 2.2 shows a voltage curve 22 of the mains voltage u _L , and the dashed line shows distortions 23 of the voltage shape due to the pulsed current shape of the nonlinear load. Diagram 2.3 shows the broken line 24 of the output voltage of the key elements of the inverter.

На фигуре 3 изображены аналогичные процессы для индуктивно-активной нагрузки. С помощью кривой 25 синусоидальной формы на фигуре 3а условно показано напряжение электросети, которому соответствует вектор 26 на комплексной плоскости фигуры 3б. Ток индуктивно-активной нагрузки показан с помощью кривой 27 на фигуре 3а и вектора 28 на фигуре 3б, а ток кондиционера электросети изображен с помощью кривой 29 и соответствующего вектора 30. С помощью кривой 31 и вектора 32 показан ток линии электросети.The figure 3 shows similar processes for inductively-active load. Using the curve 25 of the sinusoidal shape in figure 3A, the mains voltage is conventionally shown, which corresponds to vector 26 on the complex plane of figure 3b. Inductively-active load current is shown using curve 27 in Figure 3a and vector 28 in Figure 3b, and the current of the mains air conditioner is shown using curve 29 and the corresponding vector 30. Using curve 31 and vector 32, the current of the mains line is shown.

Способ управления кондиционером электросети осуществляется следующим образом.The method of controlling the air conditioning network is as follows.

Задающим сигналом, подобным кривой 22 на фигуре 2, для кондиционера электросети (фигура 1) является сигнал u_Л напряжения электросети в непосредственной близости к нагрузке. Ток нагрузки i_H, изображенный с помощью кривой 21, имеет импульсную форму, характерную для устройств с источниками питания, содержащими на входе выпрямитель и емкостный фильтр (например, компьютеры). Такая форма тока характеризуется низким значением коэффициента мощности.The reference signal, similar to curve 22 in figure 2, for the mains air conditioner (figure 1) is the signal u _{L of the} mains voltage in close proximity to the load. The load current i _H , shown by curve 21, has a pulse shape characteristic of devices with power supplies containing a rectifier and a capacitive filter at the input (for example, computers). This form of current is characterized by a low power factor.

Для повышения коэффициента мощности форма тока должна повторять форму напряжения. Поэтому из сигнала ku_Л, пропорционального напряжению (кривая 22), вычитается сигнал i_Л тока линии, показанного с помощью кривой 19, и в линию электросети вводится ток, пропорциональный полученной разности (ku_Л-i_Л). Заметим, что ток электросети без кондиционера равен току нагрузки (кривая 21). Таким образом, строится отрицательная обратная связь по току линии электросети. С этой целью с помощью блока 16 (на фигуре 1) производится процедура вычитания и усиления разностного сигнала, который с помощью широтно-импульсного модулятора 11 преобразуется в импульсные сигналы управления двухтактного инвертора 5. Коэффициент заполнения импульсных сигналов γ=t_И/Т, то есть отношение длительности импульсов (ширины) к периоду повторения, изменяется в соответствии с управляющим (модулирующим) сигналом γ~(ku_Л-i_Л). Несущая частота модуляции значительно (в сотни и тысячи раз) превышает частоту напряжения электросети (50 Гц).To increase the power factor, the current shape should repeat the voltage shape. Therefore, from the signal ku _L proportional to the voltage (curve 22), the current signal i _L of the line shown by curve 19 is subtracted, and a current proportional to the difference obtained (ku _L -i _L ) is introduced into the power line. Note that the mains current without an air conditioner is equal to the load current (curve 21). Thus, negative feedback on the current of the power line is built. To this end, using the block 16 (in figure 1), the subtraction and amplification of the difference signal is carried out, which, using the pulse-width modulator 11, is converted into pulse control signals of the push-pull inverter 5. The duty cycle of the pulse signals γ = t _И / Т, i.e. the ratio of the pulse duration (width) to the repetition period, changes in accordance with the control (modulating) signal γ ~ (ku _Л -i _Л ). The carrier frequency of the modulation is significantly (hundreds and thousands of times) higher than the frequency of the mains voltage (50 Hz).

Двухтактный инвертор 5 построен по типичной схеме на основе двух транзисторных ключей, из которых с помощью первого ключа в нагрузку коммутируется положительное напряжение, величиной, например, 400 В, а с помощью второго ключа - отрицательное напряжение величиной (-400) В. Параллельно каждому ключевому транзистору включены диоды рекуперации, то есть возврата энергии из нагрузки инвертора в первичный источник питания. Такая схема часто называется четырехквадрантной. Выходное напряжение и ток инвертора фильтруются с помощью Г-образного фильтра на основе дросселя 6 и конденсатора 7.The push-pull inverter 5 is constructed according to a typical circuit based on two transistor switches, of which, using the first switch, a positive voltage is switched into the load, for example, 400 V, and with the second switch, a negative voltage of (-400) V. In parallel with each key the transistor includes recovery diodes, that is, the return of energy from the inverter load to the primary power source. Such a scheme is often called four-quadrant. The output voltage and current of the inverter are filtered using a L-shaped filter based on inductor 6 and capacitor 7.

В описанной выше схеме управления инвертора используется внешняя отрицательная обратная связь по току i_Л электросети (в точке подключения датчика), который измеряется с помощью датчика тока 8. Таким образом, кондиционер электросети является преобразователем (усилителем) тока, выходной ток i_К которого соответствует задающему сигналу.The inverter control circuit described above uses external negative current feedback i _{L of the} mains (at the point of connection of the sensor), which is measured using the current sensor 8. Thus, the air conditioner of the mains is a current converter (amplifier), the output current i _To which corresponds to the setting signal.

Ток линии электросети i_Л равен сумме тока кондиционера i_К (кривая 20 на фигуре 2) и тока нагрузки i_H (кривая 21), то есть i_Л=i_К+i_H. В результате сложения результирующий ток линии электросети i_Л имеет практически синусоидальную форму (кривая 19), поскольку в результате изменения формы тока изменяется форма напряжения электросети (кривые 22 и 23). Искажения 23 формы напряжения электросети, обусловленные нелинейностью данной нагрузки, значительно уменьшаются.The current of the power line i _L is equal to the sum of the current of the air conditioner i _K (curve 20 in figure 2) and the load current i _H (curve 21), that is, i _L = i _K + i _H. As a result of addition, the resulting current of the power supply line i _Л has an almost sinusoidal shape (curve 19), since as a result of changing the shape of the current, the shape of the voltage of the power supply changes (curves 22 and 23). Distortions 23 of the form of voltage of the mains, due to the nonlinearity of this load, are significantly reduced.

Ток нагрузки i_H в общем случае меняется в весьма широких пределах, от нуля на холостом ходу до максимального значения. Более того, кондиционер электросети должен сохранять работоспособность и в случаях перегрузки. С уменьшением действующего значения тока нагрузки i_H выходной ток i_K кондиционера, пропорциональный разности (ku_Л-i_Л), может возрастать, нагружая электросеть. Для построения пропорциональной зависимости среднего по модулю значения выходного тока кондиционера i_K от тока нагрузки i_Н с помощью датчика тока 9 вводится дополнительная положительная обратная связь по току нагрузки. Сигнал датчика тока выпрямляется с помощью блока 13 и затем его значение интегрируется с помощью блока 14. Результирующий сигнал цепи обратной связи по току нагрузки

умножается на сигнал датчика напряжения с помощью блока 15. Таким образом, сигналом управления (модулирующим) для широтно-импульсного модулятора будет сигнал, который приближенно можно записать в виде выражения:

.The load current i _H generally varies over a very wide range, from zero at idle to the maximum value. Moreover, the mains air conditioner must remain operational even in cases of overload. With a decrease in the effective value of the load current i _{H, the} output current i _{K of the} air conditioner, proportional to the difference (ku _L -i _L ), can increase, loading the mains. To build a proportional dependence of the average modulus value of the output current of the air conditioner i _K on the load current i _N, an additional positive feedback on the load current is introduced using the current sensor 9. The signal of the current sensor is rectified using block 13 and then its value is integrated using block 14. The resulting signal of the feedback circuit for the load current

multiplied by the signal of the voltage sensor using block 15. Thus, the control signal (modulating) for the pulse-width modulator will be a signal that can be approximately written as an expression:

.

В зависимости от коэффициента нормирования k выходной ток кондиционера может быть установлен минимальным, но достаточным для полной коррекции тока нелинейной нагрузки в данной конкретной точке электросети. При этом в идеальном случае действующее значение тока электросети не должно меняться при подключении к ней кондиционера, который для электросети будет генератором реактивной мощности. Задача определения такого значения коэффициента k решается с помощью блока 10 автоматически путем решения задачи поиска экстремума (минимума) выходного тока кондиционера при вариациях параметра k для данного усредненного тока нагрузки i_H. Поиск экстремума производится в условиях ограничений, определяемых заданными значениями коэффициента мощности, коэффициента гармоник тока и других.Depending on the normalization coefficient k, the output current of the air conditioner can be set to minimum, but sufficient to completely correct the current of the nonlinear load at this particular point in the power supply network. In this case, in the ideal case, the effective current value of the power supply network should not change when an air conditioner is connected to it, which for the power supply will be a reactive power generator. The task of determining such a value of the coefficient k is solved automatically using block 10 by solving the problem of searching for the extremum (minimum) of the output current of the air conditioner with variations in the parameter k for a given averaged load current i _H. The search for an extremum is performed under conditions of restrictions determined by the given values of the power factor, current harmonic coefficient, and others.

На фигуре 3 изображены процессы, характерные для линейной резистивно-индуктивной нагрузки. При этом ток линии электросети (кривая 31) практически не имеет фазового сдвига относительно кривой 25 напряжения электросети, но в общем случае может быть меньше, чем ток нагрузки (кривая 27). Это означает, что посредством кондиционера электроэнергия может добавляться в точку соединения с электросетью. Одновременно часть тока кондиционера может ответвляться в другие цепи электросети, минуя нагрузку, в том числе проходить через первичный источник, изображенный на фигуре 1 в виде генератора 2.The figure 3 shows the processes characteristic of a linear resistive inductive load. In this case, the current of the mains line (curve 31) has practically no phase shift relative to the curve 25 of the mains voltage, but in the general case it can be less than the load current (curve 27). This means that through the air conditioner, electricity can be added to the point of connection to the mains. At the same time, part of the current conditioner can branch into other circuits of the power supply network, bypassing the load, including passing through the primary source, shown in figure 1 as a generator 2.

Питание инвертора кондиционера электросети может осуществляться от той же электросети, при этом его источник питания подключают к линии электросети в точках, расположенных ближе к первичному источнику, чем нагрузка и датчики тока и напряжения, либо в другую ветвь той же электросети древовидной топологии. В противном случае кондиционер оказывается дополнительной переменной нагрузкой для собственной системы автоматического управления. Это уменьшает эффективность кондиционера электросети и снижает динамические свойства всей системы, включающей кондиционер и нагрузку. Для исключения собственных искажений, вносимых в электросеть, коэффициент мощности кондиционера электросети должен иметь высокое, близкое к единице, значение.The inverter of the air conditioner can be powered from the same mains, while its power supply is connected to the mains at points closer to the primary source than the load and current and voltage sensors, or to another branch of the same mains of the tree topology. Otherwise, the air conditioner is an additional variable load for its own automatic control system. This reduces the efficiency of the mains air conditioner and reduces the dynamic properties of the entire system, including the air conditioner and the load. To eliminate their own distortions introduced into the power grid, the power factor of the air conditioner of the power grid should have a high value close to unity.

Питание кондиционера может осуществляться от другой электросети (например, другой фазы трехфазного напряжения). В общем случае кондиционер электросети может использоваться не только для коррекции формы тока в линии электросети, но и для передачи энергии в конкретную точку электросети от первичного источника питания кондиционера. При этом наряду с коррекцией формы тока может осуществляться передача электроэнергии из одной электросети, например фазы «В», в другую электросеть, например фазы «А». Для подобного применения кондиционера электросети нормирующий коэффициент k (коэффициент деления) увеличивают путем ввода по шине 18 соответствующих исходных данных. В этом случае в спектре выходного тока кондиционера будет присутствовать синфазная напряжению электросети первая гармоника с частотой, равной частоте напряжения.The air conditioner can be powered from a different power supply (for example, a different phase of a three-phase voltage). In the general case, the mains air conditioner can be used not only to correct the shape of the current in the mains line, but also to transfer energy to a specific point in the mains from the primary power source of the air conditioner. At the same time, along with the correction of the current shape, electric power can be transferred from one electric network, for example, phase “B”, to another electric network, for example, phase “A”. For such an application of the mains air conditioner, the normalizing coefficient k (division coefficient) is increased by entering the corresponding initial data via bus 18. In this case, the first harmonic in phase with the frequency equal to the voltage frequency will be present in the spectrum of the output current of the air conditioner.

Применение предлагаемого способа управления и кондиционера электросети активного типа позволяет существенно повысить качество электрической энергии в распределенных на значительном пространстве электросетях с нелинейной нагрузкой путем коррекции формы тока и, как следствие, напряжения электросети. Применение кондиционера совместно с источником бесперебойного питания позволяет значительно увеличить общую допустимую величину мощности подключаемой нагрузки. В трехфазной электросети можно установить три кондиционера, при этом они могут использоваться одновременно для коррекции и выравнивания фазных токов. В случае отказа кондиционера он отключается по команде контроллера или в результате срабатывания предохранителя.The application of the proposed control method and the air conditioner of the active type of power supply can significantly improve the quality of electrical energy in distributed over a significant space of power grids with non-linear load by correcting the shape of the current and, as a result, the voltage of the power supply. The use of an air conditioner together with an uninterruptible power supply can significantly increase the total allowable power of the connected load. Three air conditioners can be installed in a three-phase power supply network, while they can be used simultaneously for correcting and equalizing phase currents. In the event of a failure of the air conditioner, it is switched off by a controller command or as a result of a fuse blow.

Источники информацииInformation sources

1. Климов В.П., Москалев А.Д. Способы подавления гармоник тока в системах электропитания. Сайт http://www.tensy.ru/.1. Klimov V.P., Moskalev A.D. Ways to suppress current harmonics in power systems. Website http://www.tensy.ru/.

2. Гейтенко Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет. - М.: Солон-ПРЕСС, 2007, страница 379.2. Geitenko E.N. Sources of secondary power. Circuitry and calculation. - M.: Solon-PRESS, 2007, page 379.

Claims

1. The method of controlling the air conditioner of the power supply network, which consists in measuring the input voltage and current of a single-phase power supply system, multiplying the voltage signal by a feedback signal and subtracting the signal from the current supply sensor from it, and using the received differential signal to control the pulse-width modulator of the power channel An air conditioner, characterized in that a push-pull inverter with bipolar power and energy recovery diodes is used as a power channel, which is connected to a parallel electrical network oh, the first output of the inverter is connected to the phase conductor of the mains at the point between the current sensor and the load, the other output of the inverter is connected to the neutral, and between the connection point of the inverter with the phase conductor and the load, the current is measured using the second current sensor, the output signal of which is rectified and integrated and then used as a feedback signal for multiplication by the voltage signal of the mains voltage, the multiplication result is compared with the signal of the first current sensor and using the differential signal control pulse-width m a modulator that generates in antiphase two control signals for the inverter pulse keys, each of which commutes a voltage of the corresponding polarity to the load, which is then filtered with a L-shaped filter consisting of a choke and a capacitor, and the maximum inverter output current is limited by limiting the instantaneous current value of each inverter key.

2. The method according to claim 1, characterized in that the initial value of the effective value of the output current of the air conditioner is set by setting the division factor (multiplication) of the output signal of the voltage sensor.

3. The method according to claim 1, characterized in that the power supply of the air conditioner is supplied from the same power supply, for this it is connected to the points of the phase neutral conductor closer to the primary source than the load and the sensors of the air conditioner, or the power is supplied from another power supply.