188460. lajstromszámú szabadalom • Többcélú kapcsolási elrendezés áramköri paraméterek meghatározására
1 188 460 2 hez és az 5 programvezérlésű adatfeldolgozó és vezérlő egység memóriájába való bevételezéséhez. (Pl. 20 adatpár bevételezése esetén 200 ms mintavételezési időt feltételezve ez az idő 4 ms).- Adatfeldolgozási részidő: ez alatt az idő alatt hajtja végre az 5 egyég programja az(5)—C15) egyenleteknek megfelelő műveleteket, valamint a ß = függvény realizálását. A jelenlegi mikroprocesszorok és aritmetikai processzorok sebességét, valamint a műveletek számát figyelembe véve ez kb. 5 ms.- A konverziós idők és a tirisztoros váltóáramú szaggatók holtideje a szakirodalom alapján kb. 5 ms. A beavatkozási időpontok közötti időközt röviden beavatkozási ciklusnak nevezzük (pl. t3 —14 időköz). Mivel a kompenzálás a legutolsó beavatkozási ciklus időtartama alatt bevételezett és feldolgozott adatok alapján történik, ezért a 4. ábrán egy adott időpontban látható Im(Z) és Re(Z) értékek az előző beavatkozási ciklusra, pontosabban annak mintavételezési részidejére jellemzőek. A 4. ábrán bemutatott időfüggvények a 2. ábra alapján magyarázhatók. (Mintavételezési idő 200 ms). Az 1. ábrán az L$z — Csz szűrőtagot jelképező dobozt a szimuláló programban Csz = 3180m'F-os állandó kapacitással helyettesítettük. Ez a kapacitás képviseli a felharmonikus szűrőtagok kapacitív jellegét az alapharmonikus frekvencián. A többi jellemző adat: = 3 Ohm, Lj = = 0,01 Hy, R2 = 2 Ohm, L2 = 0,015 Hy. A 4. ábrán a t kezdeti időpillanatban a Kj kapcsoló bekapcsol. A kompenzáláshoz szükséges adatok és azok feldolgozásának hiányában az L-n még nem folyik áram. t — ti : Az első beavatkozási ciklus. A többi ciklusnál hosszabbra programoztuk, hogy jól látható legyen a bekapcsolási áramtranziens, és annak kapacitív jellege. Először az U és az I mintavételezése, majd az adatfeldolgozás megy végbe, tj : Az előző beavatkozási ciklus folytán kiszámolt adatok alapján beállítódik a tirisztorok bekapcsolási szöge a kompenzáláshoz szükséges értékre. Beavatkozási időpont, tj —12: A beavatkozás eredményeképpen az eredő áram a feszültséggel fázisban van, tehát ohmos. Az áram abszolút értéke jelentősen lecsökkent. Az impedanciák viszonya még a tj előtti tQ — t j időtartamra vonatkozik, ahol a 4. ábra szerint az impedancia kapacitív jellegű. t2: A K2 kapcsoló zárásával újabb induktív fogyasztó kapcsolódik be az áramkörbe. Az eredő áramkör induktív lesz. t3: Mivel az előző ciklus Oj—13) mintavételezési szakaszában (ami t7 előtt véget ér) az áram ohmos volt, nem változik meg a tirisztor bekapcsolási szöge. Beavatkozási időpont. t3 — t4 : Az áram továbbra is induktív, a tárolt impedancia viszont még az előző ciklus kompenzált tartományának tisztán ohmos jellegét mutatja. t4 : Az előző ciklus alapján a tirisztor bekapcsolási szögének megváltozásával nem teljesen kompenzálódik az eredő áram induktív jellege. Mivel a bekapcsolási tranziens még jelentős nagyságú, ezért a stacionárius esetre érvényes R—L helyettesítéssel végzett identifikáció még nem egészen pontos. Beavatkozási időpont. t4 — tj : A t3 - t4 időpont közti áram induktív jellege jól látható abból, hogy az lm(Z) pozitív. t5: A t4-nél leírt kismértékű kompenzálási hiba az újabb kompenzálással automatikusan korrigálódik. Beavatkozási időpont. t5 —1? : A tárolt impedanciaviszonyból látható, hogy az eredő áram a t4-nél említett hiba miatt az ideális ohmos helyett enyhén kapacitív jellegű volt az előző ciklusban. tfi: A K2 kapcsoló kikapcsolásával egy induktív fogyasztó kikapcsolását szimuláltuk. Az eredő áram megváltozott. tj — tg: Mivel a t.—1? ciklusban a mintavételezés t&-ig befejeződött és az eddig vett mintákat a teljesen kokompenzált áramból vettük, ezért a t7 időpontban az újabb mintavételezések hiányában a kompenzálás mértéke változatlan. Így a t7 —tg ciklusban az eddig tárolt adatoknak megfelelő impedanciaviszony a rajz szerint még ohmos, noha az áram tg után már kapacitív. tg: A t7—tg alatti mintavételezés és adatfeldolgozás alapján tökéletesen kompenzáljuk az áram kapacitív jellegét. Beavatkozási időpont, tg — t9 : Az eredő áram kompenzált, tisztán ohmos. A tárolt impedancia viszont az előző ciklus kapacitív jellegét mutatja. tg: Mivel az áram már kompenzált, a ß szög nem változik. Beavatkozási időpont. A tárolt és ábrázolt impedanciaviszony tg után tisztán ohmos. A számítógépes szimuláció folyamán a feszültség- és áramértékeket olyan mértékben csonkítottuk, mint ahogy azokat egy 12 bites analóg-digitális átalakító csonkítaná. Tapasztalatunk szerint kismértékű kapocsfeszültség- és áramfelharmonikus tartalmat feltételezve az általunk javasolt megoldás előzetes szűrés nélkül is konvergens, de a bemutatott példához képest kissé lassabban kompenzál. A találmány alkalmazásával ismert automatikus fázisjavító berendezésekben alkalmazott érzékelési és gyújtásvezérlési megoldások már korábban említett hátrányainak nagy része kiküszöbölhető. A meddő teljesítmény viszonylag bonyolult mérésére esetünkben nincs szükség. Helyette az áram és a feszültség egyidejű mintavételezéséből a közölt korszerű identifikációs módszerrel digitális úton történik a kompenzáláshoz szükséges 1^ áram meghatározása. Referenciapéldánk analóg gyújtásvezérlő egységével szemben találmányunk szerint a függvény megvalósítása a mikroprocesszor memóriájába előre beépített táblázatból egyszerű adatkereséssel, a szükséges pontossággal történhet. Az identifikáció és az adatfeldolgozás miatti holtidő már a félvezetőeszközök jelenlegi szintjén is az áramkörök sebességétől, a mintavételezési időtől és a program szervezésétől függően kb. 5-10 ms között van. Tehát már a félvezetők jelenlegi sebessége mellett is legalább olyan gyors meddőkompenzálást tesz lehetővé, mint a leírásnak a találmány előzményeit ismertető részében referenciaként említett automatikus meddőkompenzátor érzékelőszervének alapkiépítése, amely fél hálózati periódusig tartó analóg integrálást igényel. A találmány alkalmazásával a kompenzálandó áramkör eredő impedanciáját határozzuk meg a közölt módon, amihez vizsgálataink szerint 0,05-0,2 periódusideig tartó mintavételezési és — jelenlegi fázisvezető sebességet figyelembe véve - kb. 5 ms ideig tartó adatfeldolgozási idő szükséges. A félvezetőeszközök sebessé-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
