Key information

Title
Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last
Application number
20042527
Case type
National
Status
30.06.2022 Ikke betalt årsavgift
Filed
16.06.2004
Effective date
16.06.2004
Publicly available
19.12.2005
Applicant
Magtech AS (NO)
Owner
NOV Process & Flow Technologies AS (NO)
Inventor
Frank Strand (NO) et al.
Agent
ONSAGERS AS (NO)
Granted
06.06.2006
Patent number
321594

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Kraftforsyningsstyringssystem og fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last (14). Kraftforsyningsstyringssystemet (1) omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning (10) for kobling til en kraftkilde (9) og en likeretteranordning (13) serielt koblet til den resistive lasten (14). Systemet omfatter videre en målings- og/eller estimeringsenhet (15), en prosesseirngsenhet (16) og en inngangsenhet (17). Fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen omfatter følgende trinn: setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) ved hjelp av en inngangsverdienhet(17), måling/estimering av en verdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) ved hjelp av en målings og/eller estimeringsenhet (15), beregning av et styringssignal for den magnetiske styringsanordningen (11) ved hjelp av prosesseringsenheten (16), og styring av den effektive permeabiliteten hos kjernen i den magnetiske styrings og transformatoranordningen (10) ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten (16), for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13) på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten endres mot referanseverdiene.

Publications

B1A
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (13)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 17.01.2023 20-01 Saksbehandling 20042527(321594) UT PT Opphørt Patent - for ikke betalt årsavgift (3311) ONSAGERS AS
 01.11.2022 19-01 Saksbehandling 20042527(321594) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20042527)
05.10.2017 02-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2017/12769 UT GH Forespørsel Onsagers AS
 03.10.2017 01-03 Overdragelse av søknad/rettighet 2017/12769 INN Endringsskjema, fullmakt Onsagers AS
 03.10.2017 01-02 Overdragelse av søknad/rettighet 2017/12769 INN Fullmakt Onsagers AS
 03.10.2017 01-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2017/12769 INN Generell henvendelse Onsagers AS
 11.11.2014 02-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/12917 UT GH Forespørsel Onsagers AS
 10.11.2014 01-02 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/12917 INN Overdragelse eller navn adresseendring Onsagers AS
 10.11.2014 01-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/12917 INN Generell henvendelse Onsagers AS
 19.09.2014 02-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/10423 UT GH Forespørsel Onsagers AS
 12.09.2014 01-03 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/10423 INN Endringsskjema Onsagers AS
 12.09.2014 01-02 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/10423 INN Generell henvendelse Onsagers AS
 12.09.2014 01-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2014/10423 INN Fullmakt Onsagers AS
12.06.2006 18-01 Saksbehandling 20042527 UT PT RegistreringsBrev (2006.06.12)
31.05.2006 17-01 Saksbehandling 20042527 UT Patent Specifications (2006.05.31)
06.04.2006 16-01 Saksbehandling 20042527 UT PT Medelelse om patent (2006.04.06)
29.03.2006 15-01 Saksbehandling 20042527 UT Patent - Reminder of first annual fee (2006.03.29)
29.03.2006 14-01 Saksbehandling 20042527 UT Patent - Reminder of first annual fee (2006.03.29)
08.02.2006 13-04 Saksbehandling 20042527 INN Internasjonal granskingsrapport
08.02.2006 13-03 Saksbehandling 20042527 INN Krav
08.02.2006 13-02 Saksbehandling 20042527 INN Beskrivelse
08.02.2006 13-01 Saksbehandling 20042527 INN Korrespondanse (hoved dok)
06.12.2005 11-01 Saksbehandling 20042527 UT PT Realitet_patent (2005.12.06)
13.10.2005 10-05 Saksbehandling 20042527 INN Patenttegninger
13.10.2005 10-04 Saksbehandling 20042527 INN Krav
13.10.2005 10-03 Saksbehandling 20042527 INN Beskrivelse
13.10.2005 10-02 Saksbehandling 20042527 INN Sammendrag
13.10.2005 10-01 Saksbehandling 20042527 INN Korrespondanse (hoved dok)
20.09.2005 09-02 Saksbehandling 20042527 INN Beskrivelse, krav, sammendrag (annet språk)
20.09.2005 09-01 Saksbehandling 20042527 INN Korrespondanse (hoved dok)
15.07.2005 08-01 Saksbehandling 20042527 INN Korrespondanse (hoved dok)
10.02.2005 07-01 Saksbehandling 20042527 INN Korrespondanse (hoved dok)
20.01.2005 06-01 Saksbehandling 20042527 UT PT Realitet_patent (2005.01.20)
18.01.2005 05-01 Saksbehandling 20042527 UT Uttalelse i Patentsøknad (2005.01.18)
10.01.2005 04-01 Saksbehandling 20042527 UT PT Infobrev til oppfinner (2005.01.10)
17.11.2004 03-04 Saksbehandling 20042527 INN Fullmakt
17.11.2004 03-03 Saksbehandling 20042527 INN Erklæring: søkers rett til oppfinnelse
17.11.2004 03-01 Saksbehandling 20042527 INN Korrespondanse (hoved dok)
18.08.2004 02-01 Saksbehandling 20042527 UT PT Formelle mangler_nasj patent (2004.08.18)
16.06.2004 01-03 Saksbehandling 20042527 INN Beskrivelse, krav, sammendrag (annet språk)
16.06.2004 01-02 Saksbehandling 20042527 INN Patenttegninger
16.06.2004 01-01 Saksbehandling 20042527 INN Søknadsskjema PT (PT Form)

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Den foreliggende oppfinnelsen angår et kraftforsyningsstyringssystem og en fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resi stiv last. Her skal begrepet "resistiv last" tolkes som en ren resistiv last eller en last med dominerende resistive elementer. Den resistive lasten kan også omfatte en motspenning.Kraftforsyninger for store laster utføres i dag ved hjelp av transformatorer og likeretterkretser. Likeretterstyring utføres i dag, som et eksempel, med anvendelsen av tyristorer i ulike konfigurasjoner, f.eks. konfigurasjoner med sekspulset brokobling, sekspulset stjernekobling eller i dobbel trepulset stjernekobling med sugespole, avhengig av strømbehovet på DC-siden. Disse likeretterne har enkelte ulemper, blant annet støygenerering til spenningen på DC-siden, spenningsforstyrrelser ved det felles koblingspunktet, hakking på linjen og strømforstyrrelser. Slike likerettere kan ha en kompleks struktur, og ekstra transformatorer, spoler og filterel em enter kan behøves for enkelte applikasjoner.US 4618921 viser et kraftforsyningssystem for forsyning av en laststrøm til en last omfattende en seriekoblet krets med en styrt likeretter, en bryter og en kondensator. Likeretteren styres slik at når en første spenning er større enn eller lik en bestemt verdi så opererer den i avkoblingsmodus, mens når spenningen er under den bestemte verdien så opererer den i en strømstyirngsmodus. Denne publikasjonen viser et eksempel på styring av en stor strøm til en last, hvor responstiden må være rask og hvor forstyrrelser på strømforsyningsnettet skal unngås. Styringssystemet styrer styrbare likerettere for styring av strømmen til en last basert på målinger av strømmen gjennom lasten. Kraftforsyningssystemet elters omfatter en AC-Hnje og en transformator.US 5939965 viser en induktiv komponent med varierbare magnetiske egenskaper, hvor elektroder er anbrakt på den magnetiske kjernen, og hvor et elektrisk felt blir påtrykket den magnetiske kjernen gjennom elektrodene.US 45210859 viser en induktiv anordning omfattende en magnetisk kjerne og viklinger for å produsere to eller tre hovedsakelig ortogonale magnetiske felter i kjernen.US 2716736 viser en metningsreaktor hvor reluktansen til kjernematerialet kan endres ved å endre likestrømmen som strømmer i en metningsvikling. Anvendelsesområdet som nevnes er komplekse kretser slik som i forbindelse med brannkontrollutstyr.US 2333015 viser en anordning med varierbar reaktans med en magnetisk kjerne med en eller flere spoler koblet i serie med en last og en styringsspole for å styre den magnetiske tettheten i spolen. Anordningen er spesielt passende for kobling mellom en jordleder og nøytralpunktet hos en transformator for undertrykkelse av jordstrømmer som skyldes tilfeldige utladninger langs kraftledningen tilkoblet transformatoren. Jordstrømmen kan her anvendes som styringsstrøm til styringsspolen.De ovennevnte publikasjonene angir ulike anordninger hvor permeabiliteten hos en kjerne kan styres. Ingen av disse publikasjonene angir at anordningene kan anvendes til styring av inngangsspenningen hos en likeretteranordning eller at de kan brukes i et kraftforsyningssystem for en variabel resistiv last.Det er ønskelig å oppnå et forbedret kraftforsyningsstyringssystem og en fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last.Oppfinnelsen er basert på en magnetisk påvirkbar strøm- eller spenningsreguleringsanordning som beskrevet i PCT/NOO1/00217 og kretselement som beskrevet i PCT/NO02/00435, som herved innlemmes ved referanse.Den foreliggende oppfinnelsen er relatert til en fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last, hvor kraftforsyningssystemet omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning for kobling til en kraftkilde og en likeretteranordning serielt koblet til den resistive lasten, hvor systemet videre omfatter en målings- og/eller estimeringsenhet, en prosesseringsenhet og en inngangsverdienhet, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten ved hjelp av inngangsverdi enheten; - måling/estimering av en verdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten ved hjelp av målings- og/eller estimeringsenheten og - utledning av et styringssignal for den magnetiske styrings- og transformatoranordningen ved hjelp av prosesseringsenheten, basert på de målte/estimerte verdiene og referanseverdier for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den videre omfatter: - styring av den effektive permeabiliteten hos en kjerne i den magnetiske styrings- og transformatoranordningen ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten, for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten endres mot referanseverdiene, hvor reguleringen av den effektive permeabliteten tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et magnetisk felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen, hvor det magnetiske feltet tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.Den foreliggende oppfinnelsen er også relatert til et kraftforsyningsstyringssystem med variabel resistiv last, hvor systemet omfatter en magnetisk styrings- ogtransformatoranordning for kobling til en kraftkilde og en likeretteranordning serielt koblet til den resistive lasten, hvor systemet videre omfatter en inngangsverdi enhet for setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten, en målings- og/eller estimeringsenhet for måling/estimering av spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten og en prosesseringsenhet koblet til inngangsverdienheten og målings- og/eller estimeringsenheten, hvor prosesseringsenheten er tilpasset til å tilveiebringe et styringssignal til den magnetiske styrings- og transformatoranordningen basert på beregninger av de målte/estimerte verdiene og referanseverdiene for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten. Systemet er kjennetegnet ved at prosesseringsenheten er tilpasset til å styre den effektive permeabiliteten i den magnetiske styrings- og/eller transformatoranordningen, for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten endres mot referanseverdiene, hvor reguleringen av den effektive permeabiliteten omfatter tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et magnetisk felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen, hvor det magnetiske feltet tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.I en foretrukket utførelsesform økes eller minskes den effektive permeabiliteten hos den magnetiske kjernen for å oppnå en endring i inngangsspenningen hos likeretteranordningen, noe som fører til en endring i spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten mot referanseverdiene.I en foretrukket utførelsesform, omfatter den magnetiske styrings- og transformatoranordningen en magnetisk styringsanordning og en transformatoranordning, hvor den magnetiske styringsanordningen er en styrt reaktor omfattende en kjerne av magnetiserbart materiale, en hovedvikling viklet rundt kjernen og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og en styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til hovedviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten hos kjernen.I en foretrukket utførelsesform er den magnetiske styrings- og transformatoranordningen en styrt transformator omfattende minst to kjerner av magnetiserbart materiale, en primærvikling viklet rundt kjernene og en sekundærvikling viklet rundt én av kjernene og tilpasset for å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og minst én styringsvikling viklet rundt kjernen som er ikke-parallell i forhold til primær- og sekundærviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett til hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten til kjernen.I en foretrukket utførelsesform er inngangsverdi enheten integrert med prosesseringsenheten.Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser en aluminiumssmelteovn omfattende et kraftforsyningsstyringssystem; Fig. 2 viser et blokkdiagram av kraftforsyningsstyringssystemet i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 3a viser en forenklet skisse av den magnetiske styrings- og kontrollanordningen i den første utførelsesform av kraftforsyningsstyringssystemet; Fig. 3b viser en forenklet skisse av den magnetiske styrings- og transformatoranordningen i en andre utførelsesform av kraftforsyningsstyringssystemet; Fig. 3 c viser en forenklet skisse av den magnetiske styrings- og transformatoranordningen i en tredje utførelsesform av kraftforsyningssystemet; Fig. 4 viser en forenklet skisse av en magnetisk styringsanordning (styrt reaktortype); Fig. 5 viser en forenklet skisse av en magnetisk styringsanordning (styrt transformatortype); Fig. 6 viser en utførelsesform av den magnetiske styringsanordningen i fig. 5; ogDen foreliggende oppfinnelsen kan fordelaktig anvendes som et kraftforsyningsstyringssystem 1 for en aluminiumssmelteovn eller elektrolytisk celle i et smelteverk som vist i fig. 1. Smelteverket i fig. 1 omfatter et flertall elektrolytiske celler eller aluminiumssmelteovner 4, 7. Et kraftforsyningsstyringssystem 1 forsyner en første gruppe elektrolyttceller 4. En tyristorbooster 3 forsyner en andre gruppe av elektrolytiske celler 7. Smelteverket omfatter videre et antall elektrolyttceller 6, hvor kraftforsyningssystemet/-systemene som forsyner disse cellene 6 er ikke vist for enkelhets skyld. Smelteverket omfatter videre systemstyringssenter 8 for overvåking og styring av aluminiumssmelteovnsprosessene og kraftforsyningssystemene 1,3.Hvert kraftforsyningsstyringssystem 1, 3 er forsynt med elektrisk kraft fra en hovedledningsforsyning 2 med en typisk spenning på 6 eller 12 kV. Kraftforsyningsstyringssystemene 1, 3 vil typisk transformere den ovenfor nevnte spenningen til en effekt på 40 V og 5000 A DC-strøm, som fordeles til de respektive gruppene av celler 4, 7. En elektrolyttcelle er vanligvis en resistiv last, eller en last med dominante resistive elementer. Elektrolyttcellen kan omfatte en motspenning. Kraftforsyningsstyringssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer generelt med henvisning til fig. 2. En kraftkilde 9 forsyner elektrisk energi til kraftsystemet. Kraftkilden 9 tilsvarer fortrinnsvis hovednettforsyningen 2 i fig. 1, som beskrevet ovenfor. Kraftkilden 9 er koblet til en magnetisk styrings- og transformatoranordning 10, som transformerer den elektriske energien fra et inngangsspenningsnivå til et ønsket utgangsspenningsnivå. Den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 vil bli beskrevet ytterligere i detalj nedenfor. Den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 er koblet til en likeretteranordning 13. Likeretteranordningen 13 er fortrinnsvis en diodelikeretter, men andre typer likeretter kan anvendes. Til slutt er likeretteranordningen 13 koblet til en last 14. Lasten 14 tilsvarer til én elektrolyttcelle eller en gruppe av elektrolyttceller 4, 7 i fig. 1.Som vist i fig. 2 omfatter kraftforsyningsstyringssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen videre en målings-/estimeringsenhet 15, en prosesseirngsenhet 16 og en inngangsverdienhet 17 (fig. 2). Målings-/estimeringsenheten 15 måler eller estimerer en verdi som representerer spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14. Målings-/estimeringsenheten 15 kan måle spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten 14 direkte, men kan også måle spenningen over og/eller strømmen gjennom den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 eller likeretteranordningen 13 eller andre passende steder.Inngangsverdienheten 17 tilveiebringer en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14. Referanseverdien er fortrinnsvis et digitalt signal, som settes manuelt eller automatisk, f.eks. basert på ønskelige prosessparametere. Følgelig er inngangsverdienheten 17 fortrinnsvis koblet til det nevnte systemkontrollsenteret S.Den målte/estimerte verdien konverteres til det digitale signal ved hjelp av en A/D-omformer (ikke vist). Den digitale målte/estimerte verdien og referanseverdien gis inn til prosesseringsenheten 16.Prosesseringsenheten 16 produserer et styringssignal til den magnetiske styrings-og/eller transformatoranordningen 10 (fig. 2), basert på referanseverdien fra inngangsverdienheten 17 og den målte/estimerte verdien for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14, på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom lasten 14 endres mot referanseverdien. Styringssignalet konverteres til et analogt signal ved hjelp av en D/A-konverter (ikke vist).Tre utførelsesformer av den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 vil nå bli beskrevet med henvisning til fig. 3a, 3b og 3c. Her representeres kraftkilden 9 ved en trefase AC-spenning Va, Vb og Vc. Vl er spenningen over lasten 14.Første oe andre utførelsesform ( fig. 3a og 3b) : reluktansstvrt reaktor I den første utførelsesformen vist i fig. 3a, omfatter den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 en magnetisk styringsanordning 11 koblet til en transformatoranordning 12. Her er den magnetiske styringsanordningen 11 koblet til kraftkilden 9, mens transformatoranordningen 12 er koblet til likeretteranordningen 13.I den andre utførelsesformen, vist i fig. 3b, omfatter den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 også en magnetisk styringsanordning 11 koblet til en transformatoranordning 12. Her er den magnetiske styringsanordningen 11 koblet til likeretteranordningen 13, mens transformatoranordningen 12 er koblet til kraftkilden 9.I fig. 3 a og 3b er den magnetiske styringsanordningen 11 representert ved tre styrbare induktorer La, Lb og Lc, henholdsvis én for hver fase. I den følgende beskrivelsen er hver slik styrbar induktor benevnt reluktansstvrt reaktor.Prinsippet bak en styrt reaktor er vist i fig. 4. Den styrte reaktoren 19 omfatter en kjerne 20 av et magnetiserbart materiale. En hovedvikling 21 er viklet rundt kjernen 20. Hovedviklingen 21 er tilpasset for kobling til kraftkilden 9 og transformatoranordningen 12 i fig. 3a og 3b. En styringsvikling 22 med styringsstrøm Ic er også viklet rundt kjernen 20. Styringsstrømmen Ic reguleres ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten 16, som beskrevet ovenfor.Hovedviklingen 21 og styringsviklingen 22 er viklet rundt kjernen 20 på en slik måte at fluksen generert av styringsviklingen 22 er ikke-parallell med fluksen generert av hovedviklingen 21, slik at fluksene ikke vil påvirke hverandre vesentlig. Den vesentlige magnetiske koblingen mellom hovedviklingen 21 og styringsviklingen 22 vil oppstå i det magnetiserbare materialet som en endring i den relative permeabiliteten ur. En endring i ur vil forårsake en endring i reaktans og følgelig i induktansen L. I kraftforsyningsstyringssystemet i samsvar med oppfinnelsen tilsvarer induktansen L hos den reluktansstyrte reaktoren (fig. 4) én av de styrbare induktorene La, Lb og Lc i fig. 3 a og 3b.I utførelsesformene av oppfinnelsen vist i fig. 3a og 3b vil induktansen hos den reluktansstyrte reaktoren bli anvendt til å styre spenningen ut fra den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 hos fig. 3a og 3b.Den tredje utførelsesformen av oppfinnelsen vil bli beskrevet med henvisning til fig. 3c. I fig. 3c er den magnetiske styringsanordningen 11 og transformatoranordningen 12 hos den første og andre utførelsesformen innlemmet i én anordning, henvist til som reluktansstyrt transformator.Den reluktansstyrte transformatoren omfatter fortrinnsvis to styrbare induktorer, henholdsvis Lai og La2» Lbi og L*2 og Lci og LC2» pr. fase. I fig. 3c er den reluktansstyrte transformatoren koblet som en Y-Y-kobling.Prinsippet for en reluktansstyrt transformator 29 er vist i fig. 5 og 6. Her omfatter den reluktansstyrte transformatoren en første kjerne 30 og en andre kjerne 31. En primær vikling 32 er viklet rundt kjernene 30, 31 og er tilveiebrakt med en primærspenning Vp. En sekundærvikling 33 er viklet rundt kjernen 30. Spenningen hos sekundærsiden er kalt Vs. Primærviklingen er koblet til kraftkilden 9 og sekundærviklingen er koblet til likeretteranordningen 13 i fig. 3c. Spenningen Vp i fig. 5 tilsvarer spenningen mellom Vc og nøytralpunktet på primærsiden i fig. 3c.I utførelsesformen vist i fig. 6 og 7 omfatter hver av kjernene 30, 31 to sylindere med et ringformet rom 36, 37 mellom hver av de to sylinderne. Diameteren på kjernen 31 er mindre enn diameteren på kjernen 30, og kjernen 31 er brakt på innsiden av kjernen 30.Den reluktansstyrte transformatoren omfatter videre to styringsviklinger 34, 35. En første styringsvikling 34 med styringsstrøm Icj er anbrakt i det ringformede rommet 36 mellom de to sylinderne hos kjernen 30, en andre styringsvikling 35 med styringsstrøm IC2 er anbrakt i det ringformede rommet 37 mellom de to sylinderne hos kjernen 31.Styringsstrømmer produseres av styringssignaler fra prosesseringsenheten 16, som beskrevet ovenfor. En endring i styringsstrømmene vil tilveiebringe en endring i den effektive permeabilitet \ Lu U2 hos de respektive kjernene. Følgelig vil induktansen hos den styrte transformatoren endre seg.Viklingene 32, 33, sammen med styringsviklingene, tilveiebringer en første fluksbane i kjernen 31 og en andre, felles fluksbane i kjernen 30. Lekkfluks i betydningen til den foreliggende beskrivelse er fluks som ikke er forbundet gjennom begge viklingene, men som er omfattet i en magnetisk bane (lekkfluks i luft er dermed ikke betraktet).Selv om figuren viser ulike fluksbaner implementert ved hjelp av separate, nærliggende magnetiske elementer eller kjerner, er det mulig å anordne separate elementer eller kjerner anbrakt i det vesentlige separat fra hverandre (så lenge som primær- og/eller sekundærviklingen forbinder felles fluks og lekkfluks), og også kjerner som tilveiebringer en komposittgeometri.Primærspenningen Vp genererer en fluks i samsvar med Faradays lov, som i utførelsesformen av oppfinnelsen vist i fig. 5 strømmer gjennom to baner. Dersom permeabiliteten og geometriske dimensjoner er identiske for de to banene, fordeles fluksen likt mellom dem på grunn av like reluktanser. Når permeabiliteten hos den felles fluksbanen i kjernen 31 minker, "ser" fluksen en økt reluktans i denne banen, og følgelig strømmer mer fluks i fluksbanen hos kjernene 31. Ettersom den totale fluksen er uendret, forårsaker endringen i permeabilitet hos banen(e) mindre fluks i den felles fluksbanen i kjerne 30 og dermed lavere indusert spenning ved den sekundære terminalen Vs.I utførelsesformen vist i fig. 5 er fluksbanen i kjerne 31 i det vesentlige kun forbundet ved primærviklingen 32, men det er mulig å tilveiebringe en utførelsesform hvor sekundærviklingen forbindes til den felles fluksen.Sekundærviklingen 33 er plassert rundt én eller flere av disse kjernene. Siden fluksen nå kan styres mellom kjernene, vil ampere vindingsballansen mellom primærviklingen og sekundærviklingen også være styrbar. Den magnetiske kretsen omfatter derfor parallelle baner som mates fra ampervindingene hos primærviklingen. Siden reluktansene er parallelle, vil induktansen i T-ekvivalenten av transformatoren være i serie med inngangsspenningen og forårsake et induktivt spenningsfall i transformatoren.I denne utførelsesformen vil induktansen hos den reluktansstyrte transformatoranordningen bli anvendt til å regulere utgangsspenningen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 (blokk merket 11, 12 i fig. 3c).Blant fordelene som kan oppnås med de tre utførelsesformene i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er at kraftforsyningsstyringssystemet har justerbar DC-spenning hvor støyen unngås sammenlignet med en tilsvarende tyristorlikeretter. Videre er det mulig å implementere diodelikeretting over et stort spenningsområde. Ved å regulere reluktansen på primærsiden kan likeretteren beskyttes mot kortslutning. Til slutt vil de nevnte utførelsesformene ovenfor ha en lav THD (Total Harmonic Distortion) på grunn av serieinduktansen.Transformatoren hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 kan dimensjoneres for en betraktelig lavere harmonisk last enn med en tyristorlikeretter, siden det vil være mindre harmoniske.Flere modifikasjoner av oppfinnelsen er mulig innenfor rammen av oppfinnelsen som definert i patentkravene. Fortrinnsvis måles andre parametere slik som temperatur, overstrøm, inngangsspenning, etc. ut fra sikkerhetsgrunner. Spenningen og/eller strømmen mellom den magnetiske styrings- og transformatoranordningen 10 og likeretteranordningen 13 kan også måles og konverteres til et inngangssignal til prosesseringsenheten.Denne reluktansstyrte transformatoren i fig. 3 c kan kobles som en Y-A-kobling eller en A-A-kobling. Videre kan det være én styringsvikling pr. fase istedenfor to.
Claims
1. Fremgangsmåte for styring av et kraftforsyningssystem med variabel resistiv last (14), hvor kraftforsyningssystemet omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning (10) for kobling til en kraftkilde (9) og en likeretteranordning (13) serielt koblet til den resistive lasten (14), hvor systemet videre omfatter en målings- og/eller estimeringsenhet (15), en prosesseringsenhet (16) og en inngangsverdi enhet (17), hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) ved hjelp av inngangsverdienheten (17); - måling/estimering av en verdi for spenningsfallet over og/eller strøm gjennom den resistive lasten (14) ved hjelp av målings- og/eller estimerings enheten (15); - utledning av et styringssignal for den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) ved hjelp av prosesseringsenheten (16), basert på den målte/estimerte verdien og referanseverdiene for spenningsfallet over og/eller spenningen gjennom den resistive lasten;karakterisert ved at fremgangsmåten videre omfatter følgende trinn: - styring av den effektive permeabiliteten hos en kjerne i den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) ved hjelp av styringssignalet fra prosesseringsenheten (16), for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13) på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) endres mot referanseverdiene, hvor - reguleringen av den effektive permeabiliteten omfatter tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et magnetisk felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen, og hvor det magnetiske feltet tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, hvor den effektive permeabiliteten til den/de magnetiske kjernen(e) økes eller minkes for å oppnå en endring i inngangsspenningen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10), noe som fører til en endring i spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten mot referanseverdiene.3. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-2, hvor den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) omfatter en magnetisk styringsanordning (11) og en transformatoranordning (12), og den magnetiske styringsanordningen (11) er en styrt reaktor omfattende en kjerne av magnetiserbart materiale, en hovedvikling viklet rundt kjernen og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og en styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til hovedviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt vesentlig vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten i kjernen.4. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, hvor den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) er en styrt transformator omfattende minst to kjerner av magnetiserbart materiale, en primærvikling viklet rundt kjernene og en sekundærvikling viklet rundt én av kjernene og tilpasset for å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, minst én styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til primær- og sekundærviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten hos kjernen.5. Kraftforsyningsstyringssystem med variabel resistiv last (14), hvor systemet (1) omfatter en magnetisk styrings- og transformatoranordning (10) for kobling til en kraftkilde (9) og en likeretteranordning (13) serielt koblet til den resistive lasten (14), hvor systemet videre omfatter en inngangsverdi enhet (17) for setting av en referanseverdi for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14), en målings- og/eller estimeringsenhet (15) for måling/estimering av spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) og en prosesseringsenhet (16) koblet til inngangsverdienheten (17) og målings- og/eller estimeringsenheten (15), hvor prosesseringsenheten (16) er tilpasset til å tilveiebringe et styringssignal til den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) basert på beregninger av de målte/estimerte verdiene og referanseverdiene for spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten,karakterisert ved at prosesseringsenheten (16) er tilpasset til å styre den effektive permeabiliteten i den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10), for med dette å styre inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13) på en slik måte at spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten (14) endres mot referanseverdien, hvor reguleringen av den effektive permeabiliteten omfatter tilveiebringelse av en endring i et magnetisk felt hovedsakelig ikke-parallelt til et felt i den magnetiske kjernen hos den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10), hvor det magnetiske feltet er tilveiebringes ved hjelp av styringsstrømmen.6. System i samsvar med krav 5, hvor den effektive permeabiliteten til den (de) magnetiske kjernen(e) økes eller minkes for å oppnå en endring i inngangsspenningen hos likeretteranordningen (13), noe som fører til en endring i spenningsfallet over og/eller strømmen gjennom den resistive lasten mot referanseverdiene.7. System i samsvar med et av kravene 5-6, hvor den magnetiske styrings- og transformatoranordningen (10) omfatter en magnetisk styringsanordning (11) og en transformatoranordning (12), hvor den magnetiske styringsanordningen (11) er en styrt reaktor omfattende en kjerne av et magnetisk materiale, en hovedvikling viklet rundt kjernen og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og en styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til hovedviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten til kjernen.8. System i samsvar med et av kravene 5-6, hvor den magnetiske styrings-og transformatoranordningen (10) er en styrt transformator omfattende minst to kjerner av magnetiserbart materiale, en primærvikling viklet rundt kjernene og en sekundær vikling viklet rundt én av kjernene og tilpasset til å tilveiebringe et hovedmagnetfelt, og minst én styringsvikling viklet rundt kjernen ikke-parallelt i forhold til primær- og sekundærviklingen, for å tilveiebringe et magnetisk felt i det vesentlige vinkelrett på hovedmagnetfeltet, for styring av den effektive permeabiliteten til kjernen.11. System i samsvar med et av kravene 5-8, hvor inngangsverdienheten er integrert med prosesseringsenheten.
Drawings

Priority

No priority

Patent classes

IPC classesH02P 13/12

Citations

D1: US-A 4618921 ()D2: US-A 5939965 ()D3: US-A 4210859 ()D4: US-A 2716736 ()D5: US-A 2333015 ()

Applicants, owners and inventors

Owners
NOV Process & Flow Technologies AS
Snarøyveien 36 1364 FORNEBU NO (BÆRUM Municipality, Akershus county)Org. number: 918094180Inventors
Frank Strand
Aasmund O Vinjes veg 15 1511 MOSS NO (MOSS Municipality, Østfold county)
Bjørnar S Johansen
Skippingveien 25 1513 MOSS NO (MOSS Municipality, Østfold county)
Espen Haugs
Texneslia 6 1591 SPERREBOTN NO (VÅLER (ØSTFOLD) Municipality, Østfold county)
Ole-Morten Midtgård
Toraldåsen 59 4886 GRIMSTAD NO (GRIMSTAD Municipality, Agder county)

Agent

ONSAGERS AS
ONSAGERS AS

Org. number: 934603729

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Postboks 1813, Vika 0123 OSLO NO (OSLO Municipality, Oslo county)
Org. number: 934603729
Reference: P17902NO00

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

License
NIPO's case number
1999
Status
Anmerket i register
Agreement signed on
-
Notice received at NIPO
04.11.2014
Agreement terminated
-
Type of license
Ikke-eksklusiv
Info
Bruk innenfor olje & gass industrien knyttet til Power-Step-Out, DEH, Subsea Control Power samt virksomhet ikke relatert til olje & gass industrien, avgrenset mot all bruk innen MCT
Licensor
FJORDS PROCESSING AS
Postboks 403
LYSAKER 1327
NO (BÆRUM Municipality, Akershus county)
Licensee
MAGTECH AS
Postboks 750
MOSS 1502
NO (MOSS Municipality, Østfold county)

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.