RU2523042C2 - Method of bidirectional switch control in three-level semiconductor rectifier - Google Patents
Method of bidirectional switch control in three-level semiconductor rectifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523042C2 RU2523042C2 RU2012144685/07A RU2012144685A RU2523042C2 RU 2523042 C2 RU2523042 C2 RU 2523042C2 RU 2012144685/07 A RU2012144685/07 A RU 2012144685/07A RU 2012144685 A RU2012144685 A RU 2012144685A RU 2523042 C2 RU2523042 C2 RU 2523042C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- rectifier
- voltage
- harmonic
- supply network
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямителем с емкостным фильтром на выходе при создании электромеханических систем, например при создании электроприводов переменного тока.The invention relates to electrical engineering and can be used to control a rectifier with a capacitive filter at the output when creating electromechanical systems, for example, when creating AC electric drives.
Известен способ управления двунаправленными ключами трехфазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя с емкостным делителем напряжения (авторское свидетельство СССР №1460761, бюл. №7 23.02.1989), состоящий в том, что формируют эталонное напряжение, превышающее падение напряжения на включенном тиристоре, выделяют положительные значения каждого измеренного напряжения между анодом и катодом тиристора, формирование эталонного сигнала проводят путем суммирования всех выделенных положительных значений, сравнивают измеренные напряжения с эталонным напряжением, а сформированный импульс управления подают на управляющий электрод тиристора, напряжение на котором больше, чем эталонное напряжение.A known method of controlling bidirectional switches of a three-phase three-level semiconductor rectifier with a capacitive voltage divider (USSR author's certificate No. 1460761, bull. No. 7 02/23/1989), which consists in the fact that they form a reference voltage that exceeds the voltage drop on the thyristor, positive values of each measured voltage between the anode and cathode of the thyristor, the formation of a reference signal is carried out by summing all the selected positive values, compare the measured voltage I have a reference voltage, and the generated control pulse is fed to the thyristor control electrode, the voltage on which is greater than the reference voltage.
Существенным недостатком данного способа является формирование входного тока выпрямителя несинусоидальной формы, что значительно снижает входной коэффициент мощности трехфазного трехуровневого выпрямителя.A significant disadvantage of this method is the formation of the input current of the rectifier non-sinusoidal shape, which significantly reduces the input power factor of a three-phase three-level rectifier.
Кроме того, известен способ управления двунаправленными ключами трехфазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя (Mehl, Е. L.M., and Barbi, I. "Designe Oriented Analysis of a High Power Factor and Low Cost Three-Phase Rectifier", Proceeding of the 27th IEEE Power Electronics Specialists Conference, Baveno, Italy, June 23-27, Vol.1, PP. 165-171, 1996.), являющийся прототипом предлагаемого изобретения, при котором формируют прямоугольные импульсы напряжения длительностью
Существенным недостатком данного способа является жесткая привязка передних фронтов импульсов напряжения к моментам перехода фазных напряжений через ноль и, как следствие, невозможность формировать единичный коэффициент сдвига фазного тока выпрямителя относительно напряжения по первой гармонике при изменении величины данного тока.A significant drawback of this method is the tight binding of the leading edges of the voltage pulses to the moments of phase voltage transitions through zero and, as a result, the inability to form a unit phase shift coefficient of the rectifier relative to the voltage at the first harmonic when changing the magnitude of this current.
Задачей изобретения является создание способа управления, позволяющего формировать единичный коэффициент сдвига фазного тока выпрямителя относительно напряжения по первой гармонике при изменении величины данного тока.The objective of the invention is to provide a control method that allows you to generate a unit phase shift coefficient of the rectifier current relative to the voltage at the first harmonic when changing the value of this current.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе управления двунаправленными ключами трехфазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя с емкостным делителем напряжения формируют прямоугольные импульсы напряжения длительностью, равной
где: ω - угловая частота фазного напряжения питающей сети;where: ω is the angular frequency of the phase voltage of the supply network;
L - фазная индуктивность выпрямителя;L is the phase inductance of the rectifier;
I1 - действующее значение первой гармоники тока входной фазы выпрямителя;I 1 - the effective value of the first harmonic of the current input phase of the rectifier;
U1 - действующее значение первой гармоники фазного напряжения питающей сети.U 1 - the effective value of the first harmonic of the phase voltage of the supply network.
Сформированные прямоугольные импульсы сдвигают по фазе в сторону отставания на угол δ относительно их середин, а затем подают на управляющие входы двунаправленных ключей.The generated rectangular pulses are phase shifted in the direction of lag by an angle δ relative to their midpoints, and then fed to the control inputs of the bidirectional keys.
На фиг.1 приведена структурная схема системы управления, реализующая предлагаемый способ управления двунаправленными ключами в трехфазном трехуровневом полупроводниковом выпрямителе емкостным делителем напряжения; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие способ управления; на фиг.3 - векторная диаграмма токов и напряжений, действующих во входной фазе выпрямителя.Figure 1 shows the structural diagram of a control system that implements the proposed method for controlling bidirectional keys in a three-phase three-level semiconductor rectifier capacitive voltage divider; figure 2 - diagrams explaining the control method; figure 3 is a vector diagram of the currents and voltages acting in the input phase of the rectifier.
Устройство (фиг.1) содержит трехфазную питающую сеть синусоидальных напряжений 1, 2, 3. Первая фаза питающей сети подключена к входу фазного дросселя 4, вторая и третья фазы питающей сети подключены к входам фазных дросселей 5 и 6 соответственно. Выходы фазных дросселей 4, 5, 6 соединены с входами 7, 8 и 9 трехфазного трехуровневого выпрямителя (ТТВ) 10, образующими входные фазы выпрямителя. В одной из входных фаз выпрямителя включен датчик тока 11. Одновременно фазы питающей сети соединены с входами генератора импульсов 12. Выход датчика тока 11 соединен с входом блока вычисления 5-13, выход блока 13 соединен с первым входом блока сдвига 14, второй, третий и четвертый входы которого соединены с генератором импульсов 12. Выходы блока 14 подключены к управляющим входам двунаправленных ключей 15, 16, 17. Каждый двунаправленный ключ одним выводом подключен к входной фазе выпрямителя, а другим выводом - к общей точке 18 выходных конденсаторов 19, 20, включенных последовательно. Параллельно выходным конденсаторам включена нагрузка (Н) 21, которая также подключена к выходу выпрямителя.The device (figure 1) contains a three-phase supply network of
Способ управления двунаправленными ключами трехфазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя осуществляется следующим образом. В генераторе импульсов 12 формируют прямоугольные импульсы напряжения длительностью
На входах 7, 8 и 9 относительно нуля питающей сети формируют напряжения u70, u80, u90 согласно выражениям:At the inputs 7, 8 and 9 relative to zero of the supply network form voltage u 70 , u 80 , u 90 according to the expressions:
u70=u7-18-u0-18;u 70 = u 7-18 -u 0-18 ;
u80=u8-18-u0-18;u 80 = u 8-18 -u 0-18 ;
u90=u9-18-u0-18;u 90 = u 9-18 -u 0-18 ;
первые гармоники которых получают сдвинутыми по фазе в сторону отставания относительно фазных напряжений питающей сети на угол δ (на фиг.2, ж показано только напряжение u70).the first harmonics of which are obtained shifted in phase in the direction of the lag relative to the phase voltages of the supply network by an angle δ (in Fig. 2, g only voltage u 70 is shown).
Таким образом, сдвиг напряжений u70, u80, u90 относительно фазных напряжений питающей сети на угол δ является условием, обеспечивающим формирование единичного коэффициента сдвига первой гармоники фазного тока выпрямителя.Thus, the voltage shift u 70 , u 80 , u 90 relative to the phase voltage of the supply network by an angle δ is a condition that ensures the formation of a unit shear coefficient of the first harmonic of the rectifier phase current.
Покажем это, проанализировав векторную диаграмму фиг.3. Из векторной диаграммы видно, что для формирования единичного коэффициента сдвига фазного тока выпрямителя относительно напряжения по первой гармонике при изменении величины данного тока необходимо изменять угол δ согласно следующему выражениюWe show this by analyzing the vector diagram of figure 3. From the vector diagram it can be seen that in order to form a unit phase shift coefficient of the rectifier current relative to the voltage at the first harmonic, when the magnitude of this current changes, it is necessary to change the angle δ according to the following expression
Таким образом, предложенный способ позволяет формировать единичный коэффициент сдвига фазного тока выпрямителя относительно напряжения по первой гармонике при изменении величины данного тока в отличие от прототипа, где угол между фазными напряжениями питающей сети и первой гармоникой напряжений u70, u80, u90 постоянный и не изменяется от величины тока входной фазы выпрямителя.Thus, the proposed method allows you to generate a unit phase shift coefficient of the rectifier current relative to the voltage at the first harmonic when changing the value of this current, unlike the prototype, where the angle between the phase voltages of the supply network and the first harmonic of the voltages u 70 , u 80 , u 90 is constant and not varies from the magnitude of the current input phase rectifier.
Claims (1)
,
где: ω - круговая частота фазного напряжения питающей сети;
L - фазная индуктивность выпрямителя;
I1 - действующее значение первой гармоники тока входной фазы выпрямителя;
U1 - действующее значение первой гармоники фазного напряжения питающей сети,
сформированные прямоугольные импульсы напряжения сдвигают по фазе в сторону отставания на угол δ, а затем подают на управляющие входы двунаправленных ключей. A method for controlling bidirectional switches in a three-phase three-level semiconductor rectifier with a capacitive voltage divider, which consists in the formation of rectangular voltage pulses of duration which are fed to the control inputs of bidirectional keys of a three-phase three-level rectifier, characterized in that the midpoints of these rectangular pulses are synchronized with the phase voltages of the supply network at the moments of voltage transition through zero, the effective value of the first harmonic of the rectifier phase current is measured, the angle value δ is calculated according to the expression
,
where: ω is the circular frequency of the phase voltage of the supply network;
L is the phase inductance of the rectifier;
I 1 - the effective value of the first harmonic of the current input phase of the rectifier;
U 1 - the effective value of the first harmonic of the phase voltage of the supply network,
the formed rectangular voltage pulses are phase shifted in the direction of lag by an angle δ, and then fed to the control inputs of bidirectional keys.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144685/07A RU2523042C2 (en) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Method of bidirectional switch control in three-level semiconductor rectifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144685/07A RU2523042C2 (en) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Method of bidirectional switch control in three-level semiconductor rectifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012144685A RU2012144685A (en) | 2014-04-27 |
RU2523042C2 true RU2523042C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=50515216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012144685/07A RU2523042C2 (en) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Method of bidirectional switch control in three-level semiconductor rectifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523042C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2127630A (en) * | 1982-09-17 | 1984-04-11 | Eaton Corp | Microprocessor controlled phase shifter |
SU1460761A1 (en) * | 1987-01-04 | 1989-02-23 | Новосибирский электротехнический институт | Method of controlling rectifier with capacitive filter |
RU2239276C2 (en) * | 2002-12-15 | 2004-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method for controlling direct thyristor frequency converter by means of microprocessor system |
-
2012
- 2012-10-19 RU RU2012144685/07A patent/RU2523042C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2127630A (en) * | 1982-09-17 | 1984-04-11 | Eaton Corp | Microprocessor controlled phase shifter |
SU1460761A1 (en) * | 1987-01-04 | 1989-02-23 | Новосибирский электротехнический институт | Method of controlling rectifier with capacitive filter |
RU2239276C2 (en) * | 2002-12-15 | 2004-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method for controlling direct thyristor frequency converter by means of microprocessor system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012144685A (en) | 2014-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3168975B1 (en) | Power conversion device and three-phase ac power supply device | |
CN105429484B (en) | PWM rectifier prediction power control method and system based on any period delay | |
WO2014140004A3 (en) | Charging device for an electric vehicle | |
Niu et al. | Autonomous micro-grid operation by employing weak droop control and PQ control | |
CN102882406A (en) | Control method for neutral-point voltage of bus of 10kW three-phase grid-connected inverter | |
KR101580020B1 (en) | Controlling system for multilevel inverter and controlling method for the same | |
RU2523042C2 (en) | Method of bidirectional switch control in three-level semiconductor rectifier | |
KR101946308B1 (en) | Method of phase locked loop to improve accuracy of frequency measurement for single phase photovoltaic system | |
RU2473164C1 (en) | Method to control bidirectional keys in three-phase three-level semiconductor rectifier with capacitance voltage divider | |
US20160336750A1 (en) | A controller for a voltage source converter | |
RU2295823C1 (en) | Method for controlling bi-directional keys in three-phased three-level rectifier | |
CN103956738A (en) | Control method for battery energy storage system with both function of APF and function of SVG | |
CN104022532B (en) | A kind of control method of grid-connected inverter of photovoltaic generating system and system | |
Haase et al. | Controller design and implementation of a three-phase Active Front End using SiC based MOSFETs | |
RU2726935C1 (en) | Method of controlling power of a static power compensator operating in a sinusoidal alternating voltage network | |
Colak et al. | A comparative study of harmonic extraction methods for single phase shunt active power filter | |
RU2647792C1 (en) | Method for synchronisation of traction converter control system with traction network supply voltage | |
CN102035219B (en) | Unipolar ringless wide hysteresis control device and method for grid-connected current of single-phase grid-connected inverter | |
RU2554308C1 (en) | Ac mains isolation resistance measurement device | |
Mesbahi et al. | Reference current computation for three-level shunt active filter under distorted and unbalanced conditions | |
RU2585930C1 (en) | Method of measurement of insulation resistance in electric networks | |
Lamkaddem et al. | Energy produced by photovoltaic plants injected on the electric network | |
RU2460192C1 (en) | Relay of difference in phases of generators connected for parallel operation | |
RU2018137950A (en) | METHOD FOR TWO-CHANNEL FREQUENCY CONVERSION | |
RU148774U1 (en) | THREE-PHASE SEMICONDUCTOR VOLTAGE RECTIFIER WITH CORRECTOR OF INPUT POWER FACTOR |