CS223433B1 - Connection of the transformer mainly for capacitous semiconductor converters - Google Patents
Connection of the transformer mainly for capacitous semiconductor converters Download PDFInfo
- Publication number
- CS223433B1 CS223433B1 CS27682A CS27682A CS223433B1 CS 223433 B1 CS223433 B1 CS 223433B1 CS 27682 A CS27682 A CS 27682A CS 27682 A CS27682 A CS 27682A CS 223433 B1 CS223433 B1 CS 223433B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- transformer
- capacitors
- suppression
- connection
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Předmětem vynálezu je zapojení transformátoru pro výkonové polovodičové měniče, které využívá útlumových vlastností transformátoru pro kmitočty vyšší než pracovní. Podstatou vynálezu je, že alespoň na jedné straně transformátoru je bezprostředně na začátky vinutí fázových cívek zapojen příč ný odrušovací člen tvořený kondenzátory, zapojenými například do hvězdy nebo do trojúhelníku, případně je mezi společný hod hvězdy a zemnicí svorku zapojen další kondenzátor.The object of the invention is to connect a transformer for power semiconductor converters which uses the attenuation properties of the transformer for frequencies higher than working. It is an object of the present invention to provide at least one of the following side of the transformer is immediately on start of phase coil winding connected a capacitor interference suppressor, connected to, for example, a star or triangle, or is in common a star conductor and another ground capacitor are connected.
Description
(54) Zapofení transformátora, zslména pro výkonové polovodičové měniče(54) Transformer start-up, especially for power semiconductor converters
Předmětem vynálezu je zapojení transformátoru pro výkonové polovodičové měniče, které využívá útlumových vlastností transformátoru pro kmitočty vyšší než pracovní. Podstatou vynálezu je, že alespoň na jedné straně transformátoru je bezprostředně na začátky vinutí fázových cívek zapojen příčný odrušovací člen tvořený kondenzátory, zapojenými například do hvězdy nebo do trojúhelníku, případně je mezi společný hod hvězdy a zemnicí svorku zapojen další kondenzátor.It is an object of the invention to provide a transformer for power semiconductor converters that utilizes the attenuation properties of the transformer for frequencies higher than the operating frequencies. It is an object of the invention that at least one side of the transformer is connected directly to the start of the winding of the phase coils by a transistor suppression element formed by capacitors connected for example in a star or delta, or another capacitor is connected between the star.
Vynález se týká zapojení transformátoru, zejména pro výkonové polovodičové měniče.The invention relates to a transformer circuit, in particular for power semiconductor converters.
Při provozu výkonových polovodičových zařízení vznikají rušivá napětí, jejichž velikost vysoko- překračuje přípustné meze rušení.The operation of power semiconductor devices generates interfering voltages whose magnitude greatly exceeds the permissible interference limits.
Pro odrušení polovodičových zařízení se zpravidla používá LC filtr v provedení L, T nebo A článku, zapojený do síťových přívodů. Tlumivky, které jsou nezbytnou a nejdražší částí filtru, jsou svými rozměry a hmotností srovnatelné s rozměry a hmotností samotného odrušovacího zařízení.For the suppression of semiconductor devices, an LC filter in L, T or A cell design, usually connected to mains leads, is usually used. The chokes, which are the necessary and most expensive part of the filter, are comparable in size and weight to the size and weight of the interference suppression device itself.
V případě použití tlumivek s proudovou kompenzací se sice značně zmenší rozměry a hmotnost filtru, ale zvyšuje se jeho cena. Kromě toho lze v některých případech vystačit, vzhledem k vysokým požadavkům na útlum, filtru, jen s jednočlánkovým filtrrem.If current-compensated chokes are used, the size and weight of the filter is greatly reduced, but its cost increases. In addition, due to the high attenuation requirements, a filter with only one filter can be sufficient in some cases.
Součástí některých výkonových měničů je silový transformátor, který je umístěn buď ve stejné skříni, rozváděči, jako měnič, nebo je prostorově od něho oddělen. V těchto případech je odrušení provedeno tak, že filtr je zapojen před nebo za transformátorem-. Tento způsob odrušení měniče má oproti výše popsaným tu výhodu, že přítomností transformátoru se zvyšuje potlačení rušivých napětí v pásmu 0,15 až 30 MHz cca o 10 dB, avšak zařízení pro odrušení zůstává stejně objemné. Další nevýhodou je, že dochází ke ztrátám energie na tlumivkách. Útlum silového napájecího transformátoru pro kmitočty vyšší než pracovní vyplývá z jeho fyzikálních vlastností a z toho, že na vyšších kmitočtech na přenos signálu začínají působit parazitní Indukčnosti a kapacity transformátoru.Some power converters include a power transformer that is either located in the same cabinet, switchboard, or spatially separated from it. In these cases, the interference suppression is done so that the filter is connected upstream or downstream of the transformer. This method of suppressing the transducer has the advantage over the above-described ones that the presence of a transformer increases the suppression of interference voltages in the 0.15 to 30 MHz band by about 10 dB, but the suppression device remains as bulky. Another disadvantage is that there is a loss of energy on the chokes. The attenuation of the power supply transformer for frequencies higher than the working ones results from its physical properties and from the fact that the parasitic inductances and capacities of the transformer start to affect the signal transmission at higher frequencies.
Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zapojení transformátoru, zejména pro výkonové polovodičové měniče podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň na jedné jeho straně je bezprostředně na začátky vinutí cívek zapojen příčný odrušovací člen tvořený kondenzátory.These drawbacks are largely eliminated by the connection of the transformer, in particular for the power semiconductor converters according to the invention, characterized in that at least on one side thereof a transverse interference suppression element formed by capacitors is connected immediately to the start of the coil windings.
Alternativně jsou kondenzátory odrušovacího členu zapojeny do hvězdy tak, že každý z ko-ndenzátorů je vždy zapojen mezi začátek vinutí fázových cívek a vstupní, respektive výstupní svorku transformátoru a nulový vodič. Mezi společný bod kondenzátorů zapojených do hvězdy a zemnicí svorku je zapojen další kondenzátor.Alternatively, the capacitors of the suppressor element are connected in a star such that each of the capacitors is always connected between the start of the phase coil winding and the input / output terminal of the transformer and the neutral. An additional capacitor is connected between the common point of the star-connected capacitors and the ground terminal.
V další alternativě jsou kondenzátory odrušovacího- členu zapojeny do trojúhelníku taik, že každý z nich je zapojen vždy mezi začátky dvou sousedních fázových cívek a vstupní, resp. výstupní svorky transformátoru. V dalším možném zapojení transformátoru podle vynálezu jsou kondenzátory odrušovacího členu zapojeny jednak do hvězdy a jednak do trojúhelníku.In a further alternative, the capacitors of the suppressor element are connected in a triangle so that each one is connected between the start of two adjacent phase coils and the input and output coils respectively. transformer output terminals. In another possible connection of the transformer according to the invention, the capacitors of the suppressor element are connected both in the star and in the delta.
Hlavní výhoda zapojení transformátoru, zejména pro výkonové polovodičové měniče podle vynálezu spočívá v zjednodušení celého odrušovacího nařízení měniče, protože využitím útlumových vlastností transformátoru se odrušovací filtr stává jeho součástí. Zároveň je celé zařízení při srovnání se zařízením dosud využívaným méně objemné a má menší hmotnost.The main advantage of the transformer connection, especially for the power semiconductor converters according to the invention, lies in the simplification of the whole interference suppression regulation of the converter, because by using the attenuation properties of the transformer the interference filter becomes a part of it. At the same time, the entire device is less bulky and lighter in weight compared to the device hitherto used.
Dále je výhodné, že kondenzátory tvoří s rozptylovou indukčnosti transformátoru L nebo λ článek s podstatně vyšším vlastním rezonančním kmitočtem, než je dosažen u samostatně zapojených filtrů.Furthermore, it is advantageous that the capacitors form a cell with a substantially higher resonant frequency than with the independently connected filters, with the leakage inductance of the transformer L or λ.
Na výkrseu je na obr. 1 náhradní schéma transformátoru pro vysvětlení jeho funkce z hlediska útlumu pro kmitočty vyyší než pracovní, a na obr. 2 je schéma zapojení transformátoru podle vynálezu.Fig. 1 is a schematic diagram of a transformer for explaining its attenuation function for frequencies higher than working, and Fig. 2 is a schematic diagram of a transformer according to the invention.
Na obr. la je pro srovnání znázorněno známé náhradní schéma transformátoru, jehož jednotlivé prvky se uplatňují při nižších (pracovníc-h) kmitočtech. Schéma sestává ze zdroje napětí s vnitřním odporem Ri a ze sériově zapojeného odporu a indukčnosti primárního vinutí Rvl a Lb přičemž paralelně k indukčnosti primárního vinutí je zapojen magnetický odpor Rm. Na sekundární straně je obdobně do série zapojen odpor a indukčnost sekundárního vinutí p2Rv2, (kde p je převod transformátoru) a L2. Paralelné je připojen zatěžovací odpor R2. Mezi primárním a sekundárním vinutím je uvažována vzájemná indukčnost M.FIG. 1a shows, for comparison, a known transformer circuit diagram whose individual elements are applied at lower (operating) frequencies. The diagram consists of a voltage source with an internal resistance Ri and a series connected resistor and an inductance of the primary winding R l1 and L b with a magnetic resistor R m connected in parallel to the inductance of the primary winding. Similarly, the resistance and inductance of the secondary winding p 2 Rv2 (where p is the transformer ratio) and L 2 are connected in series on the secondary side. A load resistor R2 is connected in parallel. Mutual inductance M is considered between the primary and secondary windings.
Na obr. lb je znázorněno náhradní schéma transformátoru v pásmu vyšších kmitočtů, které sestává z paralelní kombinace vnitřního odporu Ri a náhradního kondenzátoru Ci s kapacitou primárního vinutí vůči zemi a z paralelní kombinace zatěžovacího odporu R2 a náhradního kondenzátoru C2 s kapacitou sekundárního vinutí vůči zemi, přičemž tyto dvě paralelní kombinace jsou spojeny prostřednictvím další sérioparalelní kombinace, tvořené sériovým spojením odporu a rozptylové indukčnosti primárního vinutí Rvl a Lsi, odporu a rozptylové indukčnosti p2Rv2 a Is2/p2, k němuž je paralelně zapojen náhradní kondenzátor C12 s kapacitou mezi primárním a sekundárním vinutím.Fig. 1b shows a replacement scheme of a higher frequency transformer consisting of a parallel combination of an internal resistor R1 and a spare capacitor Ci with a primary winding capacity of a ground and a parallel combination of a load resistor R 2 and a spare capacitor C 2 with a secondary winding capacity of a ground , wherein the two parallel combinations are connected via a further series-parallel combination formed by the series connection of resistance and leakage inductance of the primary winding R L and L s i, resistance and leakage inductance L 2 RV2 and IS2 / P 2 to which is connected in parallel spare capacitor C12 with a capacity between the primary and secondary windings.
Na obr. lc je zjednodušené náhradní schéma transformátoru pro stanovení jeho útlumu, které sestává z vnitřního odporu Rb celkového odporu R, celkové roztpylové indukčnosti Ls a výsledného náhradního kondenzátoru C s celkovou kapacitou.Fig. 1c is a simplified replacement diagram of the transformer for determining its attenuation, which consists of an internal resistance R b of the total resistance R, a total dissipation inductance L s and the resulting replacement capacitor C with a total capacity.
Na obr. 2 je znázorněno schéma zapojení trojfázového transformátoru podle vynálezu.Fig. 2 shows a circuit diagram of a three-phase transformer according to the invention.
Vstupní svorky transformátoru T jsou označeny 1, 2, 3, výstupní svorky spojené se vstupem měniče N jsou značeny Γ, 2‘, 3‘. Bezprostředně na začátky fázových cívek I.if primárního vinutí je zapojen příčný odrušovací člen, tvořený v tomto případě odrušovacími kondenzátory Cu zapojenými do hvězdy a odrušovacími kondenzátory Cid zapojenými do trojúhelníka. Obdobně bezprostředně na začátky fázových cívek L2£ sekundárního vinutí je zapojen příčný odrušovací člen, tvořený opět odrušovacími kondenzátory C2i spojenými do hvězdy a odrušovacími kondenzátory C2d, zapojenými do trojúhelníka. Mezi společný bod odrušovacích kondenzátorů Clf na primární straně transformátoru T a zemnicí svorku je zapojen další odrušovací kondenzátor Cpl a obdobně na sekundární straně je zapojen odrušovací kondenzátor Cp2. Pro vysvětlení funkce transformátoru v oblasti vyšších kmitočtů vyjdeme z náhradního schématu znázorněného na obr. 1. V pásmu vyšších kmitočtů magnetický tok transformátoru klesne natolik, že magnetizační indukčnost v porovnání s rozptylovou Indukčností Ls má zanedbatelně malou hodnotu. V důsledku poklesu induktivní vazby přestává platit základní vztah určující převod transformátoruThe transformer T input terminals are labeled 1, 2, 3, and the output terminals connected to the drive input N are Γ, 2 ', 3'. Immediately at the start of the phase winding coils Ii f of the primary winding, a transverse suppression element is formed, in this case consisting of a star-connected suppression capacitors C u and a delta- connected suppression capacitors Ci d . Similarly, immediately at the beginning of the phase coils L £ 2 of the secondary winding is connected in a cross interference suppressor member comprising a back suppressors and capacitors C2 connected in star and the interference-suppression capacitors C 2d connected in delta. An additional interference suppression capacitor C pl is connected between the common point of the interference suppression capacitors C 1f on the primary side of the transformer T and the ground terminal, and similarly on the secondary side the interference suppression capacitor C p2 is connected. To explain the function of the transformer in the higher frequency range, we start from the substitution scheme shown in Fig. 1. In the higher frequency band, the magnetic flux of the transformer decreases to such an extent that the magnetization inductance is negligibly small compared to the scattering inductance L s . Due to the decrease of the inductive coupling, the basic relationship determining the transformer ratio is no longer valid
kdewhere
Ul je primární napětí,Ul is the primary stress,
U2 je sekundární napětí, a začíná platit o _ υΊ _ _ 5« 2 _U2 is the secondary voltage, and starts to apply by _ υ Ί _ _ 5 «2 _
Vložný útlum bh v tomto pásmu se skládá z útlumu b^L způsobeného rozptylovými indukčnostmi Ls a útlumu bhC, způsobeného kapacitami vinutí, tj.The insertion loss b h in this band consists of the attenuation b ^ L caused by the scattering inductors L s and the attenuation bh C caused by the winding capacities, i.
h = b t b bh. h.L hc logh = bt b b hhL hc log
Rf R uiCRf R uC
Rt R r~7rR t R r ~ 7r
2+ 22+ 2
Z uvedeného vyplývá, že útlum transformátoru pro obor vyšších kmitočtů lze zvýšit zvětšením jeho rozptylových indukčností a parazitních kapacit vůči zemi. Zvýšení rozptylových indukčností není zpravidla žádoucí pro· zvýšení ztrát v normálním pracovním režimu, kdežto zvýšení parazitních kapacit vůči zemi neovlivní normální pracovní režim, ale může značně zvýšit útlum transformátoru.This implies that the attenuation of the transformer for the higher frequency range can be increased by increasing its dissipation inductances and parasitic capacitances to ground. An increase in stray inductance is generally not desirable to increase losses in the normal operating mode, while increasing the parasitic capacitances to ground will not affect the normal operating mode, but can greatly increase transformer attenuation.
Uvedené útlumové vlastnosti transformátoru lze využít pro omezení rušení, generovaného polovodičovými měniči uspořádáním podle Vynálezu. Toto zapojení se vyznačuje tím, že odrušovací kondenzátory Llf, resp.Said transformer attenuation properties can be utilized to reduce the interference generated by the semiconductor converters by the arrangement of the invention. This circuit is characterized in that the suppression capacitors L 1f , respectively.
l2f, případně Lid, resp. L2d jsou umístěny přímo na vývodech vinutí transformátoru, 'sou jeho neoddělitelnou součástí a u transformátoru s nádobou se nachází uvnitř nádoby. Přitom body připojení kondenzátorů nemusí být jen na koncových bodech vinutí, ale s ohledem na dostupnost kondenzátorů s odpovídajícím průrazným napětím, mohou být tyto body připojení i na odbočce vinutí transformátoru. Hodnota kapacity odrušovacích kondenzátorů je určována z rozptylových indukčností transformátoru, které nahrazují indukčností filtru a z požadovaného útlumu.l 2f , eventually L id , resp. 12d are located directly on the winding terminals of the transformer, being an integral part thereof, and located inside the vessel. At the same time, the connection points of the capacitors need not only be at the end points of the winding, but also with respect to the availability of capacitors with a corresponding breakdown voltage, these connection points can also be at the tap winding of the transformer. The capacitance value of the suppression capacitors is determined from the transformer stray inductors that replace the filter inductance and the desired attenuation.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS27682A CS223433B1 (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Connection of the transformer mainly for capacitous semiconductor converters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS27682A CS223433B1 (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Connection of the transformer mainly for capacitous semiconductor converters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS223433B1 true CS223433B1 (en) | 1983-10-28 |
Family
ID=5334603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS27682A CS223433B1 (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Connection of the transformer mainly for capacitous semiconductor converters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS223433B1 (en) |
-
1982
- 1982-01-14 CS CS27682A patent/CS223433B1/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5179362A (en) | Power line filter | |
US4257087A (en) | DC-to-DC switching converter with zero input and output current ripple and integrated magnetics circuits | |
US5783984A (en) | Method and means for combining a transformer and inductor on a single core structure | |
US5481238A (en) | Compound inductors for use in switching regulators | |
US9859867B2 (en) | Tunable LC filter | |
EP1990900B1 (en) | System and method for controlling input line harmonics in a motor drive | |
US4667173A (en) | Line filter | |
EP2876794B1 (en) | Input EMI filter and method for motor drive including an active rectifier | |
JP5383662B2 (en) | Converter line filter for connecting the converter to the three-phase power system | |
KR950016341A (en) | Signal Splitter Circuit for CATV | |
JP6207751B2 (en) | Power converter | |
JP2006136058A (en) | Noise filter | |
US4937540A (en) | Filter for switchmode power converters | |
US11114992B2 (en) | Motor drive with a filter including a three-phase differential mode reactor with common mode damping | |
US20130201734A1 (en) | Device for suppressing high-frequency currents in infeed lines of an inverter | |
JP2001268922A (en) | Power converter | |
US4743873A (en) | Highpass filter of a filter arrangement for a three-phase network connected to converters | |
US20220278622A1 (en) | Power conversion apparatus including transformer and operable with reduced common mode noise | |
JP7080683B2 (en) | Wireless power transmission system and transmission equipment | |
JP7074513B2 (en) | Wireless power transmission system and power receiving device | |
CS223433B1 (en) | Connection of the transformer mainly for capacitous semiconductor converters | |
US7002320B2 (en) | Power factor correction circuit with a coil | |
US20220115173A1 (en) | A common mode choke | |
EP0987813A2 (en) | Filtering optimization of conducted disturbances | |
RU1802881C (en) | Capacitance voltage transformer |