CS239505B1

CS239505B1 - Three-phase voltage to DC voltage converter

Info

Publication number: CS239505B1
Application number: CS808644A
Authority: CS
Inventors: Josef Jelinek; Jiri Tresner
Original assignee: Josef Jelinek; Jiri Tresner
Priority date: 1980-12-09
Filing date: 1980-12-09
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS864480A1

Abstract

Zapojení řeší převodník třizázového napětí na stejnosměrné napětí a jeho účelem je dosáhnout co néjmenší obsah střídavé složky a co nejrychlejší odezvu výstupního napětí na změnu velikosti vstupního napětí. Uvedeného účelu se dosáhne transformací vstupního třífázového napětí na šestifízové, přičemž transformace se provádí pomocí operačních zesilovačů s využitím trigonometrických vzorců. Napětí jednotlivých fází jsou usměrněna pomocí lineárních usměrňovačů a sečtena v součtovém zesilovači.The connection is solved by a three-phase voltage to DC voltage converter and its purpose is to achieve the smallest possible content of the alternating component and the fastest possible response of the output voltage to a change in the magnitude of the input voltage. The stated purpose is achieved by transforming the input three-phase voltage into a six-phase one, while the transformation is performed using operational amplifiers using trigonometric formulas. The voltages of the individual phases are rectified using linear rectifiers and summed in a summing amplifier.

Description

Vynález se týká zapojení převodníku třífázového napětí na stejnosměrné napětí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a three-phase to DC converter.

Dosud známé převodníky třífázového napětí na stejnosměrné napětí jsou řešeny bučí jako třífázové usměrňovače s šestipulzním usměrněním a s filtraci výstupního napětí nebo jako převodníky, které analogově nebo digitálně vypočítávají amplitudu vstupního napětí na základě trigonometrických vzorců. Nevýhodou převodníků na bázi třífázových usměrňovačů je to, že jejich výstup obsahuje velkou střídavou složku, která se uplatňuje zvláště při nízkých kmitočtech vstupního napětí. Potřebná filtrace způsobuje velké zpoždění odezvy výstupního napětí převodníku při změnách velikosti amplitudy vstupního třífázového napětí. Tato nevýhoda je odstraněna u převodníků, které vypočítávají amplitudu vstupního napětí na základě trigonometrických vzorců, ovšem za cenu složitého obvodového řešení. Přesnost těchto převodníků navíc závisí na velikosti vstupních signálů, takže se projevují přídavné chyby zvláště při velkém rozsahu amplitud zpracovávaných vstupních napětí.Previously known converters of three-phase voltage to DC voltage are designed either as three-phase rectifiers with six-pulse rectification and output voltage filtering or as converters, which analog or digital calculate the amplitude of the input voltage based on trigonometric formulas. A disadvantage of the converters based on three-phase rectifiers is that their output contains a large AC component, which is especially useful at low input voltage frequencies. The required filtering causes a large delay in the output voltage of the converter when the amplitude of the input three-phase voltage changes. This disadvantage is eliminated with converters that calculate the amplitude of the input voltage based on trigonometric formulas, but at the cost of a complex circuit solution. Moreover, the accuracy of these transducers depends on the magnitude of the input signals, so that additional errors occur especially at the large amplitude range of the input voltages being processed.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstatou je to, že výstup převodníku je tvořen výstupem šestivstupého součtového zesilovače, jehož vstupy jsou připojeny na výstupy šesti lineárních dvoucestných usměrňovačů, přičemž vstupy tří dvoucestných usměrňovačů jsou připojeny na výstupy tří dvouvstupých proporcionálních zesilovačů a vstupy zbývajících tří dvoucestných usměrňovačů jsou spojeny jednak s výstupy tří jednotkových invertujících zesilovačů a rovněž s prvními vstupy dvouvstupových proporcionálních zesilovačů, zatímco druhé vstupy dvouvstupových proporcionálních zesilovačů jsou spojeny se vstupy invertujících zesilovačů a rovněž s jednotlivými fázemi vstupního třífázo2The above-mentioned drawbacks are eliminated by the circuit according to the invention, which consists in that the output of the converter consists of the output of a six-input summing amplifier whose inputs are connected to the outputs of six linear two-way rectifiers. the remaining three two-way rectifiers are connected both to the outputs of the three unit inverting amplifiers and to the first inputs of the two-input proportional amplifiers, while the other inputs of the two-input proportional amplifiers are connected to the inputs of the inverting amplifiers and

239 SOS vého napětí.239 SOS voltage.

Tímto zapojením se dosáhne toho, že výstupní napětí převodníku obsahuje pouze malou střídavou složku napětí, jejíž kmitočet je roven dvanáctinásobku kmitočtu vstupního střídavého napětí. Proto i v případě, kdy je nutná filtrace výstupního napětí převodníku, je možné volit krátkou časovou konstantu filtru a tím malé časové zpoždění odezvy výstupu převodníku na změnu amplitudy vstupního napětí. Převodník se navíc nechá snadno realizovat pomocí standartních operačních zesilovačů.This connection ensures that the output voltage of the converter contains only a small alternating voltage component, the frequency of which is equal to twelve times the frequency of the input AC voltage. Therefore, even when filtering the output voltage of the transmitter is necessary, it is possible to select a short filter time constant and thus a small time delay of the output of the transmitter to change the amplitude of the input voltage. Moreover, the converter can be easily implemented using standard operational amplifiers.

Na výkresu je příklad zapojení převodníku.The drawing shows an example of the converter connection.

Výstup převodníku je tvořen výstupem šestivstupého součtového zesilovače £, jehož vstupy jsou připojeny na výstupy šesti lineárních dvoucestných usměrňovačů 31«32,33,34.35.36, přičemž vstupy tří dvoucestných usměrňovačů 34.35< 36 3^soupřipojeny na výstupy tří dvouvstupých proporcionálních zesilovačů 21 .22.23 a vstupy zbývajících tří dvoucestných usměrňovačů 31.32,33 jsou spojeny jednak s výstupy tří jednotkových invertujících zesilovačů 11,12, 1 3 a rovněž s prvními vstupy dvouvstupých proporcionálních zesilovačů 21,22,2β. zatímco druhé vstupy dvouvstupých proporcionálních zesilovačů 21 . 22.2.3 jsou spojeny se vstupy invertujících zesilovačů 11<12.13 ^a rovněž s jednotlivými fázemi V,W vstupního třífázového napětí.The output of the converter is the output of a six-input summing amplifier 8, whose inputs are connected to the outputs of six linear two-way rectifiers 31 «32,33,34.35.36, the inputs of three two-way rectifiers 34.35 <36 3 ^are connected to the outputs of three two-input proportional amplifiers 21. and the inputs of the remaining three two-way rectifiers 31.32,33 are coupled to the outputs of three unit inverting amplifiers 11, 12, 13 as well as to the first inputs of the two-input proportional amplifiers 21,22,2β. while the other inputs of the two-input proportional amplifiers 21. 22.2.3 are connected to the inputs of inverting amplifiers 11 <12.13 ^as well as the individual phases V, W of the input three-phase voltage.

Funkce převodníku je taková, že je nejprve vytvořeno třífázové napětí stejné amplitudy jako vstupní napětí, fázově posunuté o 30° vůči vstupnímu třífázovému napětí. Fázově posunuté napětí je vytvářeno pomocí dvouvstupých proporcionálních zesilovačů 21,22,23« Na první vstup každého dvouvstupého proporcionálního zesilovače 21,22,23 je přivedena jedna fáze vstupního napětí U,V,W a na druhý vstup je přivedena jiná fáze vstupního napětí přes jednotkové invertující zesilovače 11,12,13» Pro docílení stejné amplitudy výstupního napětí dvouvstupých proporcionálních zesilovačů 21,22,23 a vstupního napětí U,V,W je jejich zesílení rovno 1/X3Í Výstupy jednotkových invertujících zesilovačů 11, j 2,1 3 a dvouvstupých proporcionálních zesilovačů 21,22 , 23 jsou přivedeny na šest lineárních dvoucestných usměrňovačů 31,The function of the transducer is such that a three-phase voltage of the same amplitude as the input voltage is first generated, phase shifted by 30 ° relative to the input three-phase voltage. Phase shifted voltage is generated by two-input proportional amplifiers 21,22,23 «The first input of each two-input proportional amplifier 21,22,23 is fed one phase of the input voltage U, V, W and the second input is fed a different phase of the input voltage via unit inverting amplifiers 11,12,13 »To achieve the same amplitude of the output voltage of the two-input proportional amplifiers 21,22,23 and the input voltage U, V, W their amplification is equal to 1 / X3I Outputs of unit inverting amplifiers 11, j 2,1 3 and two-input proportional amplifiers 21, 22, 23 are applied to six linear two-way rectifiers 31,

- 3 239 505- 3,239,505

32i33i34«35«36. Usměrněné napětí na výstupech lineárních dvoucestných usměrňovačů je přivedeno do součtového zesilovače 4, jehož zesílení je voleno tak, aby nedocházelo k saturování výstupu ani při největších amplitudách vstupního napětí.32i33i33 «35« 36. The rectified voltage at the outputs of the linear two-way rectifiers is fed to the summing amplifier 4, the amplification of which is chosen so that the output is not saturated even at the highest amplitudes of the input voltage.

Zapojení převodníku podle vynálezu lze s výhodou použít například jako čidlo napětí střídavých regulovaných pohonů, u kterých je v širokém rozmezí proměnná amplituda i frekvence napětí.The wiring of the converter according to the invention can advantageously be used, for example, as a voltage sensor for AC controlled drives in which the amplitude and frequency of the voltage are variable over a wide range.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Connection of three-phase voltage converter to one side is characterized by the fact that the output of the converter consists of the output of a six-input summing amplifier (4), whose inputs are connected to the outputs of six linear two-way rectifiers (31,32,33,34,35,36). inputs of three two-way rectifiers (34,35,36) are connected to outputs of three two-input proportional amplifiers (21,22,23) and inputs of remaining three two-way rectifiers (31,32,33) are connected to outputs of three unit inverting amplifiers / 11 , 12,13) and also with the first inputs of the two-input proportional amplifiers (21,22,23), while the second inputs of the two-input proportional amplifiers (21,22,23) are connected. phase (U, V, W) of the input three-phase voltage.