KR100398616B1 - Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit - Google Patents

Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit Download PDF

Info

Publication number
KR100398616B1
KR100398616B1 KR10-2001-0021217A KR20010021217A KR100398616B1 KR 100398616 B1 KR100398616 B1 KR 100398616B1 KR 20010021217 A KR20010021217 A KR 20010021217A KR 100398616 B1 KR100398616 B1 KR 100398616B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
thyristor
pulse
transformer
auxiliary
Prior art date
Application number
KR10-2001-0021217A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020081820A (en
Inventor
최세완
Original Assignee
주식회사 베가파워
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 베가파워 filed Critical 주식회사 베가파워
Priority to KR10-2001-0021217A priority Critical patent/KR100398616B1/en
Publication of KR20020081820A publication Critical patent/KR20020081820A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100398616B1 publication Critical patent/KR100398616B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/452Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 기존의 6-펄스 싸이리스터 컨버터에 보조회로를 사용하여 펄스 수를 증대시키므로써 입력전류 및 출력전압의 파형을 개선하는 다-펄스 싸이리스터 컨버터 장치를 제공함에 있어서, 펄스 수의 증가시 소요되는 6-펄스 브릿지의 수량 및 보조 싸이리스터의 수량을 최소화시킬 수 있는 보조회로를 제공하며, 상기 입력전류 및 출력전압의 해석을 통하여 전체 위상각에 대한 보조 싸이리스터의 최적제어각을 계산하여 제공한다. 이를 위하여 본 발명은 3상교류 입력전원을 3상 싸이리스터 브릿지로 직류변환하여 부하에 공급하는 3상 브릿지 싸이리스터 컨버팅 장치에 있어서, 직류단의 중앙에 상기 부하와 병렬로 연결된 단권변압기(상간 리액터); 상기 직류단에 걸리는 직류전압을 분할하기 위하여 상기 단권변압기의 양측에 연결된 두개의 커패시터; 상기 단권변압기 중앙에 난 탭과 상기 3상교류 입력전원 사이에 연결된 1차측과, 상기 단권변압기의 하측부와 상기 부하의 하측부 사이에 연결된 2차측을 포함하는 단상변압기; 상기 3상 입력 교류전원과 상기 단상변압기의 1차측 사이에 연결된 지그재그형 변압기; 및 상기 단상변압기의 2차측에 연결된 복수의 보조 싸이리스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a multi-pulse thyristor converter device that improves the waveform of input current and output voltage by increasing the number of pulses by using an auxiliary circuit in a conventional 6-pulse thyristor converter. Provides an auxiliary circuit that can minimize the number of 6-pulse bridge and the number of auxiliary thyristor required, and calculates the optimum control angle of the auxiliary thyristor for the total phase angle by analyzing the input current and output voltage to provide. To this end, the present invention is a three-phase bridge thyristor converting device for converting a three-phase AC input power into a three-phase thyristor bridge to supply a load, a single winding transformer (phase reactor in parallel with the load in the center of the DC terminal) ); Two capacitors connected to both sides of the single winding transformer to divide the DC voltage applied to the DC terminal; A single phase transformer including a primary side connected between an egg tap and a three-phase AC input power source in the center of the single winding transformer, and a secondary side connected between a lower side of the single winding transformer and a lower side of the load; A zigzag transformer connected between the three-phase input AC power source and the primary side of the single-phase transformer; And a plurality of auxiliary thyristors connected to the secondary side of the single phase transformer.

Description

보조회로를 이용한 다펄스 싸이리스터 컨버팅 장치{Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit}Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit}

본 발명은 싸이리스터 컨버터의 고조파 저감을 통한 성능개선에 관한 것으로서, 특히 입력전류와 출력전압의 파형을 개선하기 위하여 기존의 6-펄스 싸이리스터 컨버터에 간단한 보조회로를 추가함으로써 펄스수를 증대시키는 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to performance improvement through harmonic reduction of a thyristor converter, and increases the number of pulses by adding a simple auxiliary circuit to a conventional 6-pulse thyristor converter, in particular, to improve the waveform of input current and output voltage. A pulse thyristor converting apparatus.

싸이리스터 소자를 사용한 AC/DC(교류/직류) 변환기는 직류전동기의 구동, UPS(Uninterruptable Power Supply)의 입력단, HVDC(High Voltage Direct Current) 변환기 및 정지형 무효전력보상기의 한 형태인 TCR(Thyristor Controlled Reactor) 등에 사용된다. 그런데, 싸이리스터 컨버터의 스위칭 동작으로 인해 입력전류와 출력전압에 컨버터의 펄스 수와 관련된 고조파 성분이 발생하게 된다. 즉, 컨버터의 펄스 수를 P라 하면 입력전류에는 Pn ±1(n은 정수)의 고조파가, 출력전압에는 Pn의 고조파가 발생한다.AC / DC (AC / DC) converters using thyristor elements are thyristor controlled, a type of DC motor drive, UPS (Uninterruptable Power Supply) input, HVDC (High Voltage Direct Current) converter, and static reactive power compensator. Reactor). However, due to the switching operation of the thyristor converter, harmonic components related to the number of pulses of the converter are generated in the input current and the output voltage. That is, if the number of pulses of the converter is P, harmonics of Pn ± 1 (n is an integer) are generated at the input current and Pn harmonics are generated at the output voltage.

이렇게 발생된 고조파는 근접한 전화선에 간섭, 통신장애 등을, 차단기 등의 오동작 등을 야기시킨다. 따라서, 고조파를 저감하기 위하여 싸이리스터 브릿지와 위상변압기를 다중화 함으로써 컨버터의 펄스 수를 높이는 방식이 제안되어 왔다.The harmonics generated in this way cause interference, communication failure, etc. in the adjacent telephone line, and cause malfunctions such as a circuit breaker. Therefore, in order to reduce harmonics, a method of increasing the number of pulses of the converter by multiplexing the thyristor bridge and the phase transformer has been proposed.

도 1은 일반적인 2중 3상 12펄스 정류기의 회로 구성도이다. 터미널 A0와 B사이의 직류단 전압 ed과, 상간 리액터에 걸리는 전압 vm의 파형은 싸이리스터(T1 내지 T12)의 위상각(혹은 제어각) α에 따라 가변된다. 이 때 두대의 6-펄스 컨버터를 이중접속 함으로써 입력전류 is에는 12-펄스의 특성을 갖는 계단 파형을 갖게 되어 제5차 및 제7차의 고조파가 제거된다(도 2(가) 참조),1 is a circuit configuration diagram of a typical two three phase 12 pulse rectifier. The waveform of the DC terminal voltage ed between the terminals A0 and B and the voltage vm applied to the phase-reactor is varied according to the phase angle (or control angle) α of the thyristors T1 to T12. At this time, by double-connecting two 6-pulse converters, the input current is has a stepped waveform having the characteristics of 12-pulse, and the fifth and seventh harmonics are removed (see FIG. 2 (a)).

직류단 전압 ed은 전원주파수의 12배에 해당하는 맥류(12f, 여기서 f는 전원주파수)를 포함하고(도 2(나) 참조), 이 때 두대의 브릿지에 30°의 위상차를 갖는 위상변압기(2, 4, 8)를 사용하여야 하며, 또한 두대의 6-펄스 브릿지(1, 3)가 독립적으로 동작하기 위해서는 도 5와 같은 상간 리액터(5)의 사용이 필수적이다. 그러나, 이러한 이중접속으로는 입력전류에 제11차 및 제13차 또는 그 이상의 고차 고조파가 제거되지 않는다. 상기의 고차 고조파를 제거하기 위해서는 컨버터의 펄스수를 더욱 증가시켜야 하는데 펄스수를 증가시키려면 6-펄스 브릿지의 수를 증가시키고 그에 따른 위상변압기를 사용하여야 한다. 이와 같은 다중화방식으로 P-펄스를 구현하기 위해서는 P개의 싸이리스터를 사용하여야 하며 위상변압기의 수도 증가시켜야 하는 문제점이 있다.The DC-link voltage ed includes a pulse current (12f, where f is the power frequency) corresponding to 12 times the power frequency (see FIG. 2 (b)), wherein a phase transformer having a 30 ° phase difference between the two bridges ( 2, 4, 8), and in order to operate the two six-pulse bridge (1, 3) independently, it is necessary to use the interphase reactor 5 as shown in FIG. However, this dual connection does not eliminate the 11th and 13th order or higher harmonics in the input current. In order to remove the higher harmonics, the number of pulses of the converter must be further increased. To increase the number of pulses, the number of 6-pulse bridges must be increased and a phase transformer accordingly can be used. In order to implement P-pulse in such a multiplexing method, P thyristors must be used and the number of phase transformers must be increased.

도 3은 종래기술인 미국특허 US 4,532,581호 중 Fig. 4로서, 2중 3상 12펄스 정류기에 적용된 고조파 및 맥류 저감용 회로도이다.Figure 3 is shown in the prior art US Pat. No. 4,532,581. 4 is a circuit diagram for reducing harmonics and pulse flow applied to a double three-phase 12-pulse rectifier.

상기 미국특허 US 4,532,581호는 교류 입력전류 is의 고조파 및 직류단 전압 ed의 맥류를 저감하는데 있어서 6-펄스 브릿지의 수를 증대시키지 않고 도 1의 브릿지 이중접속을 유지하면서 즉, 12-펄스 컨버터를 기초로 상간 리액터의 탭에 연결된 보조 싸이리스터를 이용하여 펄스 수를 증대시키는 다-펄스 싸이리스터 컨버터 장치이다. 이 방식의 일례로 보조회로에 2개의 싸이리스터 소자를 사용하여 24-펄스 동작을 하는 경우의 입력전류 및 출력전압의 파형을 도 4에 나타낸다. 이와 같은 방식은 단지 펄스수를 증개시키기 위하여 브릿지의 수를 증대시킬 필요가 없으며, 그에 따르는 복잡한 위상변압기의 사용이 필요하지 않는 장점은 있으나, 반드시 두대의 6-펄스 브릿지(1, 3)를 이중접속하고, 즉 12-펄스 컨버터를 기초로 하여야 한다. 또한, 30°의 위상차를 만들기 위한 위상변압기(2, 4, 8)를 반드시 사용하여야 한다. 이와 같은 위상변압기는 거의 부하용량과 같은 용량의 정격을 가지며, Δ- Υ형 변압기(2, 4)의 비대칭성에 기인하는 누설인덕턴스의 차이에 의하여 상간 리액터(5)가 포화되어 회로가 오동작을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.The U.S. Patent No. 4,532,581 discloses a 12-pulse converter while maintaining the bridge dual connection of FIG. 1 without increasing the number of 6-pulse bridges in reducing the harmonics of the AC input current is and the pulsation of the DC-link voltage ed. It is a multi-pulse thyristor converter device that increases the number of pulses by using an auxiliary thyristor connected to a tap of a phase-reactor as a base. As an example of this method, the waveforms of the input current and the output voltage in the case of performing 24-pulse operation using two thyristor elements in the auxiliary circuit are shown in FIG. This method does not need to increase the number of bridges simply to increase the number of pulses, and there is an advantage that does not require the use of a complicated phase transformer. However, the two 6-pulse bridges (1, 3) must be doubled. Should be based on a 12-pulse converter. In addition, phase transformers 2, 4 and 8 must be used to produce a 30 ° phase difference. Such a phase transformer has a capacity rating almost equal to the load capacity, and the phase reactor 5 is saturated due to the difference in leakage inductance caused by the asymmetry of the Δ-Υ type transformers 2 and 4, causing the circuit to malfunction. There is a problem that can be.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 별도의 위상변압기를 사용하지 않고 기존의 6-펄스 싸이리스터 컨버터에 보조회로를 추가하여 입력전류 및 출력전압의 펄스수를 증대시켜 고조파를 저감시킴으로써 입출력의 성능을 개선하여 펄스수의 증가시 소요되는 보조 싸이리스터의 수량을 최소화시킬 수 있는 보조회로를 제공하며, 보조회로의 싸이리스터를 P/6개 추가하여 P-펄스의 동작을 가능하게 하고, 상기 입력전류 및 출력전압의 해석을 통하여 전체 위상각에 대한 보조 싸이리스터의 최적제어각을 계산하여 제공하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치를 제공함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention adds an auxiliary circuit to a conventional 6-pulse thyristor converter without using a separate phase transformer to increase the number of pulses of input current and output voltage to reduce harmonics. It provides an auxiliary circuit that can minimize the number of auxiliary thyristors required to increase the number of pulses by improving the performance, add P / 6 thyristors of the auxiliary circuit to enable the operation of the P-pulse, An object of the present invention is to provide a multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit that calculates and provides an optimum control angle of an auxiliary thyristor for an entire phase angle by analyzing input current and output voltage.

도 1은 일반적인 2중 3상 12펄스 정류기의 회로 구성도,1 is a circuit diagram of a typical two three phase 12 pulse rectifier;

도 2는 도 1의 회로 구성도에 있어서 입력전류 및 출력전압의 파형도,2 is a waveform diagram of an input current and an output voltage in the circuit diagram of FIG. 1;

도 3은 종래기술인 미국특허 US 4,532,581호 중 Fig. 4,Figure 3 is shown in the prior art US Pat. No. 4,532,581. 4,

도 4는 도 3의 회로 구성도에 있어서 24-펄스 동작시 입력전류 및 출력전압의 파형도,4 is a waveform diagram of an input current and an output voltage during 24-pulse operation in the circuit diagram of FIG. 3;

도 5는 본 발명에 따른 다-펄스 컨버터의 일실시예 구성도,5 is a diagram illustrating an embodiment of a multi-pulse converter according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 다-펄스 컨버터의 각부 파형도,6 is a waveform diagram of each part of the multi-pulse converter according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 보조회로 내 상기 전류주입용 단상변압기 TFm의 2차측에 구성된 상기 보조 싸이리스터(Tp 및 Tq)의 동작 설명도,7 is an operation explanatory diagram of the auxiliary thyristors Tp and Tq configured on the secondary side of the current injection single phase transformer TFm in the auxiliary circuit according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 3상 싸이리스터 브릿지 전단의 'a'상에 대한 입력전류와 후단의 출력전류와의 관계를 나타내기 위한 스위칭함수 표현도,8 is a switching function expression diagram for showing the relationship between the input current for the 'a' phase of the three-phase thyristor bridge front and the output current of the rear stage according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 다-펄스 싸이리스터 컨버터의 위상각 α에 대한 보조 싸이리스터의 최적 점호각 β예시도,9 is an exemplary view of the optimum firing angle β of the auxiliary thyristor with respect to the phase angle α of the multi-pulse thyristor converter according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 다-펄스 싸이리스터 컨버터의 위상각 α에 대한 입력전류의 전체고조파왜율 예시도,10 is an exemplary diagram of total harmonic distortion of an input current with respect to a phase angle α of a multi-pulse thyristor converter according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 18-펄스 및 24-펄스 동작을 위한 보조 싸이리스터의 구성 및 동작파형도,11 is a configuration and operation waveform diagram of the auxiliary thyristor for 18-pulse and 24-pulse operation according to the present invention,

도 12는 본 발명에 따른 다-펄스 싸이리스터 컨버터의 위상각 α이 30°일 때, P-펄스의 입력전류 및 부하전압 파형도,12 is a waveform diagram of input current and load voltage of a P-pulse when the phase angle α of the multi-pulse thyristor converter according to the present invention is 30 °.

도 13은 본 발명에 따른 전원 분리형 다-펄스 싸이리스터 컨버터 예시도,13 is an exemplary diagram of a power disconnect type multi-pulse thyristor converter according to the present invention;

도 14는 본 발명에 따른 12-펄스 컨버터의 동작 파형도,14 is an operational waveform diagram of a 12-pulse converter according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 18-펄스 컨버터의 동작 파형도,15 is an operational waveform diagram of an 18-pulse converter according to the present invention;

도 16은 본 발명에 따른 24-펄스 컨버터의 동작 파형도,16 is an operational waveform diagram of a 24-pulse converter according to the present invention;

표 1은 본 발명에 따른 다-펄스 싸이리스터 컨버터의 제어방법과 성능예시표.Table 1 is a control method and performance table of the multi-pulse thyristor converter according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

510: 3상 교류 입력전원 520: 3상 싸이리스터 브릿지510: three-phase AC input power 520: three-phase thyristor bridge

530: 단권변압기 540: 단상변압기 및 보조싸이리스터530: single winding transformer 540: single phase transformer and auxiliary thyristor

550: 지그재그형 변압기 560: 직류전압분할용 커패시터550: Zig-zag transformer 560: DC voltage division capacitor

570: 부하570: load

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치는 3상교류 입력전원을 3상 싸이리스터 브릿지로 직류변환하여 부하에 공급하는 3상 싸이리스터 브릿지 컨버팅 장치에 있어서, 직류단의 중앙에 상기 부하와 병렬로 연결된 단권변압기(상간 리액터); 상기 직류단에 걸리는 직류전압을 분할하기 위하여 상기 단권변압기의 양측에 연결된 두개의 커패시터; 상기 단권변압기 중앙에 난 탭과 상기 3상교류 입력전원 사이에 연결된 1차측과, 상기 단권변압기의 하측부와 상기 부하의 하측부 사이에 연결된 2차측을 포함하는 단상변압기; 상기 3상교류 입력전원과 상기 단상변압기의 1차측 사이에 연결된 지그재그형 변압기; 및 상기 단상변압기의 2차측에 연결된 복수의 보조 싸이리스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Multi-pulse thyristor converting apparatus using the auxiliary circuit of the present invention for achieving the above object is a three-phase thyristor bridge converting apparatus for supplying a load by converting the three-phase AC input power into a three-phase thyristor bridge A single winding transformer (phase reactor) connected in parallel with the load in the center of the DC terminal; Two capacitors connected to both sides of the single winding transformer to divide the DC voltage applied to the DC terminal; A single phase transformer including a primary side connected between an egg tap and a three-phase AC input power source in the center of the single winding transformer, and a secondary side connected between a lower side of the single winding transformer and a lower side of the load; A zigzag transformer connected between the three-phase AC input power and the primary side of the single-phase transformer; And a plurality of auxiliary thyristors connected to the secondary side of the single phase transformer.

또한, 본 발명은 3상교류 입력전원을 3상 싸이리스터 브릿지로 직류변환하여 부하에 공급하는 전원 분리형 3상 싸이리스터 브릿지 컨버팅 장치에 있어서, 직류단의 중앙에 상기 부하와 병렬로 연결된 단권변압기(상간 리액터); 상기 직류단에 걸리는 직류전압을 분할하기 위하여 상기 단권변압기의 양측에 연결된 두개의 커패시터; 상기 단권변압기 중앙에 난 탭과 상기 3상 입력교류전원 사이에 연결된 1차측과, 상기 단권변압기의 하측부와 상기 부하의 하측부 사이에 연결된 2차측을 포함하는 단상변압기; 및 상기 단상변압기의 2차측에 연결된 복수의 보조 싸이리스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a power separation type three-phase thyristor bridge converting device for converting a three-phase AC input power into a three-phase thyristor bridge to supply a load, a single winding transformer connected in parallel with the load at the center of the DC terminal ( Interphase reactor); Two capacitors connected to both sides of the single winding transformer to divide the DC voltage applied to the DC terminal; A single phase transformer including a primary side connected between an egg tap and the three-phase input AC power source in the center of the single winding transformer, and a secondary side connected between a lower side of the single winding transformer and a lower side of the load; And a plurality of auxiliary thyristors connected to the secondary side of the single phase transformer.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .

도 5는 본 발명에 따른 다-펄스 컨버터의 일실시예 구성도로서, 이는 기존의 6펄스 컨버터에 간단한 보조회로를 추가하여 구성된다.5 is a diagram illustrating an embodiment of a multi-pulse converter according to the present invention, which is configured by adding a simple auxiliary circuit to an existing six-pulse converter.

상기 보조회로는 저용량의 직류전압 분할용 단권변압기 TFpq(530)가 직류단의 중앙에 부하(570)와 병렬로 연결되고, 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측은 상기 직류전압 분할용 단권변압기 TFpq(530) 중앙에 난 탭과 3상 입력단(510) 사이에 그리고 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 2차측은 상기 직류전압 분할용 단권변압기 TFpq(530)의 하측부와 상기 부하(570)의 하측부 사이에 연결되며, 주입전류를 3상에 균등하게 나누기 위한 지그재그형 변압기 TFn(550)는 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 전단의 3상 입력단(510)과 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 사이에 연결된다. 한편, 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 후단의 직류전압을 분할하여 이등분하는 직류전압 분할용 커패시터(560, Cp 및 Cq)를 상기 직류전압 분할용 단권변압기 TFpq(530)의 양쪽에 구성하고, 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 2차측에는 보조 싸이리스터(Tp 및 Tq)를 구성하여 위상각 α을 제어한다.The auxiliary circuit is a low-capacity DC voltage splitting single winding transformer TFpq (530) is connected in parallel with the load 570 at the center of the DC terminal, the primary side of the current injection single-phase transformer TFm (540) for splitting the DC voltage The secondary side of the single-phase transformer TFpq 530 for the current injection between the egg tap and the three-phase input stage 510 in the center of the single-stage transformer TFpq 530 and the secondary side of the single-phase transformer TFpq 530 for dividing the DC voltage and the A zigzag transformer TFn 550 connected between the lower side of the load 570 and dividing the injection current evenly into three phases has a three-phase input terminal 510 in front of the three-phase thyristor bridge 520 and the current. It is connected between the primary side of the injection single-phase transformer TFm (540). On the other hand, DC voltage dividing capacitors 560, Cp, and Cq, which divide and divide the DC voltage at the rear end of the three-phase thyristor bridge 520, are formed on both sides of the DC voltage dividing single winding transformer TFpq 530, The secondary side of the current injection single phase transformer TFm 540 is configured with auxiliary thyristors Tp and Tq to control the phase angle α.

도 6은 본 발명에 따른 다-펄스 컨버터의 위상각 α이 30°일 때 각부 파형도로서, 상기 다-펄스 컨버터의 출력전압 vd은 위상각 α에 따라 변하며 6펄스 특성을 갖는다.6 is a waveform diagram of each part when the phase angle α of the multi-pulse converter according to the present invention is 30 °, and the output voltage vd of the multi-pulse converter varies according to the phase angle α and has six pulse characteristics.

상기 직류전압 분할용 커패시터(560)를 대용량을 사용하여 직류 리플전압을 무시할 수 있을 정도로 감쇄시키면 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전압은 다음의 수학식1과 같다.When the DC voltage dividing capacitor 560 is attenuated so that the DC ripple voltage is negligible using a large capacity, the primary voltage of the single-phase transformer TFm 540 for current injection is as shown in Equation 1 below.

즉, 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전압은 컨버터의 위상각 α에 따라 여러 가지 파형을 갖게 되고 주파수는 전원주파수의 3배가 된다. 한편, 도 6은 위상각 α이 30°일 때 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540) 1차측 전압 vm의 파형을 나타낸다.That is, the primary side voltage of the current injection single phase transformer TFm 540 has various waveforms according to the phase angle α of the converter and the frequency is three times the power frequency. 6 shows a waveform of the primary side voltage vm of the single-phase transformer TFm 540 for current injection when the phase angle α is 30 °.

도 7은 본 발명에 따른 보조회로 내 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 2차측에 구성된 상기 보조 싸이리스터(Tp 및 Tq)의 동작 설명도이다.7 is an explanatory view of the operation of the auxiliary thyristors Tp and Tq configured on the secondary side of the current injection single phase transformer TFm 540 in the auxiliary circuit according to the present invention.

상기 보조 싸이리스터(Tp 및 Tq)는 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전압 vm의 상승 모서리(rising edge)를 상기 보조 싸이리스터 Tp 및 Tq 각각의 점호각인 βp 및 βq의 기준점으로 하며, 상기 보조 싸이리스터 Tp 및 Tq는 둘 중의 하나가 항상 부하전류를 도통시키도록 한다.The auxiliary thyristors Tp and Tq use a rising edge of the primary voltage vm of the single phase transformer TFm 540 for current injection as a reference point of βp and βq, which are the firing angles of the auxiliary thyristors Tp and Tq, respectively. The auxiliary thyristors Tp and Tq allow one of the two to always conduct the load current.

즉, 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전압 vm이 양일 때 상기 보조 싸이리스터 Tq가 도통하고 있다면 상기 보조 싸이리스터 Tp가 순바이어스 되어 βp에서 상기 보조 싸이리스터 Tp를 점호하면 전류(Commutation)되어 도 7(가)와 같이 출력전류 Io를 도통시켜 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측에 다음과 같은 정방향의 전류를 흐르게 한다.That is, if the auxiliary thyristor Tq is conducting when the primary side voltage vm of the current injection single-phase transformer TFm 540 is positive, the auxiliary thyristor Tp is forward biased and when the auxiliary thyristor Tp is fired at βp, the current ( As shown in Fig. 7A, the output current Io is conducted so that the current in the forward direction flows to the primary side of the single-phase transformer TFm 540 for current injection.

im = (Ns/Np)Ioim = (Ns / Np) Io

또한, 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전압 vm이 음일 때 상기 보조 싸이리스터 Tp가 도통하고 있다면 상기 보조 싸이리스터 Tq가 순바이어스 되어 βq에서 상기 보조 싸이리스터 Tq를 점호하면 전류(Commutation)되어 도 7(나)와 같이 출력전류 Io를 도통시켜 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측에 다음과 같은 부방향의 전류를 흐르게 한다.In addition, if the auxiliary thyristor Tp is conducting when the primary side voltage vm of the current injection single-phase transformer TFm 540 is negative, the auxiliary thyristor Tq is forward biased and when the auxiliary thyristor Tq is fired at βq, the current ( As shown in FIG. 7B, the output current Io is conducted to flow current in the following negative direction to the primary side of the current injection single-phase transformer TFm 540.

im = - (Ns/Np)Ioim =-(Ns / Np) Io

이와 같은 방식으로 반복하여 보조 싸이리스터 Tp 및 Tq를 점호하면 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전류 im는 도 6과 같이 2-레벨을 갖는 파형이 되고, 직류전압 분할용 커패시터(560)인 Cp과 Cq로 양분되어 흐르게 되므로 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 후단의 출력전류 io1과 io2는 다음과 같다.By repeating the auxiliary thyristors Tp and Tq in this manner, the primary side current im of the current injection single-phase transformer TFm 540 becomes a waveform having a 2-level as shown in FIG. Since 560 is bi-divided into Cp and Cq, the output currents io1 and io2 at the rear of the three-phase thyristor bridge 520 are as follows.

도 8은 본 발명에 따른 3상 싸이리스터 브릿지(520) 전단의 'a'상에 대한 입력전류와 후단의 출력전류와의 관계를 나타내기 위한 스위칭함수 표현도이다.8 is a switching function expression diagram for showing the relationship between the input current for the 'a' phase of the three-phase thyristor bridge 520 according to the present invention and the output current of the rear stage.

즉, 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 전단의 'a'상에 대한 입력전류와 후단의 출력전류와의 관계를 나타내기 위하여 도 8과 같이 스위칭함수 Sa+와 Sa-를 정의하면 각 상에 대한 스위칭 함수는 다음과 같다.That is, in order to show the relationship between the input current of the 'a' phase of the three-phase thyristor bridge 520 and the output current of the rear stage, the switching functions Sa + and Sa- are defined as shown in FIG. The switching function is

Sb+ = Sa+∠-120°, Sb- = Sa-∠-120°Sb + = Sa + ∠-120 °, Sb- = Sa-∠-120 °

Sc+ = Sa+∠+120°, Sc- = Sa-∠+120°Sc + = Sa + ∠ + 120 °, Sc- = Sa-∠ + 120 °

상기 수학식6 및 수학식7의 스위칭 함수로부터 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 전단의 입력전류는 다음과 같다.The input current of the front end of the three-phase thyristor bridge 520 from the switching function of Equations 6 and 7 is as follows.

상기 지그재그형 변압기 TFn(550)의 작용으로 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 1차측 전류 im는 균등하게 3등분되어 주입전류(ix, iy, iz)는 다음과 같다.Under the action of the zigzag transformer TFn 550, the primary side current im of the single-phase transformer TFm 540 for current injection is equally divided into three so that the injection currents (ix, iy, iz) are as follows.

이 때 입력전류 ia는 다음의 수학식 10과 같다.At this time, the input current ia is as shown in Equation 10 below.

상기 수학식들에 따라 상기 입력전류를 정리하면 다음과 같다.The input current is summarized according to the above equations as follows.

상기 수학식 11로부터 상기 입력전류는 상기 전류주입용 단상변압기 TFm(540)의 권선비(K=Ns/Np)에 따라 변하며, 권선비(K)가 0.929 일 때 전체고조파왜율(THD: Total Harmonic Distortion)은 14.19 퍼센트로서 최소가 된다.From Equation 11, the input current is changed according to the winding ratio K = Ns / Np of the current injection single phase transformer TFm 540, and when the winding ratio K is 0.929, the total harmonic distortion (THD: Total Harmonic Distortion) Is the minimum of 14.19 percent.

도 9는 본 발명에 따른 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 α에 대한 보조 싸이리스터의 최적 점호각 β예시도이다.9 is an exemplary view of the optimum firing angle β of the auxiliary thyristor with respect to the phase angle α of the three-phase thyristor bridge 520 according to the present invention.

즉, 12-펄스 동작을 위하여 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 전 구간(위상각 0°< α< 180°)에서 입력전류의 전체고조파왜율을 14.19퍼센트로 유지할 수 있도록 하는 보조 싸이리스터의 점호각 β은 다음과 같다. 위상각 α이 0°≤ α≤ 30°시 0°≤ β≤ 30°, 30°≤ α≤ 150°시 β= 30° 및 150°≤ α≤ 180°시 30°≤ β≤ 60°이다.That is, for the 12-pulse operation, the auxiliary cycle for maintaining the total harmonic distortion of the input current at 14.19 percent in the entire phase angle (phase angle 0 ° <α <180 °) of the three-phase thyristor bridge 520. The firing angle β of the Lister is as follows. The phase angle α is 0 ° ≦ α ≦ 30 ° 0 ° ≦ β ≦ 30 °, 30 ° ≦ α ≦ 150 ° β = 30 ° and 150 ° ≦ α ≦ 180 ° 30 ° ≦ β ≦ 60 °.

또한, 18-펄스 동작을 위하여 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 10°< α< 170° 구간에서 입력전류의 전체고조파왜율을 9.26퍼센트로 유지할 수 있도록 하는 보조 싸이리스터의 점호각 β은 다음과 같다. 위상각 α이 10°≤ α≤ 30°시 0°≤ β≤ 20°, 30°≤ α≤ 150°시 β= 20° 및 150°≤ α≤ 170°시 20°≤ β≤ 40°이다.In addition, the firing angle β of the auxiliary thyristor to maintain the total harmonic distortion of the input current to 9.26 percent in the phase angle of 10 ° <α <170 ° of the three-phase thyristor bridge 520 for 18-pulse operation Is as follows. The phase angle α is 10 ° ≦ α ≦ 30 ° 0 ° ≦ β ≦ 20 °, 30 ° ≦ α ≦ 150 ° β = 20 ° and 150 ° ≦ α ≦ 170 ° 20 ° ≦ β ≦ 40 °.

마지막으로, 24-펄스 동작을 위하여 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 15°< α< 165° 구간에서 입력전류의 전체고조파왜율을 7.42퍼센트로 유지할수 있도록 하는 보조 싸이리스터의 점호각 β은 다음과 같다. 위상각 α이 15°≤ α≤ 30°시 0°≤ β≤ 15°, 30°≤ α≤ 150°시 β= 15° 및 150°≤ α≤ 165°시 15°≤ β≤ 30°이다.Finally, the firing angle of the auxiliary thyristor for maintaining the total harmonic distortion of the input current at 7.42 percent in the phase angle 15 ° <α <165 ° of the three phase thyristor bridge 520 for 24-pulse operation. β is as follows. The phase angles α are 15 ° ≦ α ≦ 30 ° 0 ° ≦ β ≦ 15 °, 30 ° ≦ α ≦ 150 ° β = 15 ° and 150 ° ≦ α ≦ 165 ° 15 ° ≦ β ≦ 30 °.

도 10은 본 발명에 따른 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 α에 대한 입력전류의 전체고조파왜율 예시도이다.10 is an exemplary diagram of total harmonic distortion of the input current with respect to the phase angle α of the three-phase thyristor bridge 520 according to the present invention.

12-펄스 컨버터는 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 전 구간에서 전체고조파왜율을 14.19퍼센트로 유지할 수 있다. 또한, 18-펄스 컨버터의 경우, 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 10°< α< 170°구간에서 전체고조파왜율을 9.26퍼센트로 유지할 수 있으며, 24-펄스 컨버터의 경우 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 15°< α< 165°구간에서 전체고조파왜율을 7.42퍼센트로 유지함이 가능하다.The 12-pulse converter can maintain the total harmonic distortion at 14.19 percent over the entire phase angle of the three-phase thyristor bridge 520. In addition, in the case of an 18-pulse converter, the total harmonic distortion can be maintained at 9.26 percent at a phase angle of 10 ° <α <170 ° in the three-phase thyristor bridge 520, and in the case of a 24-pulse converter, the three-phase It is possible to maintain the total harmonic distortion at 7.42 percent in the phase angle 15 ° <α <165 ° of the thyristor bridge 520.

여기서, 18-펄스 동작시 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 위상각 α이 0°~ 10°및 170°~ 180°구간, 24-펄스 동작시 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520) 위상각 α이 0°~ 15°및 165°~ 180°구간에서 전체고조파왜율이 약간 상승하게 되는데 이는 이 구간에서 보조 싸이리스터가 순바이어스되지 않아 상기 전류주입용 변압기 TFm의 1차측 전류 im을 만들 수 없기 때문이다.Here, the phase angle α of the three-phase thyristor bridge 520 in an 18-pulse operation ranges from 0 ° to 10 ° and 170 ° to 180 °, and the phase angle α of the three-phase thyristor bridge 520 in 24-pulse operation. The total harmonic distortion is slightly increased in the 0 ° to 15 ° and 165 ° to 180 ° sections because the secondary thyristor is not forward biased in this section, making it impossible to make the primary current im of the current injection transformer TFm. to be.

이와 같이 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 α에 따라 상기 보조 싸이리스터 Tp 및 Tq의 점호각 βp(= β)와 βq(= β+60°)를 조정함으로써 상기 입력전류를 항상 12-펄스 특성의 파형으로 유지하는 것이 가능하다.As described above, the input current is always 12 by adjusting the firing angles βp (= β) and βq (= β + 60 °) of the auxiliary thyristors Tp and Tq according to the phase angle α of the three-phase thyristor bridge 520. It is possible to maintain the waveform of the pulse characteristic.

즉, 상기 도 6은 상기 3상 싸이리스터 브릿지의 위상각 α= 30°, βp = 30°, βq = 90°일 때 입력전류 ia는 12-펄스의 파형을 갖는 것을 알 수 있다.That is, FIG. 6 shows that the input current ia has a 12-pulse waveform when the phase angles α = 30 °, βp = 30 ° and βq = 90 ° of the three-phase thyristor bridge.

한편, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 부하단에 걸리는 전압 vo은 다음과 같다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the voltage vo applied to the load terminal is as follows.

이 때 상기 수학식 12 중 전압 vx은 Tp가 도통하면 vx = (Ns/Np)vm이 되고, Tq가 도통하면 vx = - (Ns/Np)vm이 된다. 결국, 이와 같이 전압 vx이 상기 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 출력전압 vd에 더해져서 부하단에 걸리는 부하전압 vo는 12-펄스의 개선된 파형을 얻는다.At this time, the voltage vx in Equation 12 becomes vx = (Ns / Np) vm when Tp conducts, and vx =-(Ns / Np) vm when Tq conducts. As a result, the voltage vx is thus added to the output voltage vd of the three-phase thyristor bridge 520 so that the load voltage vo applied to the load stage obtains an improved waveform of 12-pulse.

도 11은 본 발명에 따른 18-펄스 및 24-펄스 동작을 위한 보조 싸이리스터의 구성 및 동작파형도이다.11 is a configuration and operation waveform diagram of an auxiliary thyristor for 18-pulse and 24-pulse operation according to the present invention.

본 발명에 따르면 종래의 6-펄스 컨버터에 2개의 보조 싸이리스터를 추가하여 12-펄스로 동작시키는 것이 가능한 바, 이와 동일한 방식으로 보조회로에 P/6개의 싸이리스터를 사용함으로써 P-펄스 컨버터를 구현할 수 있다. 즉, 보조 싸이리스터의 추가만으로 펄스 수를 무한히 증대시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to operate a 12-pulse by adding two auxiliary thyristors to a conventional 6-pulse converter. In the same manner, a P-pulse converter is used by using P / 6 thyristors in an auxiliary circuit. Can be implemented. That is, the number of pulses can be increased infinitely only by adding the auxiliary thyristors.

18-펄스 동작을 위하여 보조 싸이리스터 Tq, Tn 및 Tp에 대한 점호각 βq, βn 및 βp를 도 11(가)와 같이 할 때 전류주입용 변압기 TFm의 1차측에 유기되는 전류 im은 3-레벨의 파형을 갖는다. 마찬가지로, 24-펄스 동작을 위하여 보조 싸이리스터 Tq1, Tq2, Tp2 및 Tp1에 대한 점호각 βq1, βq2, βp2 및 βp1를 도 11(나)와 같이 할 때 전류주입용 변압기 TFm(540)의 1차측에 유기되는 전류 im은 4-레벨의 파형을 갖는다.When the firing angles βq, βn and βp for the auxiliary thyristors Tq, Tn and Tp for 18-pulse operation are as shown in Fig. 11 (a), the current im induced at the primary side of the current injection transformer TFm is 3-level. Has a waveform. Similarly, when the firing angles βq1, βq2, βp2 and βp1 for the auxiliary thyristors Tq1, Tq2, Tp2 and Tp1 for 24-pulse operation are as shown in Fig. 11 (b), the primary side of the current injection transformer TFm 540 The current im induced at has a four-level waveform.

상기 12-펄스 컨버터에서 유도한 모든 식들은 P-펄스 컨버터에서도 유효하며, 상기 수학식 11의 입력전류 ia는 상기 전류주입용 변압기 TFm(540)의 1차측 전류 im에 따라 변한다.All equations derived from the 12-pulse converter are also valid in the P-pulse converter, and the input current ia of Equation 11 varies according to the primary current im of the current injection transformer TFm 540.

도 12는 본 발명에 따른 3상 싸이리스터 브릿지(520)의 위상각 α이 30°일 때, P-펄스의 입력전류 및 부하전압 파형도이다.12 is a waveform diagram of input current and load voltage of the P-pulse when the phase angle α of the three-phase thyristor bridge 520 according to the present invention is 30 °.

도 12(가)는 상기 3상 브릿지 싸이리스터(520)의 위상각 α이 30°일 때, 입력전류 ia 및 부하전압 vo이 18-펄스의 특성을 보이고, 도 12(나)는 24-펄스의 특성을 갖는 것을 알 수 있다.12 (a) shows that the input current ia and the load voltage vo have 18-pulse characteristics when the phase angle α of the three-phase bridge thyristor 520 is 30 °, and FIG. 12 (b) shows 24-pulse. It can be seen that it has the characteristics of.

표 1은 본 발명에 따른 P-펄스 컨버터의 제어방법과 성능예시표이다.Table 1 shows a control method and a performance example of the P-pulse converter according to the present invention.

즉, 12-펄스 컨버터, 18-펄스 컨버터 및 24-펄스 컨버터에 대한 전류주입용 변압기의 권선비, 보조 싸이리스터의 최적 점호각, 보조 싸이리스터의 도통순서, 입력전류의 전체고조파왜율 및 부하전압의 리플율(RF: Ripple Factor)를 제시하고 있다.That is, the winding ratio of the current injection transformer for the 12-pulse converter, the 18-pulse converter and the 24-pulse converter, the optimum firing angle of the auxiliary thyristor, the conduction order of the auxiliary thyristor, the total harmonic distortion of the input current and the load voltage. Ripple Factor (RF) is presented.

어느 경우에나 각 보조 싸이리스터의 최적 점호각들에 대한 자유도(Degree of Freedom)는 1로서 임의의 3상 브릿지 싸이리스터 위상각 α에 대한 최적 점호각 β을 구하여 일정한 간격으로 점호하면 된다. 또한, 입력전압 1주기 동안의 점호방법은 왼쪽의 보조 싸이리스터로부터 오른쪽의 보조 싸이리스터까지 동작시킨 후 다시 왼쪽의 보조 싸이리스터까지 동작시킨다.In either case, the degree of freedom for the optimum firing angles of the respective auxiliary thyristors is 1, and the optimum firing angle β for any three-phase bridge thyristor phase angle α may be obtained and then fired at regular intervals. In addition, the firing method for one cycle of the input voltage is operated from the auxiliary thyristor on the left side to the auxiliary thyristor on the right side, and then to the auxiliary thyristor on the left side.

도 13은 본 발명에 따른 전원 분리형 P-펄스 컨버터 일실시예이다.13 is an embodiment of a separate power supply type P-pulse converter according to the present invention.

전원과의 분리가 필요한 UPS 혹은 SVC 등의 응용분야에서는 지그재그형 변압기를 별도로 사용할 필요없이 기존 전원단의 Δ- Y 주변압기에 전류를 주입하는 것으로 충분하다.In applications such as UPS or SVC that require separation from the power supply, it is sufficient to inject current into the Δ-Y peripheral voltage of the existing power stage without using a zigzag transformer separately.

도 14는 본 발명에 따른 12-펄스 컨버터의 동작 파형도이다.14 is an operational waveform diagram of a 12-pulse converter according to the present invention.

도 15는 본 발명에 따른 18-펄스 컨버터의 동작 파형도이다.15 is an operational waveform diagram of an 18-pulse converter according to the present invention.

도 16은 본 발명에 따른 24-펄스 컨버터의 동작 파형도이다.16 is an operational waveform diagram of a 24-pulse converter according to the present invention.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the foregoing embodiments and the accompanying drawings. It is not limited to.

상기와 같이 본 발명은 기존의 6-펄스 컨버터에 추가기능으로서 상기에 서술한 보조회로를 사용하여 펄스 수를 증대시킴으로써 입력전류와 출력전압의 고조파를 저감하여 다-펄스화하는 함으로써 기존에 브릿지를 이중접속하여 12-펄스 컨버터를 기초로 하는 다-펄스방식과 달리 부하용량과 같은 정격의 위상변압기를 사용하지 않아도 되고, 이중접속의 문제점인 위상변압기의 비대칭성에 기인한 상간 리액터의 포화문제를 해결하는 효과가 있다. 또한, 최소한의 수량의 싸이리스터를 사용한 보조회로를 사용하여 입력전류와 출력전압의 파형을 개선할 수 있고, 최소한의 싸이리스터를 사용하므로 경제적인 컨버터의 구현이 가능하다.As described above, the present invention uses the auxiliary circuit described above as an additional function to the existing 6-pulse converter to increase the number of pulses, thereby reducing the harmonics of the input current and the output voltage to multi-pulse the existing bridge. Unlike the multi-pulse method based on the 12-pulse converter by double connection, it is not necessary to use a phase transformer rated at the same load capacity and solves the saturation problem of the phase reactor due to the asymmetry of the phase transformer which is a problem of the double connection. It is effective. In addition, the auxiliary circuit using the minimum number of thyristors can be used to improve the waveform of the input current and output voltage, and the use of the minimum thyristors enables economical converter implementation.

Claims (10)

3상교류 입력전원을 3상 싸이리스터 브릿지로 직류변환하여 부하에 공급하는 3상 싸이리스터 브릿지를 사용하는 컨버팅 장치에 있어서,In a converting apparatus using a three-phase thyristor bridge that converts a three-phase AC input power into a three-phase thyristor bridge and supplies it to a load, 직류단의 중앙에 상기 부하와 병렬로 연결된 단권변압기;A single winding transformer connected in parallel with the load at the center of the DC terminal; 상기 직류단에 걸리는 전압을 분할하기 위하여 상기 단권변압기의 양측에 연결된 두개의 커패시터;Two capacitors connected to both sides of the single winding transformer to divide the voltage applied to the DC terminal; 상기 단권변압기 중앙에 난 탭과 상기 3상교류 입력전원 사이에 연결된 1차측과, 상기 단권변압기의 하측부와 상기 부하의 하측부 사이에 연결된 2차측을 포함하는 단상변압기;A single phase transformer including a primary side connected between an egg tap and a three-phase AC input power source in the center of the single winding transformer, and a secondary side connected between a lower side of the single winding transformer and a lower side of the load; 상기 3상교류 입력전원과 상기 단상변압기의 1차측 사이에 연결된 지그재그형 변압기; 및A zigzag transformer connected between the three-phase AC input power and the primary side of the single-phase transformer; And 상기 단상변압기의 2차측에 연결된 복수의 보조 싸이리스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.And a plurality of auxiliary thyristors connected to the secondary side of the single phase transformer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 보조 싸이리스터는 P-펄스를 만들기 위하여 P/6개를 사용하는 것을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.The plurality of auxiliary thyristors are multi-pulse thyristors converting apparatus using an auxiliary circuit, characterized in that using P / 6 to make a P-pulse. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 보조 싸이리스터는 2개임을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.Multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit, characterized in that the plurality of auxiliary thyristors are two. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 보조 싸이리스터는 3개임을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.Multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit, characterized in that the plurality of auxiliary thyristors three. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 보조 싸이리스터는 4개임을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.Multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit, characterized in that the plurality of auxiliary thyristors four. 제1, 2, 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 2, 3, 상기 복수의 보조 싸이리스터의 점호각 β과 상기 3상 브릿지 싸이리스터의 위상각 α의 관계는The relationship between the firing angle β of the plurality of auxiliary thyristors and the phase angle α of the three-phase bridge thyristor 0°≤ α≤ 30°시 0°≤ β≤ 30°,0 ° ≤ β≤ 30 ° at 0 ° ≤ α≤ 30 °, 150°≤ α≤ 180°시 30°≤ β≤ 60°150 ° ≤ α≤ 180 ° 30 ° ≤ β≤ 60 ° 임을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.Multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit characterized in that. 제1, 2, 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 2 and 4, 상기 복수의 보조 싸이리스터의 점호각 β과 상기 3상 브릿지 싸이리스터의 위상각 α의 관계는The relationship between the firing angle β of the plurality of auxiliary thyristors and the phase angle α of the three-phase bridge thyristor 10°≤ α≤ 30°시 0°≤ β≤ 20°,0 ° ≤ β≤ 20 ° at 10 ° ≤ α≤ 30 °, 150°≤ α≤ 170°시 20°≤ β≤ 40°20 ° ≤ β≤ 40 ° at 150 ° ≤ α≤ 170 ° 임을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.Multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit characterized in that. 제1, 2, 5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 2, 5, 상기 복수의 보조 싸이리스터의 점호각 β과 상기 3상 브릿지 싸이리스터의 위상각 α의 관계는The relationship between the firing angle β of the plurality of auxiliary thyristors and the phase angle α of the three-phase bridge thyristor 15°≤ α≤ 30°시 0°≤ β≤ 15°,0 ° ≤ β≤ 15 ° at 15 ° ≤ α≤ 30 °, 150°≤ α≤ 165°시 15°≤ β≤ 30°150 ° ≤ α≤ 165 ° 15 ° ≤ β≤ 30 ° 임을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.Multi-pulse thyristor converting apparatus using an auxiliary circuit characterized in that. 3상교류 입력전원을 3상 싸이리스터 브릿지로 직류변환하여 부하에 공급하는 전원 분리형 3상 싸이리스터 브릿지를 사용하는 컨버팅 장치에 있어서,In a converting apparatus using a separate power three-phase thyristor bridge that converts the three-phase AC input power into a three-phase thyristor bridge to supply a load to the load, 직류단의 중앙에 상기 부하와 병렬로 연결된 단권변압기;A single winding transformer connected in parallel with the load at the center of the DC terminal; 상기 직류단에 걸리는 전압을 분할하기 위하여 상기 단권변압기의 양측에 연결된 두개의 커패시터;Two capacitors connected to both sides of the single winding transformer to divide the voltage applied to the DC terminal; 상기 단권변압기 중앙에 난 탭과 상기 3상 입력교류전원 사이에 연결된 1차측과, 상기 단권변압기의 하측부와 상기 부하의 하측부 사이에 연결된 2차측을 포함하는 단상변압기; 및A single phase transformer including a primary side connected between an egg tap and the three-phase input AC power source in the center of the single winding transformer, and a secondary side connected between a lower side of the single winding transformer and a lower side of the load; And 상기 단상변압기의 2차측에 연결된 복수의 보조 싸이리스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.And a plurality of auxiliary thyristors connected to the secondary side of the single phase transformer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 복수의 보조 싸이리스터는 P-펄스를 만들기 위하여 P/6개를 사용하는 것을 특징으로 하는 보조회로를 이용한 다-펄스 싸이리스터 컨버팅 장치.The plurality of auxiliary thyristors are multi-pulse thyristors converting apparatus using an auxiliary circuit, characterized in that using P / 6 to make a P-pulse.
KR10-2001-0021217A 2001-04-19 2001-04-19 Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit KR100398616B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0021217A KR100398616B1 (en) 2001-04-19 2001-04-19 Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0021217A KR100398616B1 (en) 2001-04-19 2001-04-19 Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020081820A KR20020081820A (en) 2002-10-30
KR100398616B1 true KR100398616B1 (en) 2003-09-19

Family

ID=27701825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0021217A KR100398616B1 (en) 2001-04-19 2001-04-19 Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100398616B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040037857A (en) * 2002-10-30 2004-05-08 한국전력공사 Multi-pulse transmission system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102629309B1 (en) * 2021-11-24 2024-01-24 경북대학교 산학협력단 3­level Neutral Point Clamped Converter for Capacitor Ripple Reduction Using Zigzag Transformer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155421A (en) * 1980-05-01 1981-12-01 Nagano Aichi Denki Kk Phase controlling circuit of thyristor
US4532581A (en) * 1983-05-19 1985-07-30 Shota Miyairi Circuit for reducing harmonics and pulsation in multiplex polyphase rectifying circuits or inverters, respectively provided with interphase reactors
JPH11178358A (en) * 1997-12-12 1999-07-02 Fuji Electric Co Ltd Power conversion device
US5982648A (en) * 1997-12-17 1999-11-09 Schneider Electric Sa Three-phase ac-dc converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155421A (en) * 1980-05-01 1981-12-01 Nagano Aichi Denki Kk Phase controlling circuit of thyristor
US4532581A (en) * 1983-05-19 1985-07-30 Shota Miyairi Circuit for reducing harmonics and pulsation in multiplex polyphase rectifying circuits or inverters, respectively provided with interphase reactors
JPH11178358A (en) * 1997-12-12 1999-07-02 Fuji Electric Co Ltd Power conversion device
US5982648A (en) * 1997-12-17 1999-11-09 Schneider Electric Sa Three-phase ac-dc converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040037857A (en) * 2002-10-30 2004-05-08 한국전력공사 Multi-pulse transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020081820A (en) 2002-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nami et al. Five level cross connected cell for cascaded converters
JP5977287B2 (en) Multi-level inverter
RU2344535C2 (en) Multiphase converting circuit with low content of higher harmonics
US5337227A (en) Harmonic neutralization of static inverters by successive stagger
US10177684B2 (en) Converter for an AC system
WO2019238443A1 (en) Voltage source converter generating at least two pulse trains using at least three voltage levels
CA2844939C (en) Power conversion system and method
Xu et al. A medium voltage AC drive with parallel current source inverters for high power applications
EP3649729B1 (en) Hybrid power converter
CN110100383B (en) Voltage source converter with improved operation
JP3631738B2 (en) Multi-pulse HVDC system
Choi New pulse multiplication technique based on six-pulse thyristor converters for high-power applications
Saied et al. On three-phase six-switches voltage source inverter: A 150° conduction mode
EP0126180A2 (en) Circuit for reducing harmonics and pulsation in multiplex polyphase rectifying circuits or inverters, respectively provided with interphase reactors
KR100398616B1 (en) Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit
WO2019007475A1 (en) Submodule for a modular multilevel converter
CN109039126B (en) Control method for reducing loss of full-bridge MMC sub-module
Monfared et al. Cost comparison of four-level NNPC converter with four-level FC and NPC converters
Das et al. DC ripple reinjection: A review
Liu et al. Reinjection concept: A new option for large power and high-quality AC–DC conversion
CN108604877B (en) Sub-module of chain-link converter
Choi et al. Multi-pulse converters for high voltage and high power applications
Marchesoni et al. Study of the MMC circulating current for optimal operation mode in HVDC applications
KR101224589B1 (en) Multilevel inverter
Fukuda et al. Auxiliary supply-assisted 12-pulse phase-controlled rectifiers with reduced input current harmonics

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee