NO151437B - Fremgangsmaate samt statisk omretter, for kopling av et flerfaset primaernett med et enfaset sekundaernett - Google Patents
Fremgangsmaate samt statisk omretter, for kopling av et flerfaset primaernett med et enfaset sekundaernett Download PDFInfo
- Publication number
- NO151437B NO151437B NO783058A NO783058A NO151437B NO 151437 B NO151437 B NO 151437B NO 783058 A NO783058 A NO 783058A NO 783058 A NO783058 A NO 783058A NO 151437 B NO151437 B NO 151437B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- phase
- inverter
- network
- direct
- equal
- Prior art date
Links
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 8
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/27—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means for conversion of frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en statisk omretter for kopling av et flerfaset primærnett med et enfaset sekundærnett, spesielt for kopling av et trefaset 50 Hz-nett med et enfaset 16 2/3 Hz-nett, idet den statiske omretter består av to direkteomrettere som er parallell-
koplet på trefasesiden, idet den ene direkte-omretter på den enfasede utgang via en induktivitet og den andre direkte-omretter på den enfasede utgang via en seriekobling av en kapasitet og en induktivitet er tilført en felles transformator som mater det enfasede sekundærnett.
Koplingen av en slik nettkoplingsomretter som er foreslått tidligere, er vist i den eneste figuren. De to del-direkteomrettere DUR 1 og DUR 2 er parallellkoplet på trefase-strøm-
siden (hvorved det selvsagt påses at deres kommuteringsproses-ser ikke påvirker hverandre). Deres 16 2/3 Hz-utganger blir dels via en induktans XL og dels via en seriekopling XLC av enkapasitet og en induktivitet ført til en felles transformator T. Sistnevnte forsyner driftsnettet, som f.eks. kan være et banenett.
Denne kopling virker imidlertid bare tilfredsstillende - dvs.
ved fullstendig unngåelse av nytteeffekt-pulseringer - ved full effekt (100%). Den er derfor ikke generelt brukbar uten ekstra foranstaltninger.
I det følgende skal vi først se på likningene for det tidsmessige forløp av nytteeffekten og blindeffekten på 50 Hz-siden i en slik kopling.
Strømmene i^; 1^ og spenningene u-^; ^ for direkteomretterne
DUR 1 og 2 på 16 2/3 Hz-siden forutsettes som rent sinusformet
og med følgende tidsmessige forløp:
Nytteeffekten pl og p2
Forutsett at direkte-omformerne
- arbeider tapsfritt
- og ikke inneholder lager
er det tidsmessige forløp av nytteeffekten identisk på inn-gangs- og utgangssiden. Det beregnes ifølge følgende likninger:
Nytteeffekten består således av en konstant andel pl, 2 = og en pulserende andel pl, 2^.
Som addisjonseffekt p fås:
Ved s<y>mmetriske trefasestrømsystemer fremkommer som kjent
en kontinuerlig effektfluks. Ved enfase-vekselstrømsystemer er nytteeffekten derimot prinsipielt pulserende.
Ved direkte-omrettere som forbinder et trefasestrømsystem med et enfase-vekselstrømsystem, kan man således bare hindre over-føringen av den pulserende nytteeffekt på trefase-strømsiden, hvis nettkoplingen omfatter ekstra lågere som er anordnet på egnet måte.
For dette formål føres utgangsspenningene for de nevnte to direkte-omrettere (DUR 1 og DUR 2 i figuren) via en induktans XT hhv. via en kapasitet og induktans X til en felles transformator T, som forsyner banenettet. Disse induktanser og kapasiteter overtar lagringsfunksjonen.
Induktanser og kapasiteter er dimensjonert slik at man i første rekke ved 100%ig effekt kan styre omretterutgangsspen-ningene u^ og U£ likt i amplituden og 90° innbyrdes forskjøvet i fasestilling. Derved er omretterutgangsstrømmene i^ og ±^ til enhver tid i fase med tilordnede spenninger u^ og u«
samt like i amplitudene.
Derved oppstår det på 16 2/3 Hz-siden et dreiefelt med kontinuerlig nytteeffektfluks.
Som nevnt ovenfor, funksjonerer dette prinsipp i første rekke bare ved full effekt (100%) og kan derfor ikke utnyttes generelt uten videre.
Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utforme og dimensjonere den kopling som er konstruert på grunnlag av dette generelle prinsipp, slik at nytteeffektpulsering unngås over hele effektområdet 0-100%. Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at de to impedanser XL, XLC gjøres verdimessig like store
at omretter-utgangsspenningenes amplituder U^, U^, gjøres like store og deres faser W 2 i forhold til sekundærnett-spenningsviseren velges motsatt like: hvor U er utgangsspenningen av den statiske omretter som består av de to parallellkoplede direkte-omretterne, idet også de tilsvarende strømmer i^, i 2 blir lik hverandre: hvor i betyr utgangsstrømmen av den statiske omretter som består av de to parallellkoplede direkte-omretterne, og hvis faser står i relasjon
til hverandre.
De innbyrdes like impedanser X^ = x ^ = X velges slik at deres spenningsfall i^. X verdimessig er lik omretter-utgangsspenningen (U): og strømmenes og spenningenes fasevinkel velges slik at relasjonene
er oppfylt. Omretter-utgangsspenningens amplitude holdes konstant uavhengig av ydelsen, mens dens fase dreier.
Den statiske omretteren kjennetegnes ifølge oppfinnelsen ved at de to impedanser X J_j , X J-jL- er verdimessig like store
Omretteren kan være en trapesomretter, idet det på omretterens primær- hhv. sekundærside kan være anordnet en trinntransformator.
Som det lett kan demonstreres vil den pulseringsavhengige
andel av nytteeffekten falle bort under disse betingelser.
Hvis man så setter
og substituerer de ovenstående uttrykk i likningen (5) for nytteeffekten, får man: _ ■u-r Det første ledd i den firkantete parantes forsvinner åpen-lyst, slik at man får:
dvs. pulseringsavhengighet er eliminert.
Det kan også uttrykkes slik at det ved avtakende effekt - hvorved de to omretter-utgangsspenningsindikatorer og U_2 på grunn av det lave spenningsfall tiltakende nærmer seg hverandre i fasestilling - muliggjøres en styring, hvor omretter-utgangsstrømvektorene 1^ og fjerner seg fra hverandre i fasestilling i samme utstrekning som spenningsvektorene nærmer seg hverandre, og at nytteeffektfluksen derved forblir kontinuerlig .
Et særlig viktig anvendelsesområde av oppfinnelsen er bane-drift (helstatisk banenett-koplingsomretter). Uten ytter-ligere forholdsregler kan man ikke unngå at blindeeffekten på 50 Hz-siden først er pulserende.
I så henseende vil drift av nettkoplingsomretteren som trapesomformer være gunstig. Derved oppnås en sterk reduksjon av blindeeffekten og blindeeffekt-pulseringen (maks. fra 100% til 20% i øvre effektområde). Dessuten muliggjøres derved en bedre utnyttelse av den installerte strømrettereffekt (med opp til 20%). En ulempe er at nytteeffektpulseringene ikke lenger kan undertrykkes helt. Dessuten fremkommer mer strøm-svingninger på 16 2/3 Hz-siden.
For at det skal kunne kjøres med en trapesdrift i hele effektområdet, må det enten anordnes en trinn-transformator (på 50 Hz- eller 16 2/3 Hz-siden), som kan justeres tilsvarende den nødvendige omretterutgangsspenning mellom 0,5 p.u. og 0,7 p.u.
(i tillegg ville komme et justeringsområde for kompensering
av spenningsendringene i 50 Hz- og 16 2/3 Hz-nettet), eller man lar omretterutgangsspenningsamplituden være konstant, uavhengig av effekten (mens fasen forskyves).
I stedet for lagrings-seriekoplingen XL(_, ville teoretisk bare
en kapasitet være nødvendig. Det ville riktignok medføre at oversvingningsstrømmen for vedkommende direkteomretter på 16 2/3 Hz-siden ville stige sterkt. Derfor er det av praktiske grunner hensiktsmessig å kople en induktans i serie med kapasiteten. Kapasiteten må derved dog forstørres tilsvarende.
Endelig skal bemerkes at samme fremgangsmåte som her er be-skrevet for undertrykkelse av nytteeffektpulseringen for helstatiske nettkoplingsomrettere også kan benyttes foir elimi-nering av mellomkrets-effektpulseringen ved lokomotiver med en tvangsmessig kommutert vekselretter med likespennings-mellomkrets på nettsiden. Ved slike tilfeller er den hittil vanlige løsning et filter i likespennings-mellomkretsen.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for kobling av et flerfaset primærnett med et enfaset sekundærnett, spesielt for kobling av et trefaset 50-Hz-nett med et enfaset 16 2/3-Hz-nett, idet den statiske omretter består av to direkteomrettere som er parallellkoblet på trefasesiden, idet den ene direkte-omretter (DUR-j^) på den enfasede utgang via en induktivitet (XL) og den andre direkte-omretter (DU^) på den enfasede utgang via en seriekobling (X ) av en kapasitet og en induktivitet er tilført en felles transformator (T) som mater det enfasede sekundærnett, karakterisert ved at de to impedanser X Li , X Li\^ gjøres verdimessig like store
at omretter-utgangsspenningenes amplituder U^, gjøres like store og deres faser ^ rji' ^ u2 i f°rh°-'-c^ *-il sekundærnett-spenningsviseren velges motsatt like:
hvor U er utgangsspenningen av den statiske omretter som består av de to parallellkoblede direkte-omretterne, idet også de tilsvarende strømmer i^, ±2 blir lik hverandre:
hvor i betyr utgangsstrømmen av den statiske omretter som består av de to parallellkoblede direkte-omretterne, og hvis faser står i relasjon
tilhverandre.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de innbyrdes like impedanser
= XLC = X velges slik at deres spenningsfall i^ ' X verdimessig er lik omretter-utgangsspenningen (U) :
og at strømmenes og spenningenes fasevinkel velges slik at relasjonene
er oppfylt.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at omretter-utgangsspenningens (U^, l^) amplitude holdes konstant uavhengig av ydelsen mens dens fase ( ip ^, ^u2^ dreier.
4. Statisk omretter for kobling av et flerfaset primærnett med et enfaset sekundærnett, spesielt for kobling av et trefaset 50-Hz-nett med et enfaset 16 2/3-Hz-nett, idet den statiske omretter består av to direkteomrettere som er parallellkoblet på trefasesiden, idet den ene direkte-omretter (DUR,) på den enfasede utgang via en induktivitet (X ) og den andre direkte-omretter (DUR-,) på den enfasede utgang via en seriekobling (X ) av en kapasitet og en induktivitet er tilført en felles transformator (T) som mater det enfasede sekundærnett, karakterisert ved atde to impedanser X , X er verdimessig like store
5. Omretter som angitt i krav 1, karakterisert ved at det er en trapesomretter.
6. Omretter som angitt i krav 3, karakterisert ved at det på omretterens primær- hhv. sekundærside er anordnet en trinntransformator.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1121877A CH635214A5 (en) | 1977-09-14 | 1977-09-14 | Static converter |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO783058L NO783058L (no) | 1979-03-15 |
NO151437B true NO151437B (no) | 1984-12-27 |
NO151437C NO151437C (no) | 1985-04-10 |
Family
ID=4371243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO783058A NO151437C (no) | 1977-09-14 | 1978-09-08 | Fremgangsmaate samt statisk omretter, for kopling av et flerfaset primaernett med et enfaset sekundaernett |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT373449B (no) |
CH (1) | CH635214A5 (no) |
DE (1) | DE2746588A1 (no) |
NO (1) | NO151437C (no) |
SE (1) | SE444376B (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2939514A1 (de) * | 1979-09-28 | 1981-04-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur uebertragung elektrischer energie hoher leistung aus einem dreiphasigen versorgungsnetz hoeherer frequenz in ein einphasiges lastnetz niedrigerer frequenz |
DE3213778A1 (de) * | 1982-04-08 | 1983-10-13 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Netzkupplung zum austausch elektrischer energie zwischen einem dreiphasennetz hoeherer frequenz und einem einphasennetz niedrigerer frequenz |
DE19828404C1 (de) * | 1998-06-25 | 2000-01-05 | Siemens Ag | Unterwerk zur Speisung zweier Streckenabschnitte eines elektrifizierten Eisenbahnnetzes |
-
1977
- 1977-09-14 CH CH1121877A patent/CH635214A5/de not_active IP Right Cessation
- 1977-10-15 DE DE19772746588 patent/DE2746588A1/de active Granted
-
1978
- 1978-07-03 AT AT0480978A patent/AT373449B/de not_active IP Right Cessation
- 1978-09-08 NO NO783058A patent/NO151437C/no unknown
- 1978-09-08 SE SE7809490A patent/SE444376B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT373449B (de) | 1984-01-25 |
DE2746588C2 (no) | 1988-06-23 |
SE444376B (sv) | 1986-04-07 |
ATA480978A (de) | 1983-05-15 |
DE2746588A1 (de) | 1979-03-22 |
SE7809490L (sv) | 1979-03-15 |
CH635214A5 (en) | 1983-03-15 |
NO151437C (no) | 1985-04-10 |
NO783058L (no) | 1979-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10242658B4 (de) | Leistungsumwandlungsvorrichtung | |
US5642275A (en) | Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources | |
EP2835901B1 (en) | Power conversion device | |
US20190157986A1 (en) | Inverter device, energy storage system and method of controlling an inverter device | |
JP6180641B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CN107567680B (zh) | 具有有源转换器的变速驱动器 | |
WO2011065253A1 (ja) | 電力変換装置 | |
US5835364A (en) | Harmonic eliminating PWM converter | |
EP2719045B1 (en) | A compensating system for medium or high voltage applications | |
EP3111544B1 (en) | Power conversion apparatus comprising sic transistors | |
RU2559042C1 (ru) | Устройство преобразования мощности | |
EP3093976B1 (en) | Electric power conversion system | |
US9209679B2 (en) | Method and apparatus for transferring power between AC and DC power systems | |
Gao et al. | DC–AC inverters | |
EP2677654A1 (en) | Inverter circuit | |
JPH07163153A (ja) | 単相3線式インバータ装置の制御方法 | |
NO151437B (no) | Fremgangsmaate samt statisk omretter, for kopling av et flerfaset primaernett med et enfaset sekundaernett | |
CN104796019A (zh) | 一种z源三电平pwm整流器及其控制方法 | |
CN113261194A (zh) | 减少电源中的输入谐波失真 | |
US11677335B2 (en) | Method for operating a power converter | |
CN107968560B (zh) | 一种中高频模块化多电平换流器死区控制方法 | |
Peterson et al. | Modeling and analysis of multipulse uncontrolled/controlled ac-dc converters | |
CN114567191A (zh) | 一种基于混合mmc的btb换流器及其控制方法 | |
Moussa et al. | Design and control of a diode clamped multilevel wind energy system using a stand-alone AC-DC-AC converter | |
Ramirez et al. | A space vector modulation algorithm for a grid-connected single-phase seven level inverter |