RU121971U1 - Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь - Google Patents
Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU121971U1 RU121971U1 RU2011128934/07U RU2011128934U RU121971U1 RU 121971 U1 RU121971 U1 RU 121971U1 RU 2011128934/07 U RU2011128934/07 U RU 2011128934/07U RU 2011128934 U RU2011128934 U RU 2011128934U RU 121971 U1 RU121971 U1 RU 121971U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- block
- load
- transistors
- transistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь, содержащий три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными к началу и концу нагрузки, и снабженные двумя электронными ключами в каждом блоке, причем общая точка соединения двух ключей в каждом блоке подсоединена к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, отличающийся тем, что в качестве электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы симметричной структуры, эмиттеры полупроводниковых транзисторов каждого блока соединены и подключены к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, одна общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к началу нагрузки, а другая общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к концу нагрузки.
Description
Предлагаемое изобретение относится к реверсивным полупроводниковым транзисторным выпрямительным устройствам и может быть использовано для выпрямления, регулирования и реверсирования тока в нагрузке при питании от трехфазной сети переменного напряжения.
Известен трехфазный мостовой диодный преобразователь, предназначенный для выпрямления постоянного тока, содержащий катодную и анодную группы шести диодов диодного моста, являющихся электронными ключами. Общая точка, объединяющая три катода трех диодов катодной группы диодов, соединена с началом нагрузки. Общая точка, объединяющая три анода трех диодов анодной группы диодов, соединена с концом нагрузки. Каждая пара выводов анода и катода, соединяющая между собой диоды катодной и анодной групп диодного моста, соединена с соответствующей фазой питающей сети трехфазного переменного напряжения (Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники / Г.С.Зиновьев. - НГТУ, 2001. - С.102, рис.2.8.1 (а)).
Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности регулирования величины выпрямленного постоянного тока и реверса тока в нагрузке, для осуществления которого необходима дополнительная мостовая схема, включенная параллельно диодному мосту и нагрузке и работающая в обратном направлении на нагрузку.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является реверсивный трехфазный тиристорный преобразователь, основанный на двухкомплектной реверсивной трехфазной мостовой схеме, у которого каждый мостовой комплект содержит три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными через уравнительные реакторы к началу и концу нагрузки. Каждый из трех блоков мостового комплекта снабжен двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые управляемые тиристоры. В каждом из трех блоков мостового комплекта общая точка соединения анода первого тиристора и катода второго тиристора связана с одной фазой питающей сети трехфазного переменного напряжения, катод первого тиристора соединен с началом нагрузки, а анод второго тиристора соединен с концом нагрузки. Одна общая точка группы выводов тиристоров обоих мостовых комплектов, объединяющая катоды первых тиристоров каждого из трех блоков каждого мостового комплекта, является плюсом реверсивного трехфазного тиристорного преобразователя, и соединена с началом нагрузки. Другая общая точка группы выводов тиристоров обоих мостовых комплектов, объединяющая аноды вторых тиристоров каждого из трех блоков каждого мостового комплекта, является минусом реверсивного трехфазного тиристорного преобразователя и соединена с концом нагрузки. При согласованном управлении двухкомплектной реверсивной трехфазной мостовой схемой должны использоваться уравнительные реакторы. (Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под редакцией В.И.Круповича, Ю.Г.Барыбина. - М.: Энергоиздат, 1982. - С.126, рис.1-153(д)).
Описанный реверсивный трехфазный тиристорный преобразователь имеет следующие недостатки:
- отсутствие возможности осуществления реверса, пуска и работы нагрузки постоянного тока от одной мостовой схемы;
- наличие возможности технологического короткого замыкание между мостами при нечетком управлении мостами разной полярности, а именно, при несвоевременном отключении одного моста и включении другого;
- необходимость при согласованном управлении соблюдать соотношение
α=180°-β,
где α и β - углы открытия тиристоров в соответствующих группах в двухкомплектной реверсивной трехфазной мостовой схеме;
- сложность силовой схемы и системы управления двумя мостовыми комплектами из трех блоков с электронными ключами каждый;
- повышенные габариты устройства, снабженного уравнительными реакторами между мостовыми комплектами;
- низкие показатели надежности и экономичности из-за использования большого количества элементов.
Предлагаемым изобретением решается проблема осуществления реверса, задача исключения технологического короткого замыкания, упрощения, как силовой схемы, так и системы управления реверсивным трехфазным мостовым транзисторным преобразователем, повышения надежности, уменьшения габаритов и стоимости устройства путем осуществления реверса, пуска и работы нагрузки постоянного тока от одной мостовой схемы.
Решение этой задачи достигается тем, что в реверсивном трехфазном мостовом транзисторном преобразователе, содержащем три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными к началу и концу нагрузки, и снабженные двумя электронными ключами в каждом блоке, причем общая точка соединения двух ключей в каждом блоке подсоединена к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, согласно изобретению в качестве электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы симметричной структуры. Эмиттеры полупроводниковых транзисторов каждого блока соединены и подключены к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения. Одна общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к началу нагрузки, а другая общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к концу нагрузки.
Осуществление реверса выпрямленного напряжения и реверса тока в нагрузке достигается путем использования возможности транзистора вследствие его симметричной структуры (p-n-p, n-p-n) пропускать ток в прямом и обратном направлении в ключевом режиме, а так же последовательностью управления транзисторами.
Исключение возможности технологического короткого замыкания, упрощение силовой схемы и системы управления, повышение надежности, уменьшение габаритов и стоимости устройства обеспечиваются использованием одного реверсивного моста.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя, обеспечивающего протекание постоянного тока в направлении «вперед»; на фиг.2. - принципиальная электрическая схема реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя, обеспечивающего протекание постоянного тока в направлении «назад»; на фиг.3. - временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном трехфазном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «вперед» и открытии пар транзисторов в течение всего рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения; на фиг.4. - временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «вперед» и частичном открытии пар транзисторов в течение каждого рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения; на фиг.5. - временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «назад» и открытии пар транзисторов в течение всего рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения; на фиг.6. - временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «назад» и частичном открытии пар транзисторов в течение каждого рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения.
Кроме того на чертеже используются следующие обозначения:
- Uc - источник трехфазного переменного напряжения;
- Ud - напряжение на нагрузке;
- А - напряжение на фазе А питающей сети трехфазного переменного напряжения;
- В - напряжение на фазе В питающей сети трехфазного переменного напряжения;
- С - напряжение на фазе С питающей сети трехфазного переменного напряжения;
- t - текущее время;
- Id - ток, протекающий через нагрузку;
- I, II, III, IV, V, VI - временные интервалы;
- VT1-VT6 - транзисторы;
- С1-С2 - начало и конец нагрузки соответственно;
- сплошные стрелки - направления протекания тока в цепи при положительном направлении напряжения;
- пунктирные стрелки - направления протекания тока в цепи при реверсном направлении напряжения;
~ - переменное напряжение.
Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь содержит три реверсивных ключевых полупроводниковых блока(блок 1, блок 2, блок 3): блок 1, снабженный двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые транзисторы 4 (VT1) и 5 (VT2) симметричной структуры; блок 2, снабженный двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые транзисторы 6 (VT3) и 7 (VT4) симметричной структуры; блок 3, снабженный двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые транзисторы 8 (VT5) и 9 (VT6) симметричной структуры.
В блоке 1 эмиттер транзистора 4 (VT1) соединен с эмиттером транзистора 5 (VT2), и общая точка их соединения подключена к фазе А питающей сети трехфазного переменного напряжения. В блоке 2 эмиттер транзистора 6 (VT3) соединен с эмиттером транзистора 7 (VT4), и общая точка их соединения подключена к фазе В питающей сети трехфазного переменного напряжения. В блоке 3 эмиттер транзистора 8 (VT5) соединен с эмиттером транзистора 9 (VT6), и общая точка их соединения подключена к фазе С питающей сети трехфазного переменного напряжения.
Коллектор транзистора 4 (VT1) блока 1, коллектор транзистора 6 (VT3) блока 2, коллектор транзистора 8 (VT5) блока 3 объединены общей точкой, соединенной с началом 10 (С1) нагрузки. Коллектор транзистора 5 (VT2) блока 1, коллектор транзистора 7 (VT4) блока 2, коллектор транзистора 9 (VT6) блока 3 объединены общей точкой, соединенной с концом 11 (С2) нагрузки.
Таким образом, первый, второй и третий реверсивных ключевых полупроводниковых блоков связаны между собой общими точками, подсоединенными к началу 10 (С1) и концу 11 (С2) нагрузки (фиг.1, 2).
Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь работает следующим образом.
С помощью реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя возможно регулирование напряжения за счет частичного открывания транзисторов, а так же осуществление реверса выпрямленного напряжения на нагрузке путем использования возможности транзистора работать в ключевом режиме, вследствие его симметричной структуры (p-n-p, n-p-n), и при этом пропускать ток как в прямом, так и в обратном направлении.
Для осуществления пропускания выпрямленного тока по нагрузке в прямом направлении «вперед» необходимо подавать управляющие импульсы на транзисторы в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг.3.
Весь цикл работы реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя делится на шесть временных интервалов.
Во время первого интервала работают транзисторы 4 (VT1) и 7 (VT4). Включены и работают фазы А и В.
Во время второго интервала работают транзисторы 4 (VT1) и 9 (VT6), транзистор 7 (VT4) отключается. Включены и работают фазы А и С.
Во время третьего интервала работают транзисторы 6 (VT3) и 9 (VT6), транзистор 4 (VT1) отключается. Включены и работают фазы В и С.
Во время четвертого интервала работают транзисторы 6 (VT3) и 5 (VT2), транзистор 9 (VT6) отключается. Включены и работают фазы В и А.
Во время пятого интервала работают транзисторы 8 (VT5) и 5 (VT2), транзистор 6 (VT3) отключается. Включены и работают фазы С и А.
Во время шестого интервала работают транзисторы 8 (VT5) и 7 (VT4), транзистор 5 (VT2) отключается. Включены и работают фазы С и В.
После завершения шестого временного интервала весь цикл работы повторяется.
С помощью реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя возможно регулирование напряжения за счет частичного открывания транзисторов при положительном направлении напряжения (фиг.4), работа пар транзисторов и направление тока при этом не меняются, меняются только временные промежутки их работы.
Предложенное устройство позволяет производить реверс питающего напряжения на нагрузке в направлении «назад» (фиг.5).
Весь цикл работы реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя делится на шесть временных интервалов.
Во время первого интервала работают транзисторы 5 (VT2) и 6 (VT3). Включены и работают фазы А и В.
Во время второго интервала работают транзисторы 5 (VT2) и 8 (VT5), транзистор 6 (VT3) отключается. Включены и работают фазы А и С.
Во время третьего интервала работают транзисторы 7 (VT4) и 8 (VT5), транзистор 5 (VT2) отключается. Включены и работают фазы В и С.
Во время четвертого интервала работают транзисторы 7 (VT4) и 4 (VT1), транзистор 8 (VT5) отключается. Включены и работают фазы В и А.
Во время пятого интервала работают транзисторы 9 (VT6) и 4 (VT1), транзистор 7 (VT4) отключается. Включены и работают фазы С и А.
Во время шестого интервала работают транзисторы 9 (VT6) и 6 (VT3), транзистор 4 (VT1) отключается Включены и работают фазы С и В
После завершения шестого временного интервала весь цикл работы повторяется.
С помощью реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя возможно регулирование напряжения за счет частичного открывания транзисторов при реверсивном направлении напряжения (фиг.6), работа пар транзисторов и направление тока при этом не меняются, меняются только временные промежутки их работы.
Таким образом, на основании вышеизложенного видно, что предлагаемое изобретение имеет преимущество по сравнению с известным реверсивным трехфазным тиристорным преобразователем, так как исключается возможность технологического короткого замыкания, нет необходимости соблюдать согласование углов открытия транзисторов в устройстве, повышается надежность всего устройства, так как уменьшается общее количество полупроводниковых коммутационных блоков и отсутствуют уравнительные реакторы.
Claims (1)
- Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь, содержащий три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными к началу и концу нагрузки, и снабженные двумя электронными ключами в каждом блоке, причем общая точка соединения двух ключей в каждом блоке подсоединена к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, отличающийся тем, что в качестве электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы симметричной структуры, эмиттеры полупроводниковых транзисторов каждого блока соединены и подключены к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, одна общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к началу нагрузки, а другая общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к концу нагрузки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128934/07U RU121971U1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128934/07U RU121971U1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU121971U1 true RU121971U1 (ru) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128934/07U RU121971U1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU121971U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185925U1 (ru) * | 2018-09-04 | 2018-12-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Реверсивный транзисторный мост |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011128934/07U patent/RU121971U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185925U1 (ru) * | 2018-09-04 | 2018-12-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Реверсивный транзисторный мост |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102106069B (zh) | 电力变换装置 | |
US20140334199A1 (en) | Five-Level Power Converter, and Control Method and Control Apparatus for the Same | |
US10389271B2 (en) | Single-phase four-level inverter circuit topology and three-phase four-level inverter circuit topology | |
US8547717B2 (en) | Multilevel unidirectional rectifier with N-2 switches per phase leg | |
JP2014057520A (ja) | 電力変換回路 | |
JP2014209841A (ja) | インバータ装置 | |
WO2012167691A1 (zh) | 逆变装置及应用其的太阳能光伏并网系统 | |
US9912279B2 (en) | Circuit with current sharing alternately switched parallel transistors | |
CN111224564B (zh) | 升降压驱动电路、方法、空调器和计算机可读存储介质 | |
JP2007312451A (ja) | マルチレベルコンバータ及びその制御方法 | |
EP3648329A1 (en) | Power conversion device, motor drive control device, fan, compressor, and air conditioner | |
CN110768556B (zh) | 一种基于升降压的多电平逆变电路以及逆变系统 | |
RU162848U1 (ru) | Полупроводниковое реверсивное устройство для запуска и работы асинхронного трехфазного двигателя, питающегося от однофазной сети переменного тока | |
RU121971U1 (ru) | Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь | |
Vijeh et al. | A new asymmetrical cascaded multilevel inverter with reduced number of components | |
US20230299690A1 (en) | Neutral point clamped inverter and photovoltaic power supply system | |
JP2016152710A (ja) | 高効率インバータ回路およびこれを含む分散型電源システム | |
CN102710007A (zh) | 一种基于平衡桥臂的双电源供电系统 | |
CN202713163U (zh) | 一种基于三相整流的双电源供电系统 | |
RU2726946C1 (ru) | Регулятор переменного напряжения | |
RU2403670C1 (ru) | Регулируемый транзисторный редуктор с явно выраженным звеном постоянного тока, ведомый сетью | |
CN114204836A (zh) | 一种逆变器和逆变装置 | |
RU2485664C1 (ru) | Реверсивный однофазный мостовой транзисторный преобразователь | |
RU165863U1 (ru) | Реверсивный регулируемый полупроводниковый мостовой трехфазный симисторный выпрямитель | |
RU166593U1 (ru) | Реверсивный регулируемый полупроводниковый мостовой однофазный симисторный выпрямитель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130713 |