RU122214U1 - Z-инвертор с нулевой точкой - Google Patents
Z-инвертор с нулевой точкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU122214U1 RU122214U1 RU2012126898/07U RU2012126898U RU122214U1 RU 122214 U1 RU122214 U1 RU 122214U1 RU 2012126898/07 U RU2012126898/07 U RU 2012126898/07U RU 2012126898 U RU2012126898 U RU 2012126898U RU 122214 U1 RU122214 U1 RU 122214U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- zero point
- inverter
- block
- series
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Z-инвертор с нулевой точкой, содержащий три транзисторные стойки, Z-фильтр, диод, включенный последовательно с источником напряжения, выходной низкочастотный фильтр и систему управления, отличающийся тем, что искусственную нулевую точку создают в Z-фильтре преобразователя за счет того, что в Z-фильтре каждый конденсатор разделяют на два последовательно соединенных конденсатора, причем к каждой точке последовательного соединения конденсаторов подключают один из выводов двух дополнительных индуктивностей, другие два оставшиеся вывода дополнительных индуктивностей объединяют между собой, формируя искусственную нулевую точку, что исключает необходимость использования в звене постоянного тока схемы преобразователя дополнительного транзистора, пропускающего через себя полную мощность.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и силовой электроники, может быть использована при построении систем генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока с нулевой точкой.
Известен Z-Инвертор (P.Z.Peng, "Z-Source Inverter", IEEE Trans. Industry Applications, vol.39, pp.504-510, March-April 2003), который может формировать трехфазное переменное напряжение. Однако данный преобразователь имеет ограниченные функциональные возможности, так как он не может работать на холостом ходу из-за неограниченного роста напряжения на конденсаторах в звене постоянного тока, а также схема принципиально не позволяет его использовать в системах электропитания с нулевой точкой.
Известен также высокоэффективный Z-Инвертор (Ding Xinping, Qian Zhaoming, Yang Shuitao, Cui Bin, Peng F.Z., "A High-Performance Z-Source Inverter Operating with Small Inductor at Wide-Range Load" APEC 2007, pp.615-620, Feb.25 2007 - March 1), который благодаря транзистору в звене постоянного тока может работать на холостом ходу. Но он тоже имеет ограничение по функциональным возможностям, так как данный преобразователь не может использоваться в системах электропитания с нулевой точкой.
Кроме того, известен Z-Инвертор дня применения в четырехпроводных системах электропитания (Хлебников А.С. Моделирование работы Z-преобразователя в составе авиационной системы электроснабжения. / А.С.Хлебников, С.А.Харитонов // Материалы IX международной конференции Актуальные Проблемы Электронного Приборостроения АПЭП-2008. Том 7. Новосибирск - 2008, С.39-42), взятый на прототип, содержащий три транзисторные стойки, Z-фильтр, диод, включенный последовательно с источником напряжения; выходной низкочастотный фильтр и систему управления.
В данной схеме для создания искусственной нулевой точки используется конденсаторный делитель в звене постоянного тока. Однако такой способ создания нулевой точки требует наличия в звене постоянного тока дополнительного транзистора, пропускающего через себя полную мощность, что снижает эффективность и надежность, а также увеличивает стоимость схемы.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание схемы Z-инвертора, не требующей дополнительного транзистора в звене постоянного тока и способной применяться в системах электропитания с нулевой точкой.
Это достигается тем, что в схеме известного Z-Инвертора для применения в четырехпроводных системах электропитания создается искусственная нулевая точка не в звене постоянного тока на входе Z-инвертора, а в Z-фильтре с помощью дросселей и конденсаторов. Искусственная нулевая точка создается в Z-фильтре преобразователя за счет того, что в Z-фильтре каждый конденсатор разделяется на два последовательно соединенных конденсатора, причем к каждой точке последовательного соединения конденсаторов подключается один из выводов двух дополнительных индуктивностей, другие два оставшиеся вывода дополнительных индуктивностей объединяются между собой, формируя искусственную нулевую точку. В результате этого в звене постоянного тока схемы преобразователя исключается дополнительный транзистор, пропускающий через себя полную мощность, что увеличивает эффективность и надежность, а также уменьшает стоимость схемы.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого Z-инвертора с нулевой точкой, на фиг.2 показаны временные диаграммы работы системы управления, на фиг.3 - временные диаграммы напряжений на нагрузке.
Предлагаемый Z-инвертор с нулевой точкой (фиг.1) условно может быть разделен на силовую схему (блок 1) и систему управления (блок 10). Силовая схема содержит три транзисторные стойки (блок 2), Z-фильтр (блок 3), транзистор в звене постоянного тока (блок 8), конденсатор в звене постоянного тока (блок 9), диод (блок 7), включенный последовательно с источником напряжения (блок 6), выходной низкочастотный фильтр (блок 4), нагрузку (блок 5). В Z-фильтре с помощью дросселей и конденсаторов создана искусственная нулевая точка, как показано на фиг.1.
Система управления, реализующая классическую широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) и простой способ управления коэффициентом повышения, содержит три генератора синусоидального напряжения (блок 11, 12, 13), генератор треугольного напряжения (блок 14), генератор постоянного напряжения (блок 15), задающий длительность сквозного включения; компараторы (блок 16, 17, 18, 23), блок 19, вычисляющий модуль числа; блоки 20, 21, 22, 30, реализующие функцию логического «НЕ»; блоки 24, 25, 26, 27, 28, 29, реализующие функцию логического «ИЛИ». Три генератора синусоидального напряжения (блок 11, 12, 13), напряжения которых сдвинуты друг относительно друга на 120 электрических градусов, формируют три низкочастотных модулирующих напряжения, определяющих амплитуды и частоты первой гармоники выходных напряжений. Генератор треугольного напряжения (блок 14) формирует высокочастотное опорное напряжение ШИМ, определяющее частоту переключения транзисторов.
Система управления формирует прямоугольные импульсы, которые подаются на управляющие входы транзисторов силовой схемы (блок 1). Временные диаграммы, поясняющие работу системы управления, показаны на фиг.2.
Предлагаемый Z-Инвертор с нулевой точкой работает следующим образом. Когда моделирующее напряжение превышает опорное напряжение, импульс управления подается на верхний транзистор в фазной стойке блока 2. Соответственно, когда меньше, то импульс управления подается на нижний транзистор в фазной стойке блока 2.
Когда модуль (абсолютное значение) опорного напряжения превышает напряжение, формируемое блоком 15, импульсы управления подаются на все транзисторы блока 2. Так реализуется сквозное включение, длительность которого определяет коэффициент повышения напряжения:
где Т - период опорного напряжения, Т0 - длительность сквозного включения.
Импульс управления на транзистор в звене постоянного тока (блок 8) подается все время, пока не используется сквозное включение.
С помощью выходного низкочастотного фильтра (блок 4), из высокочастотного набора импульсов напряжений на транзисторных стойках блока 2 выделяется первая гармоника напряжения. Так на нагрузке (блок 5) формируется синусоидальное напряжение, показанное на фиг.3. Величина амплитуды первой гармоники напряжения на нагрузке вычисляется по следующей формуле:
где М - глубина модуляции, определяемая отношением амплитуд моделирующего напряжения и опорного напряжения; В - коэффициент повышения напряжения; Е - величина напряжения источника (блок 6).
В случае если не требуется повышения напряжения, Z-инвертор с нулевой точкой работает как инвертор напряжения, без использования сквозного включения.
Claims (1)
- Z-инвертор с нулевой точкой, содержащий три транзисторные стойки, Z-фильтр, диод, включенный последовательно с источником напряжения, выходной низкочастотный фильтр и систему управления, отличающийся тем, что искусственную нулевую точку создают в Z-фильтре преобразователя за счет того, что в Z-фильтре каждый конденсатор разделяют на два последовательно соединенных конденсатора, причем к каждой точке последовательного соединения конденсаторов подключают один из выводов двух дополнительных индуктивностей, другие два оставшиеся вывода дополнительных индуктивностей объединяют между собой, формируя искусственную нулевую точку, что исключает необходимость использования в звене постоянного тока схемы преобразователя дополнительного транзистора, пропускающего через себя полную мощность.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126898/07U RU122214U1 (ru) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Z-инвертор с нулевой точкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126898/07U RU122214U1 (ru) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Z-инвертор с нулевой точкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU122214U1 true RU122214U1 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012126898/07U RU122214U1 (ru) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Z-инвертор с нулевой точкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU122214U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015196125A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Motor fault detector |
RU2578042C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Трехфазный z-инвертор |
RU210092U1 (ru) * | 2021-09-09 | 2022-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) | Устройство для управления электроприводом переменного тока |
-
2012
- 2012-06-27 RU RU2012126898/07U patent/RU122214U1/ru active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015196125A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Motor fault detector |
US9413163B2 (en) | 2014-06-19 | 2016-08-09 | Texas Instruments Incorporated | Motor fault detector |
US9973132B2 (en) | 2014-06-19 | 2018-05-15 | Texas Instruments Incorporated | Detection of an inter-turn winding fault in a motor |
RU2578042C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Трехфазный z-инвертор |
RU210092U1 (ru) * | 2021-09-09 | 2022-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) | Устройство для управления электроприводом переменного тока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hasan et al. | Design and Implementation of Single Phase Pure Sine Wave Inverter Using Multivibrator IC | |
RU122214U1 (ru) | Z-инвертор с нулевой точкой | |
US9887643B2 (en) | Bidirectional electrical signal converter | |
RU2279748C1 (ru) | Устройство для заряда накопительного конденсатора | |
RU126529U1 (ru) | Активный фильтр тока | |
Singh et al. | Maximum constant boost control of switch inductor quasi Z-source inverter | |
RU2510871C1 (ru) | Способ импульсного преобразования постоянного напряжения и устройство для его осуществления | |
Bhuiya et al. | Evaluation and design of a three-phase inverter for a maglev application | |
Kumar et al. | Design, implementation and performance analysis of a single phase PWM Inverter | |
Van et al. | Application of the Phase Shift Full Bridge Converter for the Single-Phase Full-Bridge Inverter to Improve the Output of the Renewable Energy | |
Xu et al. | Closed-loop pulse energy modulation of a three-switch buck-boost inverter | |
Rufer et al. | Control of the actively balanced capacitive voltage divider for a five-level NPC inverter-estimation of the intermediary levels currents | |
Aparna et al. | Series parallel resonant converter for Electrical Dischage Machining power supply | |
Biswas et al. | Harmonic reduction in single phase AC-AC converter | |
RU175601U1 (ru) | Двунаправленный импульсный преобразователь напряжений | |
Gopal et al. | Performance analysis of PI and Fractional order PI Controlled Quadratic Boost Converter System using MATLAB/Simulink | |
Nugroho | A three-level common-emitter current source inverter with reduced device count | |
RU183854U1 (ru) | Полумостовой инвертор прямоугольного тока с трансформаторно-циклоконверторным делителем частоты | |
Chen et al. | Grid-tied inverter with current-mode asynchronous sigma-delta modulation | |
Chandra et al. | Design and implementation of three phase inverter fed to drive three phase motor | |
Koizumi | Delta-sigma modulated Class D series resonant converter | |
Mehrnami et al. | Harmonic-compensation based control of a nonlinear differential-mode Ćuk inverter | |
Rakhi et al. | Hardware implementation of solar photovoltaic system based half bridge series parallel resonant converter for battery charger | |
Buticchi et al. | A novel five-level single phase grid connected converter for renewable distributed systems | |
RU132276U1 (ru) | Инвертор синусоидального напряжения |