RU143469U1

RU143469U1 - BIDIRECTIONAL RECTIFIER-INVERTER CONVERTER WITH CORRECTION OF POWER FACTOR

Info

Publication number: RU143469U1
Application number: RU2014110662/07U
Authority: RU
Inventors: Станислав Борисович Резников; Владимир Владимирович Бочаров; Игорь Александрович Харченко; Андрей Вячеславович Лавринович; Юрий Николаевич Пугачев
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-07-20

Abstract

Двунаправленный выпрямительно-инверторный преобразователь с коррекцией коэффициента мощности, содержащий входные выводы и выходные выводы для подключения источников питания и нагрузок переменного и постоянного тока, зашунтированные входным и выходным емкостными фильтрами, управляемый электронный мостовой коммутатор, состоящий из трёх параллельно включенных двухплечевых стоек, электронную двухключевую стойку и блок управления с импульсно-модуляторными выходными выводами, подключенными к управляющим выводам электронных ключей, и цепями обратных связей, имеющими датчики входных и выходных электрических параметров, отличающийся тем, что в него введена двухдроссельная стойка с общим магнитопроводом и последовательно-согласно соединенными обмотками, подключенными своими крайними разноименными выводами к крайним силовым выводам двухплечевых стоек коммутатора и двухключевой стойки, выполненных однонаправленными, а выходной емкостный фильтр выполнен в виде двухконденсаторной стойки, подключенной своим заземленным средним выводом к средним выводам двухдроссельной и двухключевой стоек и к первому входному выводу устройства, а своими крайними выводами - к разнополярным выходным выводам и к средним выводам первой и второй двухплечевых стоек мостового коммутатора, средний вывод третьей стойки которого подключен ко второму входному выводу устройства.Bidirectional rectifier-inverter converter with power factor correction, containing input terminals and output terminals for connecting power supplies and AC and DC loads, shunted by input and output capacitive filters, controlled electronic bridge switch, consisting of three parallel two-arm racks, electronic two-key rack and a control unit with pulse-modulator output terminals connected to the control terminals of the electronic keys, and feedback circuits having sensors of input and output electrical parameters, characterized in that a double-throttle rack with a common magnetic circuit is inserted into it and connected in series according to the connected windings connected by their extreme opposite terminals to the extreme power terminals of the two-arm switch racks and the two-key racks made unidirectional, and the output capacitive filter is made in the form of a two-capacitor rack connected with its grounded middle terminal to the middle terminals of the two-choke two-key and second racks and to the first input terminal of the device, and their extreme terminals - to the bipolar output terminals and the intermediate tap to the first and second dual cantilever racks bridge switch, the average output of the third strut is connected to the second input terminal of the device.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и к импульсной силовой электронике и предназначена для использования в авиационно-бортовых системах электроснабжения, в частности - на полностью электрифицированных самолетах.The utility model relates to electrical engineering and to pulsed power electronics and is intended for use in aircraft-on-board power supply systems, in particular, on fully electrified aircraft.

Известен двунаправленный выпрямительно-инверторный преобразователь с коррекцией коэффициента мощности (аналог), содержащий входные и выходные выводы для подключения источника питания и нагрузки переменного или постоянного тока, зашунтированные входными и выходным индуктивно-емкостным фильтрами, трехфазный управляемый мостовой электронный коммутатор, состоящий из трех параллельно-включенных двухплечевых стоек с двунаправленными электронными ключами в плечах, и блок управления с импульсно-модуляторными выходными выводами и цепями обратных связей, имеющими датчики входных и выходных электрических параметров (Зиновьев Г.С. Силовая электроника: учеб. пособие для бакалавров /Г.С. Зиновьев. - 5-е изд. испр. и доп. - М.: Издательство Юрайт. 2012. - 667 с. - Серия: Бакалавр. Углубленный курс, стр. 559, Рис. 13.4.36).Known bidirectional rectifier-inverter converter with power factor correction (analog), containing input and output terminals for connecting a power source and AC or DC load, shunted by input and output inductive-capacitive filters, three-phase controlled bridge electronic switch, consisting of three parallel included two-arm racks with bi-directional electronic keys in the shoulders, and a control unit with pulse-modulator output terminals and circuits feedback links with sensors of input and output electrical parameters (G. Zinoviev, Power Electronics: a textbook for bachelors / G.S. Zinoviev. - 5th ed. rev. and add. - M.: Publishing House Yurayt. 2012 . - 667 pp. - Series: Bachelor of Advanced Course, p. 559, Fig. 13.4.36).

К недостаткам указанного устройства (аналога) относятся:The disadvantages of this device (analogue) include:

- узкие функциональные возможности, а именно - невозможность применения при заземленных выводах источника питания и нагрузки;- narrow functionality, namely, the impossibility of using a grounded power supply and load terminals;

- наличие энергоемкого электролитического фильтрового конденсатора с низкими показателями надежности (термостойкости, безотказности и срока службы);- the presence of an energy-intensive electrolytic filter capacitor with low reliability indicators (heat resistance, reliability and service life);

- низкое качество электроэнергии, в частности - низкий коэффициент мощности в цепи переменного тока из-за искажений его формы.- low quality of electricity, in particular - low power factor in the AC circuit due to distortion of its shape.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является двунаправленный выпрямительно-инверторный преобразователь с коррекцией коэффициента мощности (прототип), содержащий входные выводы для подключения источника питания переменного тока, выходные выводы для подключения нагрузки постоянного тока, зашунтированные выходным емкостным фильтром, трехфазный управляемый мостовой электронный коммутатор, состоящий из трех параллельно-включенных двухплечевых стоек с двунаправленными электронными ключами в плечах, двунаправленную двухключевую стойку, балластные дроссели и блок управления с импульсно-модуляторными выходными выводами и цепями обратных связей, имеющими датчики входных и выходных электрических параметров (см. там же, Рис. 13.4.3а).The closest in technical essence to the proposed device is a bi-directional rectifier-inverter converter with power factor correction (prototype), containing input terminals for connecting an AC power source, output terminals for connecting a DC load, shunted by an output capacitive filter, a three-phase controlled bridge electronic switch consisting of three parallel-connected two-arm racks with bidirectional electronic keys in the shoulders, two-leg an equal two-key rack, ballast chokes and a control unit with pulse-modulator output terminals and feedback circuits having sensors of input and output electrical parameters (see ibid., Fig. 13.4.3a).

К недостаткам известного двунаправленного выпрямительно-инверторного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности (прототипа) относятся вышеперечисленные для аналога.The disadvantages of the known bidirectional rectifier-inverter converter with the correction of the power factor (prototype) include the above for the analogue.

Основным техническим результатом предложения является расширение функциональных возможностей, а именно - обеспечение возможности применения при заземленных выводах источника питания и нагрузки.The main technical result of the proposal is the expansion of functionality, namely, the provision of the possibility of using a grounded power supply and load terminals.

Дополнительными техническими результатами предложения являются: исключение энергоемкого электролитического выходного фильтрового конденсатора с низкими показателями надежности (термостойкости, безотказности и срока службы), а также повышение качества электроэнергии, в частности - коэффициента мощности в цепи переменного тока за счет обеспечения синусоидальности его формы.Additional technical results of the proposal are: the exclusion of an energy-intensive electrolytic output filter capacitor with low reliability indicators (heat resistance, reliability, and service life), as well as an increase in the quality of electricity, in particular, the power factor in the AC circuit due to its sinusoidal shape.

Указанные технические результаты ОБЕСПЕЧИВАЮТСЯ БЛАГОДАРЯ тому, что в двунаправленный выпрямительно-инверторный преобразователь, содержащий входные и выходные выводы для подключения источников питания и нагрузок переменного и постоянного тока, зашунтированные входным и выходным емкостными фильтрами, управляемый электронный мостовой коммутатор, состоящий из трех параллельно-включенных двухплечевых стоек, электронную двухключевую стойку и блок управления с импульсно-модуляторными выходными выводами и цепями обратных связей, имеющими датчики входных и выходных электрических параметров, ВВЕДЕНА двухдроссельная стойка с общим магнитопроводом и последовательно-согласно соединенными обмотками, двухплечевые стойки коммутатора и двухключевая стойка ВЫПОЛНЕНЫ однонаправленными, а выходной емкостный фильтр ВЫПОЛНЕН в виде двухконденсаторной стойки с заземленным средним выводом, подключенным к средним выводам двухдроссельной и двухключевой стоек и к первому входному выводу устройстваThe indicated technical results are SECURED THANKS to the fact that a bi-directional rectifier-inverter converter containing input and output terminals for connecting power supplies and AC and DC loads, shunted by input and output capacitive filters, is controlled by an electronic bridge switch, which consists of three parallel-connected two-arm racks, an electronic two-key rack and a control unit with pulse-modulator output terminals and feedback circuits, having sensors of input and output electrical parameters, they introduced a two-throttle rack with a common magnetic circuit and series-connected windings, two-arm switch stands and a two-key rack are made unidirectional, and the output capacitive filter is made in the form of a two-capacitor rack with a grounded middle terminal connected to the middle terminal and connected to the middle terminal two-key racks and to the first input terminal of the device

Экспериментальные исследования лабораторного макета и компьютерное моделирование предлагаемого устройства подтвердили его работоспособность и рациональность широкого промышленного использования.Experimental studies of the laboratory layout and computer simulation of the proposed device confirmed its performance and rationality of wide industrial use.

На чертеже (Фиг.) представлены принципиальная силовая схема и цепи управления предлагаемого двунаправленного выпрямительно-инверторного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности.The drawing (Fig.) Shows a schematic power circuit and control circuit of the proposed bidirectional rectifier-inverter converter with power factor correction.

Двунаправленный выпрямительно-инверторный преобразователь с коррекцией коэффициента мощности, содержит: входные и выходные выводы 1-2 и 3-4-5 для подключения источников питания и нагрузок переменного и постоянного тока, зашунтированные входным и выходным емкостными фильтрами 6 и 7-8, управляемый электронный мостовой коммутатор, состоящий из трех однонаправленных параллельно-включенных двухплечевых стоек 10-11, 12-13, 14-15, однонаправленную электронную двухключевую стойку 16-17 и блок управления 18 с импульсно-модуляторными выходными выводами 19, 20, и цепями 21, 22 обратных связей, имеющими датчики 23, 24, 25 входных и выходных электрических параметров. Устройство содержит также двухдроссельную стойку 26-27 с общим магнитопроводом и последовательно-согласно включенными обмотками.Bidirectional rectifier-inverter converter with power factor correction, contains: input and output terminals 1-2 and 3-4-5 for connecting power supplies and AC and DC loads, shunted by input and output capacitive filters 6 and 7-8, controlled by electronic a bridge switch, consisting of three unidirectional parallel-connected two-arm racks 10-11, 12-13, 14-15, a unidirectional electronic two-key rack 16-17 and a control unit 18 with pulse-modulator output terminals 19, 20, and feedback circuits 21, 22 having sensors 23, 24, 25 of input and output electrical parameters. The device also contains a two-throttle rack 26-27 with a common magnetic circuit and in series according to the included windings.

Указанные обмотки 26, 27 своими крайними разноименными выводами (началом и концом) подключены к крайним силовым выводам двухплечевых стоек коммутатора 9 и двухключевой стойки. Выходной емкостный фильтр 7-8 выполнен в виде двухконденсаторной стойки, подключенной своим заземленным средним выводом к средним выводам двухдроссельной (26-27) и двухключевой (16-17) стоек и к первому входному выводу 1 устройства, а своими крайними выводами - к разнополярным выходным выводам 3-4 и к средним выводам первой и второй двухплечевых стоек 10-11 и 12-13 мостового коммутатора 9, средний вывод третьей стойки 14-15 которого подключен ко второму входному выводу 2 устройства.These windings 26, 27 are connected with their extreme opposite terminals (beginning and end) to the extreme power terminals of the two-arm struts of the switch 9 and the two-key struts. The output capacitive filter 7-8 is made in the form of a two-capacitor rack connected with its grounded middle terminal to the middle terminals of the two-throttle (26-27) and two-key (16-17) racks and to the first input terminal 1 of the device, and with its extreme terminals - to bipolar output conclusions 3-4 and to the middle terminals of the first and second two-arm struts 10-11 and 12-13 of the bridge switch 9, the middle terminal of the third rack 14-15 of which is connected to the second input terminal 2 of the device.

В качестве всех электронных ключей можно использовать IGBT-тиристоры со встроенными обратно-блокирующими последовательными диодами (RB-IGBT), а в качестве основного узла блока управления 18 - широко выпускаемую промышленностью микросхему «Корректор коэффициента мощности» с прилагаемыми к ней датчиками токов и напряжений.As all electronic keys, IGBT thyristors with built-in back-blocking series diodes (RB-IGBT) can be used, and as the main unit of control unit 18 - the Power Factor Corrector chip, widely sold by the industry, with current and voltage sensors attached to it.

Двунаправленный выпрямительно-инверторный преобразователь с коррекцией коэффициента мощности работает следующим образом.Bidirectional rectifier-inverter converter with power factor correction operates as follows.

К входным выводам 1-2 подключают источник питания переменного тока с заземленным нейтральным выводом (например, однофазный канал магистральной авиабортовой трехфазной сети переменного напряжения), а к выходным выводам 3-4-5 - нагрузку постоянного тока с заземленным среднепотенциальным (нулевым) выводом (например, авиабортовую вторичную систему распределения постоянного повышенного напряжения с резервной аккумуляторной или накопительно-емкостной батареей). Блок управления 18 формирует на своих импульсно-модуляторных выходных выводах 19, 20 высокочастотные прямоугольные импульсы с постоянным периодом широтно-импульсной модуляции T_ШИМ.An AC power source with a grounded neutral terminal (for example, a single-phase channel of a main airborne three-phase AC network) is connected to input terminals 1-2, and a DC load with a grounded medium potential (zero) terminal (for example) is connected to output terminals 3-4-5 airport secondary secondary distribution system of constant increased voltage with a backup battery or storage-capacitive battery). The control unit 18 generates on its pulse-modulator output terminals 19, 20 high-frequency rectangular pulses with a constant pulse-width modulation period T _PWM .

Сначала рассмотрим работу схемы в режиме прямого преобразования электроэнергии от выводов 1-2 к выводам 3-4-5 - в выпрямительном режиме. В исходном состоянии конденсаторы 7-8 заряжены до напряжения: 0,5U_3-4 с полярностями, указанными на чертеже.First, we consider the operation of the circuit in the mode of direct conversion of electricity from pins 1-2 to pins 3-4-5 - in the rectifying mode. In the initial state, the capacitors 7-8 are charged to a voltage of: 0.5U _3-4 with the polarities indicated in the drawing.

На первом полупериоде входного переменного напряжения U_2-1(U_2-1>0) при включении ключа 14 полное (суммарное) потокосцепление двухдроссельной стойки 26-27 нарастает вместе с током в цепи: 6-14-26-6 в течение длительности импульса: t_И=γ_ИT_ШИМ, где γ_И - относительная длительность (коэффициент заполнения) управляющих импульсов. При этом происходит накопление очередной дозы электромагнитной энергии двухдроссельной стойки 26-27. Затем включается ключ 10, а ключ 14 выключается, и указанное потокосцепление частично (или полностью) спадает вместе с током в цепи: 26-8-10-26, поддерживаемым за счет э.д.с. самоиндукции обмотки 26 в течение оставшегося от периода T_ШИМ времени: T_ШИМ-t_И=(1-γ_и)T_ШИМ, передавая дозу накопленной в стойке 26-27 энергии фильтровому конденсатору и нагрузке. Далее указанные процессы высокочастотно-периодически качественно повторяются с периодом T_ШИМ в течение рассматриваемого полупериода (U_2-1>0).In the first half-cycle of the input alternating voltage U _2-1 (U _2-1 > 0), when the key 14 is turned on, the total (total) flux coupling of the double-throttle rack 26-27 increases along with the current in the circuit: 6-14-26-6 during the pulse duration : t _AND = γ _AND T _PWM , where γ _AND is the relative duration (duty cycle) of the control pulses. In this case, the accumulation of the next dose of electromagnetic energy of the two-throttle strut 26-27 occurs. Then the key 10 is turned on, and the key 14 is turned off, and the indicated flux linkage partially (or completely) decreases with the current in the circuit: 26-8-10-26, supported by the emf self-induction of the winding 26 for the time remaining from the period T _PWM : T _PWM -t _И = (1-γ _и ) T _PWM , transferring the dose of energy stored in the rack 26-27 to the filter capacitor and the load. Further, these processes are periodically high-frequency periodically qualitatively repeated with a period T _PWM during the half-period under consideration (U _2-1 > 0).

На втором полупериоде напряжения U_2-1(U_2-1<0) происходят аналогичные процессы периодического нарастания тока в цепи: 6-27-15-6 и его спадания в цепи: 27-13-7-27, т.е. дозированной зарядки конденсатора 7 и питания нагрузки.In the second half-cycle of voltage U _2-1 (U _2-1 <0), similar processes of periodic increase in current in the circuit: 6-27-15-6 and its decrease in the circuit: 27-13-7-27, i.e. dosed charging capacitor 7 and power load.

Указанные цепи образуют так называемые полярно-инвертирующие (повышающе-понижающие) конверторные модуляторы с регулировочной характеристикой (при непрерывном потокосцеплении): , где U_ВХ=|U_2-1|; U_ВЫХ=U_3-5(U_5-4).These circuits form the so-called polar inverting (up-down) converter modulators with an adjustable characteristic (with continuous flux linkage): where U _BX = | U _2-1 |; U _OUT = U _3-5 (U _5-4 ).

С помощью блока управления 18 в рассмотренном выпрямительном режиме путем регулирования параметра γ_И с отрицательной обратной связью по цепям 21, 22 обеспечиваются: синусоидальность формы входного переменного тока и его синфазность с входным переменным напряжением, т.е. приближение к единице коэффициента входной мощности, а также стабилизация на заданном (эталонном) уровне выходного (средневыпрямленного) напряжения U_3-4.Using the control unit 18 in the considered rectifier mode by adjusting the parameter γ _AND with negative feedback on the circuits 21, 22, the following are provided: sinusoidal shape of the input alternating current and its common mode with the input alternating voltage, i.e. approximation to the unit of the input power factor, as well as stabilization at a given (reference) level of the output (average rectified) voltage U _3-4 .

Далее рассмотрим работу схемы в режиме обратного преобразования электроэнергии от выводов 3-4-5 к выводам 1-2 - в инверторном режиме.Next, we consider the operation of the circuit in the reverse power conversion mode from pins 3-4-5 to pins 1-2 - in inverter mode.

На первом полупериоде напряжения U_2-1(U_2-1>0) при включении ключа 11 полное потокосцепление двухдроссельной стойки 26-27 нарастает вместе с током в цепи: 8-27-11-8 в течение длительности импульса: t_И=γ_ИT_ШИМ. При этом происходит накопление дозы электромагнитной энергии стойки 26-27. Затем включается ключ 15, а ключ 11 выключается, и потокосцепление частично (или полностью) спадает вместе с током в цепи: 27-15-6-27, поддерживаемым за счет э.д.с. самоиндукции обмотки 27 в течение оставшегося от периода T_ШИМ времени: T_ШИМ-t_И=(1-γ_И)T_ШИМ, заряжая конденсатор 6 и передавая во входную цепь дозу накопленной электромагнитной энергии двухдроссельной стойке 26-27. Далее указанные процессы высокочастотно-периодически качественно повторяются с постоянным периодом T_ШИМ в пределах рассматриваемого полупериода (_U2-1>0).In the first half-cycle of voltage U _2-1 (U _2-1 > 0), when the key 11 is turned on, the full flux linkage of the double-throttle rack 26-27 increases along with the current in the circuit: 8-27-11-8 during the pulse duration: t _И = γ _And T _PWM . In this case, the dose of electromagnetic energy of the rack 26-27 is accumulated. Then the key 15 is turned on, and the key 11 is turned off, and the flux linkage partially (or completely) decreases along with the current in the circuit: 27-15-6-27, supported by the emf self-induction of the winding 27 for the time remaining from the period T _PWM : T _PWM -t _И = (1-γ _И ) T _PWM , charging the capacitor 6 and transferring the dose of the accumulated electromagnetic energy to the double-throttle rack 26-27 to the input circuit. Further, these processes are periodically and qualitatively repeated qualitatively with a constant period T _PWM within the considered half-period ( _U2-1 > 0).

На втором полупериоде напряжения U_2-1(U_2-1<0) происходят аналогичные процессы периодического нарастания тока в цепи: 7-12-26-7 и его спадания в цепи: 26-6-14-26, т.е. дозированной зарядки (перезарядки) конденсатора 6 и передачи (рекуперации) электроэнергии во входную цепь.In the second half-cycle of voltage U _2-1 (U _2-1 <0), similar processes of periodic increase in current in the circuit occur: 7-12-26-7 and its decrease in the circuit: 26-6-14-26, i.e. dosed charging (recharging) of the capacitor 6 and transmission (recovery) of electricity to the input circuit.

Указанные цепи также образуют так называемые полярно-инвертирующие (повышающе-понижающие) конверторные модуляторы с регулировочной характеристикой (при непрерывном потокосцеплении): , где в этом случае U_ВХ=U_3-5(U_5-4); U_ВЫХ=|U_2-1|.These circuits also form the so-called polar inverting (up-down) converter modulators with an adjustable characteristic (with continuous flux linkage): where, in this case, U _BX = U _3-5 (U _5-4 ); U _OUT = | U _2-1 |.

С помощью блока управления 18 в данном инверторном режиме путем регулирования параметра γ_И с отрицательной обратной связью по цепям 21, 22 обеспечиваются: синусоидальность формы переменного тока в цепи входных выводов 1-2 и его противофазность с напряжением U_2-1 т.е. приближение к единице коэффициента рекуперируемой мощности, а также стабилизация на заданном (эталонном) уровне амплитудного значения напряжения U_2-1.Using the control unit 18 in this inverter mode by adjusting the parameter γ _AND with negative feedback on the circuits 21, 22, the following is ensured: the sinusoidal shape of the alternating current in the circuit of input terminals 1-2 and its antiphase with voltage U _2-1 i.e. approaching the unit of the coefficient of the recovered power, as well as stabilization at a given (reference) level of the amplitude value of the voltage U _2-1 .

Если в качестве емкостного выходного фильтра 7-8 вместо энергоемких электролитических конденсаторов с низкими показателями надежности используются существенно менее энергоемкие, но высоконадежные пленочные (или керамические) конденсаторы, то при значительных токах нагрузки при работе устройства в выпрямительном режиме выпрямленные напряжения на парах выходных выводов 3-5, 5-4 и 3-4 будут иметь относительно глубокие пульсации с удвоенной низкой частотой питающего напряжения U_2-1. Для снижения глубины указанных пульсаций (повышения качества выходной электроэнергии) на двухдроссельную стойку 26-27 возлагается дополнительная функция индуктивного накопителя энергии (сглаживающего фильтра). С этой целью в управляющий алгоритм (в последовательность интервалов нарастания и спада потокосцепления) вводится регулируемый промежуточный интервал приближенного сохранения накопленной электромагнитной энергии двухдроссельной стойки 26-27 с длительностью: Δt=γ_ΔT_ШИМ, где γ_Δ - относительная длительность промежуточного интервала, на котором включен один из ключей двухключевой стойки 16-17, замыкающий накоротко цепь соответствующей обмотки. При этом регулирование параметра γ_Δ позволяет не только обеспечить непрерывность полного потокосцепления двухдроссельной стойки 26-27, но и уменьшить относительную глубину его пульсаций за счет выбора оптимального его среднего значения (за период напряжения U_2-1).If instead of energy-consuming electrolytic capacitors with low reliability indicators as a capacitive output filter 7-8, substantially less energy-consuming, but highly reliable film (or ceramic) capacitors are used, then at significant load currents when the device is in rectifier mode, the rectified voltage at the pairs of output terminals 3- 5, 5-4 and 3-4 will have relatively deep ripples with twice the low frequency of the supply voltage U _2-1 . To reduce the depth of these ripples (improve the quality of the output electric power), an additional function of an inductive energy storage device (smoothing filter) is assigned to the two-throttle rack 26-27. For this purpose, an adjustable intermediate interval for the approximate conservation of the accumulated electromagnetic energy of a two-throttle rack 26-27 with a duration of Δt = γ _Δ T _PWM , where γ _Δ is the relative duration of the intermediate interval in which one of the keys of the two-key rack 16-17 is turned on, which closes the circuit of the corresponding winding. Moreover, the regulation of the parameter γ _Δ allows not only to ensure the continuity of the full flux linkage of the two-throttle strut 26-27, but also to reduce the relative depth of its ripples by choosing its optimal average value (for the voltage period U _2-1 ).

Следует также отметить, что благодаря однонаправленности (отсутствию реверса) указанного полного потокосцепления обеспечивается высокое быстродействие управления в переходных процессах, требующих многократных переключений направлений преобразования электроэнергии (чередований выпрямительных и инверторных режимов). Это позволяет дополнительно повысить качество электроэнергии во входных и выходных цепях. При использовании предложенного устройства с подключением трехфазного источника питания к нему необходимо добавить два аналогичных устройства, с совмещенными выходными выводами 3-4-5. При этом коррекция коэффициента мощности производится раздельно в цепях фазных токов, что дополнительно повышает качество электроэнергии в цепи переменного тока.It should also be noted that due to the unidirectionality (lack of reverse) of the indicated full flux linkage, high control performance is provided in transients that require multiple switching of the directions of electric power conversion (alternating rectifier and inverter modes). This allows you to further improve the quality of electricity in the input and output circuits. When using the proposed device with the connection of a three-phase power supply, it is necessary to add two similar devices to it, with combined output terminals 3-4-5. In this case, the correction of the power factor is carried out separately in the phase current circuits, which further improves the quality of electricity in the alternating current circuit.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает основной технический результат: расширение функциональных возможностей, а именно - обеспечение возможности применения при заземленных выводах источника питания и нагрузки, а также дополнительные технические результаты: исключение энергоемкого электролитического выходного фильтрового конденсатора с низкими показателями надежности (термостойкости, безотказности и срока службы), а также повышение качества электроэнергии, в частности - коэффициента мощности в цепи переменного тока за счет обеспечения синусоидальности его формы.Thus, in comparison with the prototype, the proposed device provides the main technical result: expansion of functionality, namely, the provision of the possibility of using a grounded power supply and load, as well as additional technical results: the exclusion of energy-intensive electrolytic output filter capacitor with low reliability (heat resistance , reliability and service life), as well as improving the quality of electricity, in particular - power factor in the AC circuit by providing its sinusoidal shape.

Claims

Bidirectional rectifier-inverter converter with power factor correction, containing input terminals and output terminals for connecting power supplies and AC and DC loads, shunted by input and output capacitive filters, controlled electronic bridge switch, consisting of three parallel two-arm racks, electronic two-key rack and a control unit with pulse-modulator output terminals connected to the control terminals of the electronic keys, and feedback circuits having sensors of input and output electrical parameters, characterized in that a double-throttle rack with a common magnetic circuit is inserted into it and connected in series according to the connected windings connected by their extreme opposite terminals to the extreme power terminals of the two-arm switch racks and the two-key racks made unidirectional, and the output capacitive filter is made in the form of a two-capacitor rack connected with its grounded middle terminal to the middle terminals of the two-choke two-key and second racks and to the first input terminal of the device, and their extreme terminals - to the bipolar output terminals and the intermediate tap to the first and second dual cantilever racks bridge switch, the average output of the third strut is connected to the second input terminal of the device.