RU15822U1 - SINGLE-PHASE DC CONVERTER TO VARIABLE THREE-STAGE QUASI-SINUSOIDAL - Google Patents
SINGLE-PHASE DC CONVERTER TO VARIABLE THREE-STAGE QUASI-SINUSOIDAL Download PDFInfo
- Publication number
- RU15822U1 RU15822U1 RU2000108162/20U RU2000108162U RU15822U1 RU 15822 U1 RU15822 U1 RU 15822U1 RU 2000108162/20 U RU2000108162/20 U RU 2000108162/20U RU 2000108162 U RU2000108162 U RU 2000108162U RU 15822 U1 RU15822 U1 RU 15822U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- series
- transistor
- converter
- power source
- sinusoidal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Однофазный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехступенчатое квазисинусоидальное, содержащий мостовой инвертор напряжения, к входу которого подключены два последовательно соединенные между собой источника питания, отличающийся тем, что в цепь каждого из источников введено по транзистору, соединенному последовательно с источником питания и диоду, подключенному параллельно в непроводящем направлении к цепи, содержащей источник питания и транзистор, при этом ветвь из последовательно соединенных диодов шунтирована конденсатором.A single-phase converter of direct voltage to alternating three-stage quasi-sinusoidal, containing a bridge voltage inverter, the input of which is connected in series with two power sources connected in series, characterized in that each of the sources is connected through a transistor connected in series with the power source and a diode connected in parallel to non-conductive direction to the circuit containing the power source and the transistor, while the branch of the series-connected diodes is shunted condensers.
Description
ОДНОФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОSINGLE-PHASE CONSTANT CONSTANT
НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ТРЕХСТУПЕНЧАТОЕVOLTAGES IN A VARIABLE THREE-STAGE
КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕQuasisinusoidal
Полезная модель относится к области преобразовательной техники и может применяться в системах электроснабжения, к которым предъявляются повышенные требования относительно коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения.The utility model relates to the field of converter technology and can be used in power supply systems, which are subject to increased requirements regarding the coefficient of non-linear distortion of the output voltage.
Известна силовая схема преобразователя постоянного напряжения в переменное трехступенчатое 1, где аппроксимация синусоидального выходного напряжения происходит посредством переключения отпаек в выходном трансформаторе. Недостатком данного устройства является наличие выходного трансформаторного блока, а также невозможность работы схемы на активно-индуктивную нагрузку.A known power circuit of a DC-to-AC converter three-stage 1, where the approximation of a sinusoidal output voltage occurs by switching the solder in the output transformer. The disadvantage of this device is the presence of the output transformer unit, as well as the inability of the circuit to operate on an active inductive load.
Известен также однофазный преобразователь 2 , на выходе которого формируется переменное трехступенчатое напряжение, однако данное устройство имеет следующие недостатки:Also known is a single-phase converter 2, the output of which is formed by an alternating three-stage voltage, however, this device has the following disadvantages:
-большое число источников питания (три источника);- a large number of power sources (three sources);
-наличие трансформаторного блока на выходе;-the presence of a transformer block at the output;
-отсутствие каналов для возврата реактивной мощности нагрузки в цепь источника питания, что негативно отразится на работе элементов схемы.- the absence of channels for returning the reactive power of the load to the power supply circuit, which will negatively affect the operation of circuit elements.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является однофазный инвертор с переключением секций источника питания 3, содержащий инверторный мост, к входу которого подключены два последовательно соединенных источника питания, каждый из которых шунтирован конденсатором, причем общая нулевая точка источников питания соединяется с обоими плечами инверторного моста с помощью двух ветвей, каждая из которых содержит ключ с двусторонней проводимостью. Коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения данного устройства равен 15%.Closest to the proposed device is a single-phase inverter with switching sections of the power source 3, containing an inverter bridge, to the input of which are connected two series-connected power sources, each of which is shunted by a capacitor, and the common zero point of the power sources is connected to both shoulders of the inverter bridge using two branches, each of which contains a key with two-sided conductivity. The harmonic distortion coefficient of the output voltage of this device is 15%.
Недостатком данного преобразователя является то, что при физической реализации вышез азанных ключей с двусторонней проводимостью потребуется четыре транзистора. Таким образом, преобразователь в общей сложности будет содержать восемь транзисторов. Кроме того, потребуется два шунтируюших конденсатора на входе.The disadvantage of this converter is that during the physical implementation of the above-mentioned keys with two-sided conductivity, four transistors will be required. Thus, the converter will contain a total of eight transistors. In addition, two shunt capacitors at the input will be required.
Задачей заявляемой полезной модели является упрошение схемы преобразователя - сокращение количества элементов при его реализации при сохранении качества выходного напряжения.The objective of the claimed utility model is to simplify the converter circuit - reducing the number of elements during its implementation while maintaining the quality of the output voltage.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в схему однофазного преобразователя постоянного напряжения в переменное трехступенчатое квазисинусоидальное, содержащего мостовой инвертор напряжения с подключенными к его входу двумя последовательноThe solution to this problem is achieved by the fact that in the circuit of a single-phase converter of direct voltage to an alternating three-stage quasi-sinusoidal, containing a bridge voltage inverter with two series connected to its input
МПК Н 02 М 7/48IPC N 02 M 7/48
соединенными источниками питания, введены транзисторы и диоды, причем транзистор включен в цепь каждого из источников питания и соединен с ним последовательно, а диод подключен параллельно в непроводящем направлении к цепи, состоящей из источника питания и транзистора, при этом ветвь из последовательно соединенных диодов шунтирована конденсатором.connected by power sources, transistors and diodes are introduced, moreover, a transistor is connected to the circuit of each of the power sources and connected to it in series, and the diode is connected in parallel in a non-conductive direction to the circuit consisting of a power source and a transistor, while a branch of series-connected diodes is shunted by a capacitor .
Техническое решение поясняется чертежами - на фиг. 1 представлена силовая схема преобразователя, а на фиг.2 - кривая выходного напряжения и алгоритм управления вентилями схемы.The technical solution is illustrated by drawings - in FIG. 1 shows the power circuit of the converter, and figure 2 is a curve of the output voltage and the control algorithm of the valves of the circuit.
Предлагаемое устройство содержит основной источник питания 1, последовательно с ним соединенный транзистор 2 и диод 3, подключенный параллельно в непроводящем направлении к цепи, которую составляют источник питания 1 и транзистор 2. Кроме этого преобразователь содержит дополнительный источник питания 4, последовательно соединенный с источником питания 1. Источник питания 4 с последовательно соединенным с ним транзистором 5 образуют цепь, параллельно которой в непроводящем направлении подключен диод 6. В схему преобразователя входит мостовой инвертор напряжения, содержащий четьфе транзистора 7-10, четыре обратных диода 11-14 и активно-индуктивную нагрузку 15, подключенную к диагонали инверторного моста. К входу инверторного моста подключены источники питания 1 и 4 и конденсатор 16, шунтирующий ветвь из последовательно соединенных диодов 3 и 6.The proposed device comprises a main power source 1, a transistor 2 and a diode 3 connected in parallel to it, connected in parallel in a non-conductive direction to the circuit, which comprises a power source 1 and a transistor 2. In addition, the converter contains an additional power source 4, connected in series with a power source 1 The power supply 4 with a transistor 5 connected in series with it forms a circuit parallel to which a diode 6 is connected in a non-conductive direction. The bridge circuit includes a bridge second voltage inverter comprising transistors chetfe 7-10, four freewheeling diodes 11-14 and the active inductive load 15 connected to the inverter bridge diagonal. To the input of the inverter bridge, power supplies 1 and 4 and a capacitor 16 are connected, which shunts the branch from the series-connected diodes 3 and 6.
Функционирование предлагаемого устройства происходит следующим образом (фиг.2):The functioning of the proposed device is as follows (figure 2):
1)на интервале О wt тт/б на нагрузку работает только дополнительный источник питания 4 (транзистор 5 открыт), основной источник питания 1 отключен (транзистор 2 заперт). Выходное напряжение имеет положительную полярность (открыты транзисторы 7 и 10 инверторного моста);1) in the interval About wt wt t / b, only the additional power supply 4 is working on the load (transistor 5 is open), the main power supply 1 is turned off (transistor 2 is locked). The output voltage has a positive polarity (open transistors 7 and 10 of the inverter bridge);
2)на интервале на нагрузку 15 работает только основной источник питания 1 (транзистор 2 открыт). Дополнительный источник питания 4 отключен (транзистор 5 заперт). Проводят транзисторы 7 и 10 инверторного моста - выходное напряжение имеет положительную полярность;2) on the interval to the load 15 only the main power source 1 works (transistor 2 is open). Additional power supply 4 is turned off (transistor 5 is locked). Conduct transistors 7 and 10 of the inverter bridge - the output voltage has a positive polarity;
3)на интервале 7t/3 wt 27i/3 на нагрузку 15 работает как основной источник питания 1, так и дополнительный источник питания 4 (транзисторы 2 и 5 открыты). Проводят транзисторы 7 и 10 инверторного моста;3) in the interval 7t / 3 wt 27i / 3, load 15 operates both the main power supply 1 and the additional power supply 4 (transistors 2 and 5 are open). Spend transistors 7 and 10 of the inverter bridge;
4)на интервале 271/3 wt 57c/6 алгоритм работы транзисторов тот же, что и в пункте 2);4) on the interval 271/3 wt 57c / 6, the operation algorithm of the transistors is the same as in paragraph 2);
5)на интервале 57i/6 wt транзисторы схемы функционируют также, как и в п.1).5) on the interval 57i / 6 wt, the transistors of the circuit operate as well as in paragraph 1).
выходного напряжения ( вместо транзисторов 7 и 10 проводят транзисторы 8 и 9 инверторного моста).output voltage (instead of transistors 7 and 10 conduct transistors 8 and 9 of the inverter bridge).
Оптимальная форма кривой выходного напряжения преобразователя в смысле минимума коэффициента нелинейных искажений представлена на фиг.2, там же указан алгоритм управления транзисторами, которые обозначены цифрами 2, 5, 7-10. Для подавления высших гармоник необходимо выполнение следующего условия:The optimal shape of the output voltage curve of the converter in the sense of the minimum of the coefficient of nonlinear distortion is shown in Fig. 2, the transistor control algorithm is indicated there, which are indicated by the numbers 2, 5, 7-10. To suppress higher harmonics, the following conditions must be met:
(l + V3)(l + V3)
при заданных углах зшравления - О, л/б и л/3, где Е - напряжение основного источника питания 1, а dU - напряжение дополнительного источника питания 4.at given angles of engagement - O, l / b and l / 3, where E is the voltage of the main power source 1, and dU is the voltage of the additional power source 4.
Для схемы однофазного мостового инвертора напряжения 4 коэффициент нелинейных искажений равен 30%. При этом выходное напряжение содержит высшие гармоники с номерами:For a single-phase bridge voltage inverter 4 circuit, the harmonic distortion factor is 30%. In this case, the output voltage contains higher harmonics with numbers:
± 1, meN, ,7,... ± 1, meN,, 7, ...
Гармонический состав ( содержание высших гармоник в % от основной ) выходного напряжения однофазного мостового инвертора представлен в таблице 1:The harmonic composition (the content of higher harmonics in% of the main) of the output voltage of a single-phase bridge inverter is presented in table 1:
(1)(1)
(2)(2)
Таблица 1Table 1
Для заявляемой схемы преобразователя с помощью оптимального выбора соотношений между dU и Е (выражение (1)) коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения снижен до 15 %, при этом ивых содержит высшие гармоники с номерами:For the claimed Converter circuit using the optimal choice of the relations between dU and E (expression (1)), the coefficient of non-linear distortion of the output voltage is reduced to 15%, while it contains the higher harmonics with numbers:
l,meN,,13,... l, meN ,, 13, ...
Следовательно , предлагаемое устройство обеспечивает подавление высших гармоник с номерами:Therefore, the proposed device provides suppression of higher harmonics with numbers:
(2-m- 1)± l,meN(2-m- 1) ± l, meN
Гармонический состав выходного напряжения заявляемого преобразователя представлен в таблице2(для углов управления 0,л/6,7с/3):The harmonic composition of the output voltage of the inventive converter is presented in table2 (for control angles 0, l / 6.7s / 3):
(3)(3)
(4)(4)
Таблица 2table 2
предлагаемое устройство позволяет уменьшить коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения до 11,3% если углы управления принять равными 71/18, Зл/18, 5:1/18, а напряжения источников питания положить равными:the proposed device allows to reduce the coefficient of nonlinear distortion of the output voltage to 11.3% if the control angles are taken equal to 71/18, Zl / 18, 5: 1/18, and the voltage of the power sources is set equal to:
., ..,.
- где Umax - амплитуда напряжения на нагрузке. В этом случае кривая выходного напряжения содержит гармоники с номерами, удовлетворяющими уравнению (2) и имеет нулевую ступеньку от О до л/18. Алгоритм работы транзисторов схемы будет отличаться от алгоритма, показанного на фиг.2 тем, что транзисторы 7 и 10 открыты от 7Т/18 до 1771/18, транзисторы 8 и 9 открыты от 1971/18 до 357С/18, транзистор 2 проводит на интервалах п/6 - 5я/6 и 7к/б - к/6, транзистор 5 проводит на интервалах 7г/18 - п/6, 5л/18 - 13л/18, 5л/6 17Л/18, 19Л/18 - 7л/6, 23Л/18 - 31л/18, 11л/6 - 35л/18.- where Umax is the voltage amplitude at the load. In this case, the output voltage curve contains harmonics with numbers satisfying equation (2) and has a zero step from O to l / 18. The operation algorithm of the transistors of the circuit will differ from the algorithm shown in figure 2 in that the transistors 7 and 10 are open from 7T / 18 to 1771/18, the transistors 8 and 9 are open from 1971/18 to 357C / 18, the transistor 2 conducts at intervals n / 6 - 5ya / 6 and 7k / b - k / 6, transistor 5 conducts at intervals of 7g / 18 - n / 6, 5l / 18 - 13l / 18, 5l / 6 17L / 18, 19L / 18 - 7l / 6, 23L / 18 - 31l / 18, 11l / 6 - 35l / 18.
Гармонический состав выходного напряжения для данного случая представлен в таблице 3:The harmonic composition of the output voltage for this case is presented in table 3:
Таким образом, технический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в том, что заявляемый преобразователь не требует наличия выходного трансформатора и обеспечивает возможность функционирования в широком регулируемом диапазоне частот на активно-индуктивную нагрузку с квазисинусоидальным трехступенчатым выходным напряжением. Кроме того, в отличие от прототипа предлагаемое устройство содержит меньшее число управляемых вентилей - не восемь транзисторов, а шесть, а также меньшее число шунтирующих конденсаторов на входе - не два конденсатора, а один.Thus, the technical effect of using the proposed device is that the inventive converter does not require an output transformer and provides the ability to operate in a wide adjustable frequency range for an active inductive load with a quasi-sinusoidal three-stage output voltage. In addition, unlike the prototype, the proposed device contains a smaller number of controlled gates - not eight transistors, but six, as well as a smaller number of shunt capacitors at the input - not two capacitors, but one.
(5)(5)
Таблица 3Table 3
Список используемых источников:List of sources used:
1.Розанов Ю. К. Основы силовой преобразовательной техники. М: Энергия, 1979, с. 241-242.1. Rozanov Yu. K. Fundamentals of power converting equipment. M: Energy, 1979, p. 241-242.
2.Липковский К.А. и др. Преобразователь постоянного напряжения в многоступенчатое переменное.// АС СССР № 944 025 кл. Н 02 М 7/48.2. Lipkovsky K.A. et al. DC-DC converter into a multi-stage variable. // USSR AS No. 944 025 class. H 02 M 7/48.
3.Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М: Энергоатомиздат, 1986.С.311-312.3.Moyin B.C. Stabilized transistor converters. M: Energoatomizdat, 1986.P.311-312.
4.Чиженко И. М. и др. Справочник по преобразовательной технике. Киев: Техника, 1978, с. 128-131.4. Chizhenko I. M. et al. Handbook of transformative technology. Kiev: Technique, 1978, p. 128-131.
rtv rtv
/ Wv Первый проректор СГТ профессор: Авторы:/ Wv First Vice-Rector of the СГТ Professor: Authors:
,v,-.i- -(/0 I Атоян В.Р. Голембиовский Ю.М. Кодцаев Р. В., v, -. i- - (/ 0 I Atoyan V.R. Golembiovsky Yu.M. Kodtsaev R.V.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108162/20U RU15822U1 (en) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | SINGLE-PHASE DC CONVERTER TO VARIABLE THREE-STAGE QUASI-SINUSOIDAL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108162/20U RU15822U1 (en) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | SINGLE-PHASE DC CONVERTER TO VARIABLE THREE-STAGE QUASI-SINUSOIDAL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU15822U1 true RU15822U1 (en) | 2000-11-10 |
Family
ID=48276453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000108162/20U RU15822U1 (en) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | SINGLE-PHASE DC CONVERTER TO VARIABLE THREE-STAGE QUASI-SINUSOIDAL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU15822U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669185C2 (en) * | 2014-04-01 | 2018-10-09 | Хатчинсон Са | Road wheel |
-
2000
- 2000-04-03 RU RU2000108162/20U patent/RU15822U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669185C2 (en) * | 2014-04-01 | 2018-10-09 | Хатчинсон Са | Road wheel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Khodaparast et al. | A step‐up switched‐capacitor multilevel inverter based on 5‐level T‐type modules | |
CN112436741B (en) | Simple multi-pulse rectifier based on double-switch power electronic phase-shifting transformer | |
Bascopé et al. | Multi-state commutation cells to increase current capacity of multi-level inverters | |
RU15822U1 (en) | SINGLE-PHASE DC CONVERTER TO VARIABLE THREE-STAGE QUASI-SINUSOIDAL | |
Muthuramalingam et al. | Selective harmonic elimination modulation method for multilevel inverters | |
Yadav et al. | Harmonic reduction in cascaded multilevel inverter | |
Selvaperumal et al. | A comparative analysis of multicarrier modulation strategies for cascaded H-Bridge multilevel inverter | |
CN208128126U (en) | High voltagehigh frequency DBD electric drive based on the more level of dual transformer | |
Chaturvedi et al. | Investigations on different multilevel inverter control techniques by simulation | |
CN101677218B (en) | Combined type triple level AC-AC converter | |
Parla et al. | Design of a three phase Z-source inverter for photovoltaic systems | |
RU110580U1 (en) | BRIDGE INVERTER "PETRA" | |
Kedika et al. | Single-phase seven-level inverter with multilevel boost converter for solar photovoltaic systems | |
RU16888U1 (en) | SINGLE-PHASE INVERTER WITH MULTI-LEVEL OUTPUT VOLTAGE | |
Lin et al. | Single-phase converter with flying capacitor topology | |
Ghosh et al. | Single phase integrated ĆUK transformerless SiC inverter for grid-connected PV systems | |
Tyagi et al. | MODELLING AND SIMULATION OF PWM BASED Z-SOURCE INVERTER USING MATLAB/SIMULINK | |
Salman et al. | Study the Effect of Switching Frequency on THD of Multilevel Inverter | |
Mandekar et al. | A-5 Level Inverter For Regulated Power Supply From DC Generator | |
RU42720U1 (en) | THREE PHASE ACTIVE ELECTRIC FILTER | |
RU190399U1 (en) | TRANSISTOR CONVERTER FOR GRAPHITE HEATERS | |
KR100321875B1 (en) | 3 phase multilevel voltage source converter | |
Nadweh et al. | A New Central Control Scheme for Future Micro-Grid Systems Considering Variable Speed Drive Systems and Fuzzy Logic Control System | |
CN109818355B (en) | Three-port type power grid purifier | |
Yalçın et al. | A new single phase inverter based on buck converter |