RU1800570C

RU1800570C - Device for transformation of single-phase voltage to three-phase voltage symmetric by phase and level

Info

Publication number: RU1800570C
Application number: SU914954766A
Authority: RU
Inventors: Богдан Тимофеевич Пославский
Original assignee: Львовский Сельскохозяйственный Институт
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1993-03-07

Description

ные по абсолютной величинеabsolute values

и вand in

Устройство работает следующим образом (фиг. 1).The device operates as follows (Fig. 1).

Однофазное напр жение U, подведенное к вводу преобразовател в рассечку фазы Ai-Аз, можно разложить на три симметричные составл ющие: пр мой, обратной и нулевой последовательности. Напр жение нулевой последовательности равно нулю.The single-phase voltage U, connected to the input of the converter into the Ai-Az phase cut-off, can be decomposed into three symmetric components: forward, reverse, and zero sequence. The voltage of the zero sequence is zero.

Основные векторы фазных напр жений пр мой последовательности UA-I и обратной последовательности ПА2 равны по абсолютной величине -г- каждый и совпадают поThe main vectors of the phase voltages of the forward sequence UA-I and the reverse sequence PA2 are equal in absolute value -g- each and coincide in

v5v5

фазе с однофазным.phase with single phase.

Чтобы на выводах устройства AI, Вч, Ci получить фазные симметричные напр жени пр мой последовательности OA-I , OBI, Uci , необходимо чтобы автономный инт- вертор 1 тока на выводах Аз, Вз, Сз выдал фазные симметричные напр жени обратной последовательности Ода Uea. Осз. РавIn order to obtain phase symmetric direct voltage phases OA-I, OBI, Uci at the terminals of the device AI, HF, Ci, it is necessary that the autonomous current inverter 1 at the terminals Az, Bz, Cz produce phase symmetric voltages of the reverse sequence Ode Uea. Ozz. Rav

JU 3Ju 3

противофазе с напр жени ми обратной последовательности , полученными от разложени однофазного напр жени U на симметричные составл ющие. Такие услови работы преобразовател получим с помощью автоматических систем управлени автономным инвертором 1 и выпр мителем 2,out of phase with negative sequence voltages obtained from the decomposition of the single-phase voltage U into symmetrical components. Such operating conditions of the converter will be obtained using automatic control systems of an autonomous inverter 1 and rectifier 2,

В эксплуатации однофазное напр жение U может измен тьс как по величине, так и по начальной фазе. Синхронно с изменением напр жени U должны измен тьс также напр жени Од2, UB2. Uc2. инвертора 1, чтобы удержать симметрию трехфазных напр жений пр мой последовательности на выводах преобразовател Ai, Bi, Ci.In operation, the single-phase voltage U can vary both in magnitude and in the initial phase. In parallel with the change in voltage U, the voltages Od2, UB2 must also change. Uc2. inverter 1, in order to maintain the symmetry of the three-phase voltage of the forward sequence at the terminals of the converter Ai, Bi, Ci.

Датчиком, контролирующим симметрию трехфазных напр жений пр мой последовательности UAI , UBI, Uci преобразовател , служит трехфазный согласующе-измери- тельный трансформатор 3, первичные обмотки которого соединены в звезду, а вторичные обмотки - согласно-последовательно в открытый треугольник.The sensor that controls the symmetry of three-phase voltages of the forward sequence of a UAI, UBI, Uci converter is a three-phase matching-measuring transformer 3, the primary windings of which are connected to a star, and the secondary windings are connected in series to an open triangle.

Изменение однофазного напр жени U по величине и начальной фазе приведет к несимметрии напр жений пр мой последовательности на выводах Ai, Bi, Ci преобразовател , а эта несимметри изменит по величине и углу вторичное напр жение управлени Uy согласующе-измерительного трансформатора 3.Changing the single-phase voltage U in magnitude and initial phase will lead to an asymmetry of the voltage of the direct sequence at the terminals Ai, Bi, Ci of the converter, and this asymmetry will change the magnitude and angle of the secondary control voltage Uy of the matching measuring transformer 3.

Напр жение Uy поступает на фильтр- пробку 4, где отфильтровываетс треть гармоника и кратные ей. ОтфильтрованноеThe voltage Uy is applied to the filter plug 4, where a third harmonic and multiples thereof are filtered out. Filtered

напр жение Uy подаетс одновременно в систему управлени автономным инвертором 1 тока и в систему управлени выпр мителем 2,The voltage Uy is supplied simultaneously to the control system of the autonomous current inverter 1 and to the control system of the rectifier 2,

5В системе управлени инвертором 1 напр жение Uy подаетс на первый фазосдви- гающий узел 5, который имеет начальный фиксированный угол 5-6°, где напр жение выхода с этого узла повторит тот же сдвиг,5 In the control system of the inverter 1, the voltage Uy is applied to the first phase-shifting unit 5, which has an initial fixed angle of 5-6 °, where the output voltage from this node will repeat the same shift,

Ю что и напр жение Uy.What voltage Uy.

Напр жение выхода с узла 5 подаетс на усилительно-разв зывающий узел 8 и второй фазосдвигающий узел 6. Узел 8 обеспечит усиление напр жени выхода, сдвигиThe output voltage from the node 5 is supplied to the amplifying-decoupling node 8 and the second phase-shifting node 6. The node 8 will provide amplification of the output voltage, shifts

15 распределение импульсов управлени тири- сторами инвертора 1. Узел 6, который имеет начальный фиксированный угол 120° относительно фазосдвигающего устройства 5, повторит тот же сдвиг по фазе выходного15 distribution of pulses for controlling the thyristors of the inverter 1. A node 6, which has an initial fixed angle of 120 ° relative to the phase shifting device 5, will repeat the same phase shift of the output

20 напр жени что и напр жение Оу.20 voltages and voltages Oh.

Напр жение выхода с узла 6 подаетс на усилительно-разв зывающий узел 9 и третий фазосдвигающий узел 7.The output voltage from the node 6 is supplied to the amplifying-decoupling node 9 and the third phase-shifting node 7.

Узел 9 обеспечит усиление напр жени ,Node 9 will provide voltage amplification,

25 сдвиг и распределение импульсов управлени тиристорами инвертора 1.25 shift and distribution of the thyristor control pulses of the inverter 1.

Фазосдвигающий узел 7, который имеет начальный фиксированный угол 120° относительно фазосдвигающего устройства 6 иPhase-shifting unit 7, which has an initial fixed angle of 120 ° relative to the phase-shifting device 6 and

30 240° относительно устройства 5, повторит тот же сдвиг по фазе своего выходного напр жени , что и напр жение Uy.30 240 ° with respect to the device 5, it will repeat the same phase shift of its output voltage as the voltage Uy.

Напр жение выхода с узла 7 подаетс на усилительно-разв зывающий узел 10, а узелThe output voltage from the node 7 is supplied to the amplifier-decoupling node 10, and the node

35 ю обеспечит усиление напр жени , сдвиг и распределение импульсов управлени тиристорами инвертора 1.35 th will provide voltage amplification, shift and distribution of the thyristor control pulses of the inverter 1.

Вследствие сдвига импульсов управлени тиристорами инвертора 1 в каждой фазеDue to the shift of the thyristor control pulses of the inverter 1 in each phase

40 сдвигаетс на тот же угол, что и однофазное напр жение 0, трехфазное напр жение обратной последовательности инвертора. Таким образом осуществл етс синхронность изменени по углу трехфазного напр жени 40 is shifted by the same angle as the single-phase voltage 0, the three-phase voltage of the inverter reverse sequence. Thus, the synchronization of the change in the angle of the three-phase voltage is realized

45 обратной последовательности инвертора с основным однофазным напр жением питани преобразовател .45 of the reverse sequence of the inverter with the main single-phase supply voltage of the converter.

Отфильтрованное напр жение Uy подаетс также в систему управлени выпр 50 мителем 2 в блок сравнени 11, где сравниваетс с опорным стабилизированным напр жением, подаваемым с узла 12 формировани опорного напр жени , который питаетс с однофазной сети.The filtered voltage Uy is also supplied to the control system of the 50 voltage meter 2 to the comparison unit 11, where it is compared to the stabilized reference voltage supplied from the reference voltage generating unit 12, which is supplied from a single-phase network.

ODOD

Результирующее напр жение, полученное на выходе блока сравнени 11, подаетс на вход системы импульсно-фазового управлени тиристорами выпр мител 2, а тактовый вход этой системы св зан с выходом формировател тактовых импульсов 14, запитанного от однофазной сети.The resulting voltage obtained at the output of Comparison Unit 11 is applied to the input of the pulse-phase thyristor control system of rectifier 2, and the clock input of this system is connected to the output of the pulse shaper 14, powered from a single-phase network.

Изменение результирующего выходного напр жени узла сравнени 11 вследствие изменени по величине напр жени Оу вызывает сдвиг импульсов системы управлени 13 тиристорами выпр мител 2, а тем самым изменение выходного напр жени выпр мител 2, а значит, и величину трехфазных напр жений обратной последова- тельности инвертора.A change in the resulting output voltage of the comparison unit 11 due to a change in the voltage value of Oy causes a shift of the pulses of the control system 13 of the rectifier 2 thyristors, and thereby a change in the output voltage of the rectifier 2, and hence the value of the three-phase voltage of the inverter .

Так осуществл етс синхронность изменени по величине трехфазных напр - жений обратной последовательности инвертора с основным напр жением пита- ни преобразовател .Thus, a synchronization of the change in the magnitude of the three-phase voltages of the reverse sequence of the inverter with the main supply voltage of the converter is realized.

На изменение только начальной фазы однофазного напр жени реагирует система управлени инвертором, а на изменение только величины однофазного напр жени реагирует система управлени выпр мителем 2,The inverter control system responds to a change in only the initial phase of the single-phase voltage, and the rectifier control system 2 responds to a change in only the single-phase voltage.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и FORMULA AND SECTION

Устройство дл преобразовани однофазного напр жени в симметричное по фа- зе и по уровню трехфазное напр жение, содержащее последовательно соединенные между собой однофазный управл емый выпр митель с выходным LC-фильтром и трехфазный инвертор, причем первый вход- ной вывод указанного выпр мител образует первый входной вывод преобразовател , второй входной вывод выпр мител подключен к второму входному и первому выходному выводам преобразовател , а также блокуправлени в виде системы импульсно- фазового управлени с управл ющими и тактовыми входами и системы управлени инвертором, включающей в себ трехфазный распределитель импульсов, своими вы- ходами соединенный с управл ющими входами соответствующих ключевых элементов инвертора, отличающеес тем,A device for converting a single-phase voltage to a phase-symmetric phase and level three-phase voltage containing a series-connected single-phase controlled rectifier with an output LC filter and a three-phase inverter, the first input terminal of the specified rectifier forming the first input converter output, the second input terminal of the rectifier is connected to the second input and first output terminals of the converter, as well as the control unit in the form of a pulse-phase control system with a control and clock inputs and an inverter control system including a three-phase pulse distributor, moves its You are a connected with the control inputs of the corresponding key element of the inverter, wherein

что, с целью улучшени массогабаритных показателей и повышени КПД, оно снабжено трехфазным согласующим измерительным трансформатором, фазные первичные обмотки которого подключены к выходным выводам преобразовател , вторичные его обмотки соединены последовательно, образу выход трансформатора, широкополосным фильтром-пробкой, выполненным задерживающим гармоники, кратные трем, первый входной вывод преобразовател , подключен к первому выходному выводу инвертора , два других вывода которого образуют остальные выходные выводы преобразовател , управл ющий вход системы импульсно-фазового управлени соединен с выходом введенного блока сравнени , один вход которого подключен к выходу фильтра-пробки, а второй вход соединен с выходом введенного узла опорного напр жени , тактовый вход системы импульсно- фазового управлени св зан с выходом введенного формировател тактовых импульсов , запитанного от однофазной сети, выходы системы импульсно-фазового управлени подключены к управл ющим входам тиристоров выпр мител , а упом нутый трехфазный распределитель импульсов выполнен в виде трех последовательно соединенных фазосдвигающих узлов, причем первый из этих узлов обеспечивает фиксированный сдвиг на угол 5-6° и своим входом через указанную фильтр-пробку подключен к выходу согласующе-измерительного трансформатора, второй и третий фазосдви- гающие узлы обеспечивают фазовый сдвиг на угол 2 /3 , а выходы трех фазосдвигающих устройств образуют выходные выводы распределител и присоединены попарно к управл ющим входам тиристоров инвертора через введенные усилительно- разв зывающие узлы.that, in order to improve the overall dimensions and increase the efficiency, it is equipped with a three-phase matching measuring transformer, the phase primary windings of which are connected to the output terminals of the converter, its secondary windings are connected in series, forming the transformer output, with a broadband filter plug made by delaying harmonics that are multiples of three, the first input terminal of the converter is connected to the first output terminal of the inverter, the other two outputs of which form the remaining output terminals of the inverter the driver controlling the input of the pulse-phase control system is connected to the output of the input comparison unit, one input of which is connected to the output of the filter plug, and the second input is connected to the output of the input reference voltage node, the clock input of the pulse-phase control system is connected to the output the input clock driver supplied from a single-phase network, the outputs of the pulse-phase control system are connected to the control inputs of the thyristor rectifiers, and the aforementioned three-phase pulse distributor made in the form of three serially connected phase-shifting units, the first of these units providing a fixed offset of 5-6 ° and connected to the output of a matching measuring transformer by its input through the specified filter plug, the second and third phase-shifting units provide a phase shift by the angle is 2/3, and the outputs of the three phase shifting devices form the output terminals of the distributor and are connected in pairs to the control inputs of the inverter thyristors through the input amplifier-decoupling units.