RU2002112508A - Multilevel voltage inverter and method of its control - Google Patents

Multilevel voltage inverter and method of its control

Info

Publication number
RU2002112508A
RU2002112508A RU2002112508/09A RU2002112508A RU2002112508A RU 2002112508 A RU2002112508 A RU 2002112508A RU 2002112508/09 A RU2002112508/09 A RU 2002112508/09A RU 2002112508 A RU2002112508 A RU 2002112508A RU 2002112508 A RU2002112508 A RU 2002112508A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
keys
voltage
terminal
load
negative
Prior art date
Application number
RU2002112508/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2259628C2 (en
Inventor
Владимир Леонидович Коломейцев
Дмитрий Викторович Крайнов
Федор Александрович Реднов
Леонид Филиппович Коломейцев
Игорь Александрович Прокопец
Умаркади Магомедович Сулейманов
Дмитрий Алексеевич Звездунов
Сергей Александрович Пахомин
Original Assignee
Владимир Леонидович Коломейцев
Дмитрий Викторович Крайнов
Федор Александрович Реднов
Леонид Филиппович Коломейцев
Игорь Александрович Прокопец
Умаркади Магомедович Сулейманов
Дмитрий Алексеевич Звездунов
Сергей Александрович Пахомин
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Леонидович Коломейцев, Дмитрий Викторович Крайнов, Федор Александрович Реднов, Леонид Филиппович Коломейцев, Игорь Александрович Прокопец, Умаркади Магомедович Сулейманов, Дмитрий Алексеевич Звездунов, Сергей Александрович Пахомин filed Critical Владимир Леонидович Коломейцев
Priority to RU2002112508/09A priority Critical patent/RU2259628C2/en
Priority claimed from RU2002112508/09A external-priority patent/RU2259628C2/en
Publication of RU2002112508A publication Critical patent/RU2002112508A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2259628C2 publication Critical patent/RU2259628C2/en

Links

Claims (9)

1. Инвертор напряжения и способ его управления, содержащий первый и второй зажимы для подключения к положительному и отрицательному выводам источника питания соответственно; n последовательно соединенных конденсаторов, где n>1, каждый из которых имеет положительный и отрицательный выводы, причем положительный вывод первого конденсатора подключен к первому зажиму источника питания, отрицательный вывод первого конденсатора соединен с положительным выводом второго конденсатора, образуя первую среднюю точку конденсаторов, аналогично соединены остальные конденсаторы, образуя всего n-1 средних точек конденсаторов, а отрицательный вывод n-го конденсатора подключен ко второму зажиму источника питания; и одну или несколько фазных схем, каждая из которых содержит n последовательно соединенных верхних ключей и n последовательно соединенных нижних ключей, каждый из которых имеет положительный и отрицательный выводы и вывод управления, причем положительный вывод первого верхнего ключа подключен к первому зажиму источника питания, его отрицательный вывод соединен с положительным выводом второго верхнего ключа, образуя первую среднюю точку верхних ключей, аналогично соединены остальные верхние ключи, образуя всего n-1 средних точек верхних ключей; отрицательный вывод первого нижнего ключа соединен с положительным выводом второго нижнего ключа, образуя первую среднюю точку нижних ключей, аналогично соединены остальные нижние ключи, образуя всего n-1 средних точек нижних ключей, а отрицательный вывод n-го нижнего ключа подключен ко второму зажиму источника питания, n-1 верхних диодов и n-1 нижних диодов, каждый из которых имеет анод и катод, причем анод каждого k-го верхнего диода подключен к k-й средней точке конденсаторов, а катод k-го верхнего диода подключен κ-й средней точке верхних ключей, катод каждого k-го нижнего диода подключен к k-й средней точке конденсаторов, а анод каждого k-го нижнего диода подключен к k-й средней точке нижних ключей, где k принимает значения от 1 до n-1, отличающийся тем, что инвертор снабжен дополнительными верхним и нижним обратными диодами, каждый из которых имеет анод и катод, и положительным и отрицательным зажимами для подключения нагрузки, причем катод верхнего обратного диода подключен к первому зажиму источника питания, а его анод и отрицательный зажим для подключения нагрузки соединены с положительным выводом первого нижнего ключа; анод нижнего обратного диода подключен ко второму зажиму источника питания, а его катод и положительный зажим для подключения нагрузки соединены с отрицательным выводом n-го верхнего ключа, при этом, задаваясь целым числом m из диапазона от -n до n, а также целым числом i, которое для отрицательных значений m может принимать значения от 0 до n+m, а для неотрицательных - от m до n, и определяя число j по формуле j=n + m-i, и в случае i>0, открывая i верхних ключей, ближайших к положительному зажиму для подключения нагрузки, а в случае j>0, открывая j нижних ключей, ближайших к отрицательному зажиму для подключения нагрузки, прикладывают к нагрузке напряжение, без учета падений напряжений на ключах и разницы напряжении на конденсаторах, равное
Figure 00000001
причем отрицательные значения возможны лишь при условии протекания тока нагрузки, где U - напряжение источника питания.
1. A voltage inverter and a method for controlling it, comprising first and second terminals for connecting to the positive and negative terminals of a power source, respectively; n series-connected capacitors, where n> 1, each of which has positive and negative terminals, with the positive terminal of the first capacitor connected to the first terminal of the power source, the negative terminal of the first capacitor connected to the positive terminal of the second capacitor, forming the first midpoint of the capacitors, similarly connected the remaining capacitors, forming a total of n-1 midpoints of the capacitors, and the negative terminal of the n-th capacitor is connected to the second terminal of the power source; and one or more phase circuits, each of which contains n series-connected upper keys and n series-connected lower keys, each of which has positive and negative terminals and a control terminal, and the positive terminal of the first upper switch is connected to the first terminal of the power source, its negative the output is connected to the positive output of the second upper key, forming the first midpoint of the upper keys, similarly the remaining upper keys are connected, forming a total of n-1 midpoints of the upper keys; the negative terminal of the first lower key is connected to the positive terminal of the second lower key, forming the first midpoint of the lower keys, similarly the remaining lower keys are connected, forming a total of n-1 midpoints of the lower keys, and the negative terminal of the nth lower key is connected to the second terminal of the power supply , n-1 upper diodes and n-1 lower diodes, each of which has an anode and a cathode, the anode of each k-th upper diode connected to the k-th midpoint of the capacitors, and the cathode of the k-th upper diode connected to the κ-th middle point of the upper beak whose, the cathode of each kth lower diode is connected to the kth midpoint of the capacitors, and the anode of each kth lower diode is connected to the kth midpoint of the lower keys, where k takes values from 1 to n-1, characterized in that the inverter is equipped with additional upper and lower reverse diodes, each of which has an anode and a cathode, and positive and negative terminals for connecting the load, and the cathode of the upper reverse diode is connected to the first terminal of the power source, and its anode and negative terminal for connecting the load are connected to P positively the lower terminal of the first key; the anode of the lower reverse diode is connected to the second terminal of the power source, and its cathode and the positive terminal for connecting the load are connected to the negative terminal of the nth upper key, while setting an integer m from the range from -n to n, as well as an integer i , which for negative values of m can take values from 0 to n + m, and for non-negative values, from m to n, and determining the number j by the formula j = n + mi, and in the case i> 0, opening i of the upper keys closest to the positive terminal to connect the load, and in the case j> 0, opening j lower keys closest to the negative terminal for connecting the load, apply voltage to the load, without taking into account the voltage drops on the keys and the voltage difference across the capacitors, equal to
Figure 00000001
moreover, negative values are possible only if the load current flows, where U is the voltage of the power source.
2. Инвертор напряжения и способ его управления по п.1, отличающийся тем, что при изменении более чем на 1, верхние ключи коммутируют последовательно, причем открывают их, начиная от ближайших ключей к положительному зажиму для подключения нагрузки, а закрывают - в обратном порядке, с временной паузой между коммутациями, и при изменении j более чем на 1, нижние ключи коммутируют также последовательно, причем открывают их, начиная от ближайших ключей к отрицательному зажиму для подключения нагрузки, а закрывают - в обратном порядке, с временной паузой между коммутациями.2. The voltage inverter and its control method according to claim 1, characterized in that when changing by more than 1, the upper switches commute in series, and open them, starting from the nearest switches to the positive terminal to connect the load, and close them in the reverse order , with a time pause between switching, and when j changes by more than 1, the lower keys also commute sequentially, and open them, starting from the nearest keys to the negative terminal to connect the load, and close them in the opposite order, with the time pa narrow between switching. 3. Инвертор напряжения и способ его управления по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при первоначальном открытии ключей для приложения к нагрузке положительного напряжения при отсутствии тока в нагрузке первые n+1 ключей открывают одновременно.3. The voltage inverter and its control method according to claims 1 and 2, characterized in that during the initial opening of the keys for applying a positive voltage to the load in the absence of current in the load, the first n + 1 keys are opened simultaneously. 4. Инвертор напряжения и способ его управления по пп.1-3, отличающийся тем, что формируют ток в фазной обмотке реактивного индукторного двигателя с помощью токового контроллера, содержащего датчик фазного тока и 2n+1-уровневый компаратор, таким образом, что при достижении током k-го уровня снизу или сверху проверяют, соответствует ли текущее состояние ключей уровню фазного напряжения, равному
Figure 00000002
и в противном случае путем коммутации соответствующего ключа или нескольких ключей обеспечивают такое соответствие, где k - номер уровня компаратора, принимающий значения от 1 до 2n+1.
4. The voltage inverter and its control method according to claims 1 to 3, characterized in that they generate current in the phase winding of the jet induction motor using a current controller containing a phase current sensor and a 2n + 1-level comparator, so that when with the current of the kth level, from below or from above, it is checked whether the current state of the keys corresponds to the phase voltage level equal to
Figure 00000002
and otherwise, by switching the corresponding key or several keys, they provide such a correspondence, where k is the comparator level number, taking values from 1 to 2n + 1.
5. Инвертор напряжения и способ его управления по пп.1-3, отличающийся тем, что формируют ток в фазной обмотке реактивного индукторного двигателя с помощью токового контроллера, содержащего датчик фазного тока и двухуровневый компаратор, таким образом, что при значениях фазного тока, меньших первого уровня, и фазного напряжения, меньшего U, через определенные интервалы времени путем коммутации соответствующих ключей увеличивают величину фазного напряжения на величину
Figure 00000003
при значениях фазного тока, больших второго уровня, и фазного напряжения, большего -U- уменьшают, а при значениях фазного тока, равных обоим уровням или лежащих между ними - не изменяют.
5. The voltage inverter and its control method according to claims 1 to 3, characterized in that they generate current in the phase winding of the jet induction motor using a current controller containing a phase current sensor and a two-level comparator, so that when the phase current values are lower the first level, and a phase voltage less than U, at certain intervals by switching the corresponding keys increase the magnitude of the phase voltage by
Figure 00000003
when the values of the phase current are greater than the second level, and the phase voltage greater than -U- is reduced, and when the values of the phase current are equal to or between the two levels, they are not changed.
6. Инвертор напряжения и способ его управления по пп.1-5, отличающийся тем, что при коммутациях ключей чередуют различные комбинации, обеспечивающие одинаковые уровни напряжения на нагрузке, но с разных конденсаторов.6. The voltage inverter and its control method according to claims 1-5, characterized in that when switching the keys, various combinations alternate, ensuring the same voltage levels at the load, but from different capacitors. 7. Инвертор напряжения и способ его управления по пп.1-6, отличающийся тем, что измеряют напряжение на каждом конденсаторе, и при коммутациях определяют такую комбинацию ключей, которая обеспечивает подключение нагрузки на наибольшее положительное напряжение или на наименьшее по модулю отрицательное напряжение.7. The voltage inverter and its control method according to claims 1-6, characterized in that the voltage across each capacitor is measured, and during switching, a combination of keys is determined which ensures that the load is connected to the highest positive voltage or the lowest negative voltage modulo. 8. Инвертор напряжения и способ его управления по пп.1-7, отличающийся тем, что при длительном отсутствии необходимости изменять напряжение на нагрузке осуществляют принудительные коммутации, изменяя комбинации состояний ключей, обеспечивающих одинаковые уровни напряжения на нагрузке, но с разных конденсаторов.8. The voltage inverter and its control method according to claims 1-7, characterized in that for a long time there is no need to change the voltage on the load, forced switching is performed by changing combinations of switch states providing the same voltage levels on the load, but from different capacitors. 9. Инвертор напряжения и способ его управления по п.7, отличающийся тем, что при уменьшении положительного или увеличении по модулю отрицательного питающего напряжения на величину, большую допустимого отклонения, осуществляют принудительные коммутации, изменяя комбинации состояний ключей, обеспечивающих одинаковые уровни напряжения на нагрузке, но с разных конденсаторов.9. The voltage inverter and its control method according to claim 7, characterized in that when decreasing the positive or increasing modulus of the negative supply voltage by an amount greater than the permissible deviation, forced switching is performed by changing the combinations of switch states providing the same voltage levels on the load, but with different capacitors.
RU2002112508/09A 2002-05-13 2002-05-13 Multilayer voltage inverter and its control process RU2259628C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002112508/09A RU2259628C2 (en) 2002-05-13 2002-05-13 Multilayer voltage inverter and its control process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002112508/09A RU2259628C2 (en) 2002-05-13 2002-05-13 Multilayer voltage inverter and its control process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002112508A true RU2002112508A (en) 2003-11-20
RU2259628C2 RU2259628C2 (en) 2005-08-27

Family

ID=35846883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002112508/09A RU2259628C2 (en) 2002-05-13 2002-05-13 Multilayer voltage inverter and its control process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259628C2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009086927A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-16 Abb Technology Ag A method for controlling a voltage source converter and a voltage converting apparatus
RU2451386C1 (en) * 2008-06-09 2012-05-20 Абб Текнолоджи Аг Voltage converter
CN102257718A (en) * 2008-12-18 2011-11-23 Abb研究有限公司 Converter device and method for controlling a converter device
EP2372893B1 (en) * 2010-03-31 2012-06-27 Ce+T Multilevel inverter
EP2678933B1 (en) * 2011-04-01 2017-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing an output voltage at a moduler multilevel converter and assembly for performing the method
RU2580508C1 (en) * 2014-11-18 2016-04-10 Николай Петрович Чернов Method of controlling braking of frequency electric drive with multilevel voltage inverter
RU2694364C1 (en) * 2018-11-13 2019-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Смартер" Method for control of inductor machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5247723B2 (en) Control method of phase module arm of multi-level power converter
RU2665463C2 (en) Driver device and driving method for driving load, in particular in led unit comprising one or more leds
US8923027B2 (en) Five-level DC-AC converter
RU2681313C1 (en) Multilevel device for converting medium voltage power with ac output
US11183948B2 (en) Series multiplex inverter
RU2002112508A (en) Multilevel voltage inverter and method of its control
RU2411628C1 (en) Multilevel bridge autonomous voltage inverter
US6958924B2 (en) Multi-cell energy conversion device
EP3391543B1 (en) Voltage balancing of voltage source converters
RU2259628C2 (en) Multilayer voltage inverter and its control process
US20230094863A1 (en) A power converter having multiple main switches in series and a power conversion method
US20170027031A1 (en) Trigger circuit, light apparatus comprising the same and trigger method
RU2806896C1 (en) Boost voltage regulator for work with three-phase loads
CN115333211B (en) Soft charging circuit and method for power grid side power supply hybrid multi-level converter
SU966830A1 (en) Self-sustained inverter with unit for limiting switching overvoltages
SU549794A1 (en) AC Voltage Regulation Device
SU1480061A1 (en) Direct frequency controller converter fully thyristor controlled
SU1425800A2 (en) Device for controlling cyclic thyristor converter
SU1495974A1 (en) Controller for two-winding electromagnetic motor
SU1750004A1 (en) Ac-to-dc voltage converter with two output voltages of different polarity
SU1654965A1 (en) Device for storage capacitor charging
SU1133659A1 (en) Pulse shaper
SU1381647A1 (en) Device for limiting the switching current inrush of single-phase transformer
RU2507669C1 (en) Ac voltage controller
SU1292142A1 (en) Transformer-switch voltage conveter