RU2074494C1 - Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage - Google Patents

Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage Download PDF

Info

Publication number
RU2074494C1
RU2074494C1 RU94023356A RU94023356A RU2074494C1 RU 2074494 C1 RU2074494 C1 RU 2074494C1 RU 94023356 A RU94023356 A RU 94023356A RU 94023356 A RU94023356 A RU 94023356A RU 2074494 C1 RU2074494 C1 RU 2074494C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
inverter
control
output
phase
Prior art date
Application number
RU94023356A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94023356A (en
Inventor
В.С. Климаш
Original Assignee
Климаш Владимир Степанович
Комсомольский-на-Амуре политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Климаш Владимир Степанович, Комсомольский-на-Амуре политехнический институт filed Critical Климаш Владимир Степанович
Priority to RU94023356A priority Critical patent/RU2074494C1/en
Publication of RU94023356A publication Critical patent/RU94023356A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2074494C1 publication Critical patent/RU2074494C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: method includes additive voltage making by rectifier and transformer inverters using with simultaneous two coordinates control both amplitude and phase Besides when voltage deviations are significant amplitude control is predominant but in case when deviations are small phase control is more active and among case both control way are operating. Method can be useful both in monophase low power transistor stabilizers and more powerful three phase transistor stabilizers for power net using. EFFECT: better output voltage shaping, less aperture installed power. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для узкодиапазонного регулирования или стабилизации трехфазного напряжения в системах электроснабжения объектов промышленности, агропромышленного комплекса, культурно-бытового назначения. The invention relates to electrical engineering, in particular to converter technology, and can be used for narrow-range regulation or stabilization of three-phase voltage in power supply systems of industrial facilities, agriculture, cultural and domestic purposes.

Известен способ управления стабилизатора трехфазного синусоидального напряжения по авторскому свидетельству N 1636833, 1991. Стабилизатор содержит трехфазный вольтодобавочный трансформатор и преобразователь фазы со звеном постоянного тока на базе инвертора и выпрямителя с двухсторонним обменом энергией. Трансформатор уменьшает регулируемое по фазе напряжение на выходе инвертора и прибавляя его к входному напряжению стабилизатора формирует на нагрузке напряжение заданной величины с опережающим сдвигом первой гармоники. В режиме вольтоприбавления энергия через выпрямитель направлена из сети в звено постоянного тока, а в режиме вольтовычитания наоборот из звена постоянного тока в сеть. A known method of controlling a three-phase sinusoidal voltage stabilizer according to copyright certificate N 1636833, 1991. The stabilizer contains a three-phase boost transformer and a phase converter with a DC link based on an inverter and a rectifier with two-way energy exchange. The transformer reduces the phase-controlled voltage at the inverter output and adding it to the input voltage of the stabilizer forms a voltage of a given value with a leading shift of the first harmonic on the load. In the voltage adding mode, the energy through the rectifier is directed from the network to the DC link, and in the voltage subtraction mode, vice versa from the DC link to the network.

К недостаткам способа следует отнести ухудшение формы кривой выходного напряжения при его формировании со сдвигом первой гармоники и необходимость увеличения габаритной мощности трансформатора, вследствие возникновения одностороннего подмагничивания магнитопровода при быстром регулировании фазы вольтоприбавки с большим амплитудным значением. The disadvantages of the method include the deterioration of the shape of the output voltage curve when it is formed with a shift of the first harmonic and the need to increase the overall power of the transformer due to the occurrence of one-side magnetization of the magnetic circuit during fast regulation of the voltage-addition phase with a large amplitude value.

Цель изобретения снижение габаритной мощности трансформатора при сохранении требуемого быстродействия и улучшение синусоидальности выходного напряжения. The purpose of the invention is the reduction of the overall power of the transformer while maintaining the required speed and improving the sinusoidality of the output voltage.

Поставленная цель достигается тем, что выделяют модуль разностного сигнала, из которого формируют второй управляющий сигнал и им, воздействуя на инвертор или выпрямитель, изменяют действующее значение напряжения на выходе инвертора в пределах от максимально возможного значения до минимального заданного, причем изменение действующего значения выходного напряжения инвертора в указанных пределах производится при изменении разностного сигнала во всем диапазоне, а изменение фазы выходного напряжения инвертора только в области малых значений разностного сигнала. This goal is achieved by isolating the difference signal module from which the second control signal is generated and, acting on the inverter or rectifier, change the effective value of the voltage at the inverter output from the maximum possible value to the minimum specified, and changing the effective value of the inverter output voltage within the specified limits, it is performed when the difference signal changes over the entire range, and the phase of the inverter output voltage changes only in the region of small values values of the difference signal.

Способ управления стабилизатором включает операции измерения выходного напряжения стабилизатора, сравнения его с напряжением заданного уровня, формирования первого управляющего сигнала полученного из разностного сигнала и формирование второго управляющего сигнала полученного из модуля разностного сигнала. Первый управляющий сигнал изменяет фазу, а второй амплитуду первой гармоники напряжения на выходе инвертора, который преобразовывает выпрямленное входное или выходное напряжение стабилизатора в переменное той же частоты, но с амплитудно-фазовым регулированием в зависимости от первого и второго управляющих сигналов. Напряжение с выхода инвертора подается на вход вольтодобавочного агрегата. Особенностью способа является то, что воздействие на изменение амплитуды первой гармоники выходного напряжения инвертора с ограничением нижнего предела производится во всем диапазоне изменения разностного сигнала, а воздействие на изменение фазы только в области малых значений разностного сигнала. The stabilizer control method includes the steps of measuring the output voltage of the stabilizer, comparing it with a voltage of a given level, generating the first control signal obtained from the difference signal and generating a second control signal received from the difference signal module. The first control signal changes the phase, and the second amplitude of the first harmonic of the voltage at the inverter output, which converts the rectified input or output voltage of the stabilizer into a variable of the same frequency, but with amplitude-phase control depending on the first and second control signals. The voltage from the inverter output is supplied to the input of the boost booster unit. A feature of the method is that the impact on the change in the amplitude of the first harmonic of the inverter output voltage with the lower limit is limited in the entire range of the difference signal, and the impact on the phase change only in the region of small values of the difference signal.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ управления стабилизатором трехфазного синусоидального напряжения; на фиг. 2 зависимости амплитуды Um(1) и фазы α первой гармоники выходного напряжения инвертора в функции разностного сигнала Up, поясняющие способ амплитудно-фазового управления стабилизатором и работу реализующего его устройства.In FIG. 1 shows a block diagram of a device that implements a method for controlling a three-phase sinusoidal voltage stabilizer; in FIG. 2 dependences of the amplitude U m (1) and phase α of the first harmonic of the inverter output voltage as a function of the difference signal U p , explaining the method of amplitude-phase control of the stabilizer and the operation of the device implementing it.

Устройство содержит трехфазный вольтодобавочный агрегат 1, представляющий собой трехфазный вольтодобавочный трансформатор и включенный между входными и выходными выводами стабилизатора, выпрямитель 2 с двухсторонним пропуском энергии, вход которого соединен с выходными (или с входными) выводами стабилизатора, а выход подключен к питающим выводам инвертора 3. Система 4 управления выпрямителем 2, выполняющая функцию управления двухсторонним пропуском энергии с поддержанием постоянства напряжения на входе инвертора и не исключающую возможность взять на себя функцию (соединение управляющего входа пунктирной линией с элементом сравнения) формирования второго управляющего сигнала для изменения действующего значения напряжения на выходе инвертора 3, своим выходом соединена с управляющим входом выпрямителя 2. Система 5 управления инвертором 3, в которой осуществляется формирование первого и второго управляющих сигналов для регулирования соответственно фазы и действующего значения напряжения на выходе инвертора 3 при изменении разностного сигнала, своими двумя выходами соответственно подключена к управляющим входам (для управления фазой и амплитудой первой гармоники) инвертора 3. К выходным выводам стабилизатора подключен также вход датчика 6 выходного напряжения, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения 7, другим входом подключенного к источнику эталонного напряжения, а выходом к входу системы 5 управления инвертором 3 и с неисключенной возможностью подключения также к входу системы 4 управления выпрямителем 2. Первичная обмотка 8 трансформатора трехфазного вольтодобавочного агрегата 1 соединена с выходом инвертора 3, а вторичная обмотка 9 трансформатора включена между входными и выходными выводами стабилизатора. The device contains a three-phase booster unit 1, which is a three-phase booster transformer and connected between the input and output terminals of the stabilizer, a rectifier 2 with two-sided power transmission, the input of which is connected to the output (or input) terminals of the stabilizer, and the output is connected to the supply terminals of the inverter 3. Rectifier 2 control system 4, which performs the function of controlling a two-sided energy pass while maintaining a constant voltage at the inverter input and does not exclude The ability to take on the function (connecting the control input by a dashed line with the comparison element) to form the second control signal to change the effective voltage value at the output of the inverter 3, is connected to the control input of the rectifier 2 by its output. Inverter 3 control system 5, in which the first and the second control signal for regulating, respectively, the phase and the actual voltage value at the output of the inverter 3 when the difference signal changes, with its two outputs respectively connected to the control inputs (for controlling the phase and amplitude of the first harmonic) of the inverter 3. To the output terminals of the stabilizer is also connected to the output of the output voltage sensor 6, the output of which is connected to the first input of the comparison element 7, the other input is connected to the reference voltage source, and the output to the input of the control system 5 of the inverter 3 and with the non-excluded possibility of connecting also to the input of the control system 4 of the rectifier 2. The primary winding 8 of the transformer three-phase booster unit 1 is connected to the output of the inverter 3 and the secondary winding of the transformer 9 is connected between the input and output terminals of the stabilizer.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При снижении напряжения

Figure 00000002
на входе и соответственно снижении напряжения
Figure 00000003
на выходе стабилизатора уменьшается сигнал на выходе датчика 6 напряжения, что приводит к увеличению разностного сигнала Up (фиг. 2), который снимается с выхода элемента 7 сравнения и подается на управляющий вход системы 4 управления выпрямителем 2 и (или) на управляющий вход системы 5 управления инвертором 3. С первого выхода системы 5 управления снимают первый управляющий сигнал, которым, воздействуя на инвертор 3, изменяют фазу α (фиг. 2) выходного напряжения инвертора 3, а с второго выхода системы 5 управления инвертором 3 (или с выхода системы 4 управления выпрямителем 2) снимают второй управляющий сигнал, которым, воздействуя на инвертор 3 (или выпрямитель 2), изменяют амплитуду Um(1) (фиг. 2) первой гармоники выходного напряжения инвертора 3; получающего питание от выпрямителя 2. В зависимости от величины разностного сигнала Up различают три области (фиг. 2):
1 регулированию подлежит только фаза a;
2 одновременно регулируется и фаза α и амплитуда Um(1);
3 регулированию подлежит только амплитуда Um(1) выходного напряжения инвертора 3.With a decrease in voltage
Figure 00000002
at the input and, accordingly, voltage reduction
Figure 00000003
the output of the stabilizer decreases the signal at the output of the voltage sensor 6, which leads to an increase in the difference signal U p (Fig. 2), which is removed from the output of the comparison element 7 and fed to the control input of the control system 4 of the rectifier 2 and (or) to the control input of the system 5 control the inverter 3. From the first output of the control system 5, the first control signal is removed, which, acting on the inverter 3, changes the phase α (Fig. 2) of the output voltage of the inverter 3, and from the second output of the control system 5 of the inverter 3 (or from the system output 4 Board rectifier 2) remove the second control signal, which, acting on the inverter 3 (or the rectifier 2), the amplitude change U m (1) (Figure 2) of the first harmonic of the output voltage of the inverter 3.; receiving power from the rectifier 2. Depending on the value of the differential signal U p there are three areas (Fig. 2):
1 only phase a is subject to regulation;
2, both the phase α and the amplitude U m (1) are simultaneously regulated;
3, only the amplitude U m (1) of the output voltage of the inverter 3 is subject to regulation.

Выходное напряжение инвертора 3 Um(1)•e подается на первичную обмотку 8 трансформатора вольтодобавочного агрегата 1. В результате, уменьшенное в коэффициент трансформации КT раз, напряжение

Figure 00000004
вторичной обмотки 9 трансформатора, складывается с напряжением U1 на входе и увеличивает напряжение
Figure 00000005
на выходе стабилизатора до требуемого уровня. Аналогично происходит работа устройства и при увеличении напряжения на входе выше требуемого уровня. В этом случае разностный сигнал Up отрицательный (фиг. 2) и в зависимости от его величины также происходит амплитудное, фазовое или смешанное амплиудно-фазовое управление устройством.The inverter output voltage 3 U m (1) • e is supplied to the primary winding 8 of the transformer of the booster unit 1. As a result, the voltage reduced by the transformation coefficient K T times
Figure 00000004
secondary winding 9 of the transformer, is folded with voltage U 1 at the input and increases the voltage
Figure 00000005
at the output of the stabilizer to the desired level. Similarly, the operation of the device occurs when the input voltage increases above the required level. In this case, the difference signal U p is negative (Fig. 2) and, depending on its magnitude, amplitude, phase or mixed amplitude-phase control of the device also occurs.

Следует отметить, что воздействие вторым управляющим сигналом на выпрямитель 2 (на фиг. 1 см, пунктирную линию) дает наилучший результат по обеспечению синусоидальности выходного напряжения, а воздействие вторым управляющим сигналом на инвертор 3 улучшенное быстродействие, при этом как в том, так и в другом случаях достигается уменьшение габаритной мощности вольтодобавочного агрегата 1. It should be noted that the influence of the second control signal on the rectifier 2 (in Fig. 1 cm, dashed line) gives the best result in ensuring the sinusoidality of the output voltage, and the effect of the second control signal on the inverter 3 has improved speed, both in that and in in other cases, a decrease in the overall power of the booster unit 1 is achieved.

Claims (1)

Способ управления стабилизатором трехфазного синусоидального напряжения, содержащим трехфазный вольтодобавочный агрегат, включенный между входными и выходными выводами и управляющим входом подключенный к выходу инвертора, вход которого через выпрямитель с двусторонним пропуском энергии подключен к входным и выходным выводам, заключающийся в том, что измеряют выходное напряжение стабилизатора, сравнивают его с напряжением заданного уровня и формируют разностный сигнал, а также формируют первый управляющий сигнал и им, воздействуя на инвертор, изменяют фазу напряжения на выходе инвертора в пределах 0-π рад. в сторону опережения относительно входного напряжения стабилизатора, отличающийся тем, что из разностного сигнала формируют второй управляющий сигнал и им, воздействуя на инвертор или выпрямитель, изменяют действующее значение напряжения на выходе инвертора в пределах от максимально возможного значения до минимального заданного, которые при воздействии вторым управляющим сигналом на инвертор для широтно-импульсного регулирования его выходного напряжения соответственно задают максимальной длительностью импульсов выходного напряжения инвертора, равной периоду коммутации, и минимальной фиксированной длительностью импульсов, а при воздействии вторым управляющим сигналом на выпрямитель для амплитудного регулирования выходного напряжения инвертора соответственно задают минимально возможным углом управления и максимальным фиксируемым углом импульсно-фазового управления выпрямителем, при этом изменение действующего значения выходного напряжения инвертора в указанных пределах производится при изменении разностного сигнала во всем диапазоне, а изменение фазы напряжения на выходе инвертора только в области малых значений разностного сигнала за счет формирования первого управляющего сигнала из усиленного и ограниченного на заданном уровне разностного сигнала, причем уровень ограничения усиленного разностного сигнала не меньше того значения разностного сигнала, при котором действующее значение напряжения на выходе инвертора достигает своего минимального предела ограничения. A method of controlling a three-phase sinusoidal voltage stabilizer containing a three-phase boost booster connected between the input and output terminals and the control input connected to the inverter output, the input of which is connected to the input and output terminals through a rectifier with two-sided energy pass, which consists in measuring the output voltage of the stabilizer , compare it with the voltage of a given level and form a difference signal, and also form the first control signal and it, acting on and the inverter, they change the phase of the voltage at the inverter output within 0-π rad. in the direction of advancing relative to the input voltage of the stabilizer, characterized in that a second control signal is formed from the differential signal and, acting on the inverter or rectifier, they change the effective voltage value at the inverter output from the maximum possible value to the minimum specified, which when exposed to the second control the signal to the inverter for pulse-width control of its output voltage, respectively, set the maximum pulse width of the output voltage the inverter is equal to the switching period and the minimum fixed pulse duration, and when the second control signal is applied to the rectifier for amplitude control of the inverter output voltage, respectively, the minimum possible control angle and the maximum fixed angle of the pulse-phase control of the rectifier are set, while changing the effective value of the output voltage the inverter within the specified limits is produced when the difference signal changes over the entire range, and the phase change voltage at the inverter output only in the region of small values of the difference signal due to the formation of the first control signal from the amplified and limited at a given level differential signal, and the level of limitation of the amplified difference signal is not less than the value of the difference signal at which the effective voltage value at the inverter output reaches its minimum limit limit.
RU94023356A 1994-06-17 1994-06-17 Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage RU2074494C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94023356A RU2074494C1 (en) 1994-06-17 1994-06-17 Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94023356A RU2074494C1 (en) 1994-06-17 1994-06-17 Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94023356A RU94023356A (en) 1996-02-10
RU2074494C1 true RU2074494C1 (en) 1997-02-27

Family

ID=20157458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94023356A RU2074494C1 (en) 1994-06-17 1994-06-17 Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2074494C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551427C1 (en) * 2014-05-23 2015-05-27 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Method and device of stabilisation of three-phase alternating voltage
RU172409U1 (en) * 2017-02-02 2017-07-07 Открытое акционерное общество "Авангард" Three-phase AC voltage stabilization device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент СССР N 1636833, кл. G 05 F 1/30, 1991. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551427C1 (en) * 2014-05-23 2015-05-27 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Method and device of stabilisation of three-phase alternating voltage
RU172409U1 (en) * 2017-02-02 2017-07-07 Открытое акционерное общество "Авангард" Three-phase AC voltage stabilization device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7106025B1 (en) Cancellation of dead time effects for reducing common mode voltages
JP3265398B2 (en) DC power transmission device control device
EP0947904B1 (en) AC power supply using sunlight
KR970055166A (en) NPC Inverter Control System
EP2009779A2 (en) Cross current control for a power system with parallel converters
KR102009509B1 (en) Apparatus and method for generating offset voltage of 3-phase inverter
JP6522140B2 (en) Power converter
US10361640B2 (en) Cascaded photovoltaic grid-connected inverter, control method and control device for the same
US9899936B2 (en) Offset voltage generator and method for generating an offset voltage of three-phase inverter
US5077517A (en) Voltage fluctuation and higher harmonics suppressor
JP2607648B2 (en) Power converter
EP0610058B1 (en) Device for suppressing voltage fluctuation and higher harmonics
RU2074494C1 (en) Stabilizer control method for three-phase sinusoidal voltage
Jiang et al. A nine-switch inverter with reduced leakage current for PV grid-tied systems using model-free predictive current control
JP2003092832A (en) Controller for self-excited converter for dc transmission
JPH01270771A (en) Controller for pwm inverter
RU2442275C1 (en) Method for controlling three-phase static converter with unbalanced load
JP2006060961A (en) Power conversion device
RU2159459C1 (en) Method for controlling three-phase voltage stabilizer with amplitude-phase control
Sun et al. Repetitive learning control system of phase-shifted PWM DC-DC converter using high-frequency high-voltage transformer parasitic resonant components
JPH0728538B2 (en) PWM inverter control device
JP4277360B2 (en) 3-level inverter controller
JPH0375893B2 (en)
JPH09201072A (en) Control apparatus for power converter
RU2066914C1 (en) Three-phase voltage regulator control method