RU2161362C1 - Voltage divider - Google Patents

Voltage divider Download PDF

Info

Publication number
RU2161362C1
RU2161362C1 RU99108546/09A RU99108546A RU2161362C1 RU 2161362 C1 RU2161362 C1 RU 2161362C1 RU 99108546/09 A RU99108546/09 A RU 99108546/09A RU 99108546 A RU99108546 A RU 99108546A RU 2161362 C1 RU2161362 C1 RU 2161362C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
thyristor
thyristors
frequency
output
Prior art date
Application number
RU99108546/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.А. Астраханцев
бченок Н.Л. Р
Н.Л. Рябченок
бченок П.Е. Р
П.Е. Рябченок
Original Assignee
Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта
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 Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта filed Critical Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority to RU99108546/09A priority Critical patent/RU2161362C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161362C1 publication Critical patent/RU2161362C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering including semiconductor engineering. SUBSTANCE: voltage divider has converter transformer with sectionalized secondary winding. Anodes of thyristors 1, 2 and cathodes of thyristors 3, 4 are differentially connected to extreme leads of sectionalized secondary winding. One lead of load 6 is connected to cathode of thyristor 1 and to anode of thyristor 3 and its other lead, to midpoint of sectionalized winding. One lead of load 7 is connected to cathode of thyristor 2 and to anode of thyristor 4 and its other lead, to midpoint of sectionalized winding. RMS value of supply voltage is U1 at frequency f2 across loads 6, 7. EFFECT: improved harmonic composition of output voltage. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковой технике, и может быть использовано для снижения частоты действующего напряжения на двух группах электродвигателей и на других потребителях электроэнергии. The invention relates to electrical engineering, in particular to semiconductor technology, and can be used to reduce the frequency of the operating voltage on two groups of electric motors and on other consumers of electricity.

Известны преобразователи частоты, которые применяются для снижения частоты напряжения в 3 раза на приемниках электроэнергии по сравнению с частотой переменного напряжения на входе преобразователя. Known frequency converters, which are used to reduce the voltage frequency by 3 times at power receivers in comparison with the frequency of the alternating voltage at the input of the converter.

Однако такие преобразователи имеют низкий коэффициент мощности из-за неэффективного использования напряжения на входе преобразователя, из-за нелинейных искажений тока и напряжения на входе и на выходе преобразователя [a. с. СССР N 1554089, кл. H 02 M 5/27, 1990; Рутштейн А.М. Регулируемый привод вентиляторов // Локомотив, 1998, N 6, c. 23-24]. However, such converters have a low power factor due to inefficient use of voltage at the input of the converter, due to non-linear distortions of the current and voltage at the input and output of the converter [a. with. USSR N 1554089, class H 02 M 5/27, 1990; Rutshtein A.M. Adjustable fan drive // Lokomotiv, 1998, N 6, c. 23-24].

Известен делитель частоты [a.с. СССР N 639109, кл. H 02 М 5/27, 1978], содержащий выпрямительный мост на тиристорах. К соединениям анодов тиристоров и катодов тиристоров подается переменное напряжение U1 частотой f1. К соединениям анодов и катодов тиристорного выпрямительного моста подключена нагрузка, напряжение на которой U2 с частотой f2 = f1/2.Known frequency divider [a.s. USSR N 639109, class H 02 M 5/27, 1978] containing a rectifier bridge on thyristors. To the connections of the anodes of the thyristors and the cathodes of the thyristors an alternating voltage U 1 with a frequency of f 1 is supplied. A load is connected to the connections of the anodes and cathodes of the thyristor rectifier bridge, the voltage at which U 2 with a frequency of f 2 = f 1/2 .

Недостатком данного устройства является загрузка источника энергии переменного напряжения постоянной составляющей тока и четными гармоническими составляющими тока, низкий коэффициент мощности из-за неэффективного использования напряжения на входе преобразователя. The disadvantage of this device is the loading of an AC energy source of constant current component and even harmonic current components, low power factor due to inefficient use of voltage at the input of the converter.

Известен также непосредственный преобразователь частоты однофазно-однофазного напряжения (прототип) [Курбасов А.С., Феоктистов В.П. Новая схема преобразователя напряжения //Локомотив, 1997, N 5, c. 28-29]. Преобразователь выполнен на четырех тиристорных ключах, каждый из которых содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора. Один вывод источника энергии соединен с выходом первой пары тиристорных ключей, а другой вывод источника энергии соединен с выходом второй пары тиристорных ключей. Один вывод нагрузки присоединен к выходу одних тиристорных ключей первой и второй пары, а другой вывод нагрузки соединен с выводом других тиристорных ключей первой и второй пары. Also known is the direct frequency converter of single-phase-single-phase voltage (prototype) [Kurbasov A.S., Feoktistov V.P. A new voltage converter circuit // Lokomotiv, 1997, N 5, c. 28-29]. The converter is made on four thyristor keys, each of which contains two counter-parallel connected thyristors. One output of the energy source is connected to the output of the first pair of thyristor keys, and the other output of the energy source is connected to the output of the second pair of thyristor keys. One load terminal is connected to the output of one thyristor switch of the first and second pair, and the other load terminal is connected to the output of other thyristor switch of the first and second pair.

Недостатками преобразователя частоты является низкое качество выходного напряжения и сложность устройства. The disadvantages of the frequency converter is the low quality of the output voltage and the complexity of the device.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения, повышение надежности устройства и улучшение коэффициента мощности. The aim of the invention is to improve the harmonic composition of the output voltage, increase the reliability of the device and improve the power factor.

Цель достигается тем, что каждый крайний вывод секционированной вторичной обмотки трансформатора присоединен к одному аноду и катоду тиристоров делителя. The goal is achieved in that each extreme terminal of the partitioned secondary winding of the transformer is connected to one anode and cathode of the divider thyristors.

К средней точке секционированной обмотки и другим анодам и катодам тиристоров, соединенных с крайними выводами секционированной обмотки трансформатора, подключены секции двухсекционной нагрузки. Данным соединением элементов делителя напряжения обеспечивается одновременное снижение действующего значения напряжения с U1 до U2 и частотой с f1 до f2 = f1/2 на двух секциях нагрузки.Two-section load sections are connected to the midpoint of the sectioned winding and other anodes and cathodes of thyristors connected to the extreme leads of the sectioned winding of the transformer. This connection of the elements of the voltage divider provides a simultaneous decrease in the effective voltage value from U 1 to U 2 and the frequency from f 1 to f 2 = f 1/2 in two load sections.

Таким образом, заявляемый делитель напряжения соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed voltage divider meets the criteria of the invention of "novelty."

Известные преобразователи частоты, в которых управление действующим напряжением выполняется модуляцией на высокой частоте или синхронной импульсной модуляцией на основной частоте, фазовым способом или изменением подаваемого на преобразователь действующего переменного напряжения, характеризуются нелинейными искажениями тока, напряжения на входе и выходе преобразователя, возможностью коротких замыканий источника энергии тиристорами преобразователя и снижением коэффициента мощности. В предложенном техническом решении за счет распределения напряжения на две секции нагрузки обеспечивается ступенчато-синусоидальная форма напряжения на выходе с действующим напряжением U2 < U1 частотой f2 = f1/2, коммутация тиристоров естественная с исключением возможности коротких замыканий в устройстве, а со смещением работы секций нагрузки во времени на угол 180o повышается коэффициент мощности делителя.Known frequency converters in which the effective voltage is controlled by modulation at a high frequency or synchronous pulse modulation at the fundamental frequency, by a phase method or by a change in the effective alternating voltage supplied to the converter, are characterized by non-linear distortions of the current, voltage at the input and output of the converter, and the possibility of short circuits of the energy source thyristors of the converter and a decrease in power factor. In the proposed technical solution, due to the distribution of voltage into two load sections, a step-sinusoidal form of voltage at the output is provided with an effective voltage U 2 <U 1 of frequency f 2 = f 1/2 , thyristor switching is natural with the exception of the possibility of short circuits in the device, and with shifting the work of the load sections in time by an angle of 180 o increases the power factor of the divider.

Таким образом, заявляемый делитель напряжения соответствует критерию изобретения "существенные отличия". Thus, the claimed voltage divider meets the criteria of the invention "significant differences".

Изобретение поясняется на фиг. 1-2. The invention is illustrated in FIG. 1-2.

На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема делителя напряжения повышенной надежности, улучшающего гармонический состав выходного напряжения и коэффициент мощности. In FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage divider of increased reliability that improves the harmonic composition of the output voltage and power factor.

Тиристоры 1, 2 соединены анодом, а тиристоры 3, 4 соединены катодом с крайними выводами секционированной обмотки трансформатора 5. На первичную обмотку трансформатора подается напряжение U1 частотой f1. Двухсекционная нагрузка 6, 7 соединена одним выводом со средней точкой секционированной обмотки трансформатора. Другим выводом секция нагрузки 6 соединена с катодом тиристора 1 и с анодом тиристора 3, а секция нагрузки 7 соединена с катодом тиристора 2 и с анодом тиристора 4.Thyristors 1, 2 are connected by the anode, and thyristors 3, 4 are connected by the cathode to the extreme terminals of the transformer sectional winding 5. The voltage U 1 of frequency f 1 is supplied to the primary winding of the transformer. The two-section load 6, 7 is connected by one terminal to the midpoint of the transformer sectioned winding. By another conclusion, the load section 6 is connected to the cathode of thyristor 1 and to the anode of thyristor 3, and the load section 7 is connected to the cathode of thyristor 2 and to the anode of thyristor 4.

Принцип управления тиристорами делителя напряжения такой же, как во всех известных способах управления модуляцией на низкой частоте с углом регулирования тиристорами α = 0. Известная система формирования импульсов управления тиристорами содержит триггер, который позволяет делить частоту напряжения на два и формирователь импульсов управления тиристорами 1, 2, 3, 4 в момент перехода переменным напряжением через ноль в соответствии с алгоритмом управления. The principle of controlling the thyristors of the voltage divider is the same as in all known methods of controlling modulation at a low frequency with a thyristor control angle α = 0. The known system for generating thyristor control pulses contains a trigger that allows you to divide the voltage frequency into two and a thyristor control pulse shaper 1, 2 , 3, 4 at the moment of transition by alternating voltage through zero in accordance with the control algorithm.

Временные диаграммы напряжений U1 частотой f1 и напряжений U2 на нагрузках 6, 7 частотой f2 представлены на фиг. 2.Timing diagrams of voltages U 1 with frequency f 1 and voltages U 2 at loads 6, 7 with frequency f 2 are shown in FIG. 2.

Цифры 1, 2, 3, 4 соответствуют номерам тиристоров на фиг. 1, которые находятся в проводящем состоянии в течение полупериода переменного напряжения. Распределение питающего напряжения U1 по секционированным нагрузкам до величины U2 с одновременным снижением частоты с f1 до f2 представляет на фиг. 2 алгоритм работы системы управления тиристорами делителя напряжения.The numbers 1, 2, 3, 4 correspond to the numbers of the thyristors in FIG. 1, which are in a conducting state for a half period of alternating voltage. The distribution of the supply voltage U 1 over the partitioned loads to the value U 2 while reducing the frequency from f 1 to f 2 is shown in FIG. 2 algorithm of the thyristor voltage divider control system.

Предлагаемый делитель напряжения по сравнению с известными преобразователями частоты имеет следующие преимущества:
1) в гармоническом составе выходного напряжения действующее значение основной гармонической составляющей напряжения не менее 95% от действующего значения выходного напряжения;
2) повышается надежность устройства в 2 раза за счет паузы между интервалами проводящего состояния тиристоров, достаточной для выключения тиристоров, и за счет исключения коротких замыканий в схеме;
3) повышается коэффициент мощности в 2 раза за счет смещения во времени работы секционированных нагрузок наполовину периода эффективного использования напряжения на входе делителя и снижения нелинейных искажений напряжений на входе и выходе устройства.
The proposed voltage divider in comparison with the known frequency converters has the following advantages:
1) in the harmonic composition of the output voltage, the effective value of the main harmonic component of the voltage is not less than 95% of the effective value of the output voltage;
2) increases the reliability of the device by 2 times due to the pause between the intervals of the conducting state of the thyristors, sufficient to turn off the thyristors, and by eliminating short circuits in the circuit;
3) the power factor is increased by a factor of 2 due to the shift in time of the operation of the partitioned loads by half the period of effective use of the voltage at the input of the divider and the reduction of non-linear distortion of the voltage at the input and output of the device.

Claims (1)

Делитель напряжения, содержащий трансформатор с секционированной вторичной обмоткой, к крайним выводам которой подключены анодом и катодом по два тиристора, а двухсекционная нагрузка подключена выводом каждой секции к другим электродам тиристоров и вывод секций соединен со средней точкой секционированной вторичной обмотки, отличающийся тем, что вывод каждой секции двухсекционной нагрузки подключен к катоду и аноду двух тиристоров, другие электроды которых соединены с разными крайними выводами секционированной вторичной обмотки трансформатора. A voltage divider comprising a transformer with a sectioned secondary winding, to the extreme terminals of which two thyristors are connected by an anode and a cathode, and a two-section load is connected by the output of each section to other thyristor electrodes and the sections output is connected to the midpoint of the sectioned secondary winding, characterized in that the output of each two-section load sections are connected to the cathode and anode of two thyristors, the other electrodes of which are connected to different extreme terminals of the sectioned secondary winding informant.
RU99108546/09A 1999-04-19 1999-04-19 Voltage divider RU2161362C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108546/09A RU2161362C1 (en) 1999-04-19 1999-04-19 Voltage divider

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108546/09A RU2161362C1 (en) 1999-04-19 1999-04-19 Voltage divider

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2161362C1 true RU2161362C1 (en) 2000-12-27

Family

ID=20218972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108546/09A RU2161362C1 (en) 1999-04-19 1999-04-19 Voltage divider

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161362C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРБАСОВ А.С. и др. Новая схема преобразования. - Локомотив. - 1997, N 5, с.28 и 29. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2226867C (en) Method and device for continuous adjustment and regulation of a transformer turns ratio, and transformer provided with such a device
US6556461B1 (en) Step switched PWM sine generator
US6147887A (en) Inverter utilizing a bootstrap method
RU2161362C1 (en) Voltage divider
GB2050083A (en) Electrical converter
RU2740490C1 (en) Device for stabilization of three-phase sinusoidal voltage with link of increased frequency
RU2025031C1 (en) Low-voltage heavy-current power supply source for machines of electrochemical machining
RU2030084C1 (en) Device to control power across m-phase load
US4135126A (en) Device for noncontact switching of loaded transformer tappings
SU738071A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
SU1051712A1 (en) Switch
SU1026278A1 (en) A.c. voltage controller with pulse-width high=-requency control
SU851703A1 (en) Voltage inverter
RU2138901C1 (en) Reversible converter
SU862337A1 (en) Ac to dc voltage converter
SU254638A1 (en) METHOD OF TIRISTOR MANAGEMENT OF AUTONOMOUS VOLTAGE INVERTER
SU1107235A1 (en) Three-phase adjustable a.c. voltage-to-d.c. voltage converter
RU2068215C1 (en) Power supply source for devices with two power leads-in
RU2166830C2 (en) Twelve-band pulse-width three-phase voltage converter
RU2079202C1 (en) Device for uninterrupted alternating current power supply using intermediate high-frequency conversion
SU904153A1 (en) Self-sustained voltage inverter
SU936313A1 (en) Dc voltage-to-three-phase ac voltage converter
RU2126987C1 (en) Alternating voltage stabilizer
SU935912A2 (en) Voltage stabilizer
SU736310A1 (en) Dc-to-three-phase voltage converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060420