RU2166831C2 - Amplitude, phase, and frequency converter with dc voltage section - Google Patents
Amplitude, phase, and frequency converter with dc voltage section Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166831C2 RU2166831C2 RU99114906A RU99114906A RU2166831C2 RU 2166831 C2 RU2166831 C2 RU 2166831C2 RU 99114906 A RU99114906 A RU 99114906A RU 99114906 A RU99114906 A RU 99114906A RU 2166831 C2 RU2166831 C2 RU 2166831C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inverter
- output
- input
- control
- phase
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Использование: в компенсаторах отклонений напряжения и реактивной мощности. Usage: in the compensators for voltage deviations and reactive power.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в машинах двойного питания, испытательных стендах, а также в стабилизаторах трехфазного напряжения и компенсаторах реактивной мощности. The invention relates to electrical engineering, in particular to converter technology, and can be used in dual-power machines, test benches, as well as in three-phase voltage stabilizers and reactive power compensators.
В настоящее время электротехнической промышленностью не выпускаются тиристорные преобразователи фазы. Ограниченное внимание уделяется им в литературе. Но вместе с тем, особенно в последнее время, потребность в этих статических преобразователях непрерывно возрастает. Это связано, прежде всего, с необходимостью создания устройств повышения качества электроэнергии и ее экономии в условиях роста цен на электроэнергию, в частности, в России. Thyristor phase converters are not currently manufactured by the electrical industry. Limited attention is paid to them in the literature. But at the same time, especially recently, the need for these static converters is constantly increasing. This is primarily due to the need to create devices to improve the quality of electricity and save it in the face of rising electricity prices, in particular, in Russia.
В стабилизаторах трехфазного напряжения, кроме регулирования амплитуды, требуется регулирование фазы для компенсации реактивной мощности. В машинах двойного питания также для компенсации реактивной мощности, кроме регулирования амплитуды и частоты, необходимо управление по третьей координате - фазе. Трехкоординатное (объемное) управление по всем (трем) параметрам переменного тока является целесообразным и в испытательных стендах. In three-phase voltage stabilizers, in addition to amplitude control, phase control is required to compensate for reactive power. In dual-power machines, to compensate for reactive power, in addition to controlling the amplitude and frequency, control is necessary in the third coordinate - phase. Three-coordinate (volumetric) control over all (three) alternating current parameters is also advisable in test benches.
Наиболее распространенными устройствами для регулирования параметров переменного тока являются преобразователи со звеном постоянного напряжения на базе управляемого выпрямителя и инвертора напряжения. The most common devices for controlling AC parameters are converters with a DC voltage link based on a controlled rectifier and voltage inverter.
Они в различных модификациях выпускаются на электротехнических заводах в г.г. Саранске, Запорожье и предназначаются для частотно-регулируемых электроприводов. They are produced in various modifications at electrical plants in the city of Saransk, Zaporozhye and are intended for variable frequency drives.
Известен преобразователь со звеном постоянного напряжения серии ТПЧ (см. "Справочник по преобразовательной технике" под ред. Чиженко И.М., К., Техника, 1978, стр. 383, рис. 8.21), содержащий нереверсивный мостовой тиристорный выпрямитель с системой управления амплитудой, фильтр и автономный инвертор напряжения с системой управления частотой. В этом преобразователе инвертор выполнен с отсекающими диодами и междуфазной емкостной коммутацией, а его система управления частотой построена по 120-градусному алгоритму. Система управления амплитудой также построена по 120-градусному алгоритму и содержит выходные каскады и синхронизированную с сетью систему импульсно-фазового управления, трехфазный синхровход которой подключен к соответствующим фазам сети. A known converter with a DC link of the TFC series (see. "Guide to converter technology" under the editorship of IM Chizhenko, K., Technique, 1978, p. 383, Fig. 8.21), containing a non-reversible thyristor bridge rectifier with a control system amplitude, filter and autonomous voltage inverter with frequency control system. In this converter, the inverter is made with cut-off diodes and interphase capacitive switching, and its frequency control system is built according to a 120-degree algorithm. The amplitude control system is also constructed according to a 120-degree algorithm and contains output stages and a pulse-phase control system synchronized with the network, the three-phase clock input of which is connected to the corresponding phases of the network.
К недостаткам устройства следует отнести ограниченность функциональных возможностей и области применения вследствие того, что он не обеспечивает регулирование фазы выходного напряжения и двухсторонний обмен энергией между сетью и нагрузкой. The disadvantages of the device include the limited functionality and scope due to the fact that it does not provide regulation of the output voltage phase and two-way energy exchange between the network and the load.
В устройстве применен инвертор напряжения с междуфазной коммутацией, который не универсален в управлении и может работать только по 120-градусному алгоритму, что также ограничивает возможности устройства. The device uses a voltage inverter with interphase switching, which is not universal in control and can only work according to a 120-degree algorithm, which also limits the capabilities of the device.
Известен также преобразователь со звеном постоянного напряжения, который обеспечивает регулирование фазы выходного напряжения. Такой фазорегулятор описан в а.с. СССР N 1515316, БИ N 38, 1989. Он выполнен на базе предыдущего аналога серии ТПЧ, в котором для управления фазой выходного напряжения инвертора с междуфазной коммутацией применена (без каких-либо изменений) система управления от трехфазного мостового выпрямителя, обеспечивающая для данного инвертора требуемый 120-градусный алгоритм управления, путем формирования шести последовательностей сдвоенных импульсов, регулируемых по фазе относительно напряжения сети в диапазоне от 0 до 180 градусов. A converter with a DC voltage link is also known, which provides regulation of the phase of the output voltage. Such a phase regulator is described in A.S. USSR N 1515316, BI
Однако и это устройство имеет ограниченные функциональные возможности и область применения, т.к. не обеспечивает двухсторонний обмен энергией через звено постоянного напряжения и возможность регулирования амплитуды и частоты в процессе регулирования фазы. However, this device also has limited functionality and scope, because It does not provide a two-way exchange of energy through a DC link and the ability to control the amplitude and frequency during the phase control.
Наиболее близким к заявляемому является преобразователь со звеном постоянного напряжения серии ЭКТ2Р (см. "Электротехнический справочник", в 3-х т. ; Т. 3: в 2-х кн.; кн. 2 "Использование электрической энергией", под общей ред. профессоров МЭИ: Орлова И.Н. (гл. ред.) и др., 7-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1988 г., 616 с: ил., стр. 35, таб. 50.8), который взят за прототип. Он содержит входные и выходные зажимы, управляемый выпрямитель и первый инвертор с общей для них системой раздельного управления для двухстороннего обмена энергией между сетью и нагрузкой. Преобразователь содержит также фильтр и второй инвертор, представляющий собой автономный инвертор напряжения с пофазной коммутацией и системой 180-градусного управления частотой (см. "Справочник по наладке электрооруборудования пром. предприятий", под ред. Зименкова М.Г. и др., 3-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1983 г., стр. 429, рис. 11-29). Система раздельного управления выпрямителем и первым инвертором содержит (см. "Электропривод ЭКТ2Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИАВК. 655427.002Т0", г. Запорожье, 1991 г., тип "ДМ", зак. 792): датчик тока звена постоянного напряжения, датчик состояния вентилей выпрямителя, активный фильтр, формирователь опорных напряжений, фазосдвигающее устройство, блок передачи управления и распределения импульсов и выходные каскады первого инвертора и управляемого выпрямителя. Выход выпрямителя и вход первого инвертора объединены и через фильтр подключены к входу второго инвертора, вход выпрямителя подключен к входным зажимам, а выход второго инвертора к выходным зажимам, выход активного фильтра через формирователь опорных напряжений подключен к синхронизирующему входу фазосдвигающего устройства, управляющий вход которого подключен к сигналу управления амплитудой, выход блока предварительного формирования импульсов подключен к первому входу блока передачи управления и распределения импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика тока звена постоянного тока, а выходы к выходным каскадам первого инвертора и выпрямителя, управляющий вход задающего генератора подключен к сигналу управления частотой, а выход формирователей отпирающих и запирающих импульсов к выходным каскадам второго инвертора. Closest to the claimed one is a converter with a DC link of the EKT2R series (see "Electrical reference book", in 3 volumes; T. 3: in 2 books; book 2 "Use of electric energy", under the general editorship of professors of MPEI: Orlova I.N. (chap. ed.) and others, 7th ed., Moscow: Energoatomizdat, 1988, 616 pp., ill., p. 35, tab. 50.8), which taken as a prototype. It contains input and output terminals, a controlled rectifier and the first inverter with a common separate control system for them for two-way energy exchange between the network and the load. The converter also contains a filter and a second inverter, which is a self-contained voltage inverter with phase-phase switching and a 180-degree frequency control system (see. "Guide to the adjustment of electrical equipment of industrial enterprises", edited by M. Zimenkov et al., 3- ed. M.: Energoatomizdat, 1983, p. 429, Fig. 11-29). The separate control system for the rectifier and the first inverter contains (see "Electric drive EKT2R. Technical description and operating instructions for IAVK. 655427.002T0", Zaporozhye, 1991, type "DM", order 792): DC link current sensor , a rectifier valve status sensor, an active filter, a voltage driver, a phase shifter, a control and pulse distribution unit, and output stages of the first inverter and the controlled rectifier. The output of the rectifier and the input of the first inverter are combined and connected through the filter to the input of the second inverter, the input of the rectifier is connected to the input terminals, and the output of the second inverter to the output terminals, the output of the active filter through the voltage generator is connected to the clock input of the phase-shifting device, the control input of which is connected to amplitude control signal, the output of the preliminary pulse shaping unit is connected to the first input of the control transmission and pulse distribution unit, the second input d is connected to the output of the DC link current sensor, and outputs to the output stage of the first inverter and rectifier, a control input connected to the oscillator frequency control signal and the output of the unlocking and locking pulse to the output stage of the second inverter.
Особенностью системы раздельного управления выпрямителем и первым инвертором является то, что она имеет синхронизирующий вход, подключенный к одной из фаз напряжения сети, например фазе А. Их этого напряжения после фильтрации активным фильтром формируется синусоидальное опорное напряжение для первого канала управления. Для второго и третьего каналов системы раздельного управления выпрямителем и первым инвертором опорные напряжения формируются формирователем опорных напряжений соответственно фазосдвижением опорного напряжения первого канала на 120o и суммированием опорных напряжений первого и второго каналов.A feature of the separate control system of the rectifier and the first inverter is that it has a clock input connected to one of the phases of the mains voltage, for example, phase A. After filtering this voltage, the active filter generates a sinusoidal reference voltage for the first control channel. For the second and third channels of the separate control system of the rectifier and the first inverter, the reference voltages are generated by the reference voltage driver, respectively, by phase shifting the reference voltage of the first channel by 120 ° and summing the reference voltages of the first and second channels.
Таким образом, в преобразователе этого типа из одного синхронизирующего напряжения формируется симметричная трехфазная система опорных синусоидальных напряжений. Thus, in a converter of this type, a symmetric three-phase system of reference sinusoidal voltages is formed from a single synchronizing voltage.
Система управления инвертором содержит задающий генератор, формирователь предварительных импульсов, формирователь отпирающих и запирающих импульсов, выходные каскады второго инвертора. The control system of the inverter contains a master oscillator, a shaper of preliminary pulses, a shaper of unlocking and locking pulses, output stages of the second inverter.
В качестве прототипа может быть принят также преобразователь третьего поколения со звеном постоянного напряжения серии ЭКТ3Р, выпуск которого начат в 1992 г. на Запорожском электроаппаратном заводе. Этот преобразователь отличается от преобразователя серии ЭКТ2Р только тем, что инвертор выполнен на запираемых тиристорах и для них применена специальная схема выходных каскадов запирающих импульсов. As a prototype, a third-generation converter with a DC-link of the EKT3R series can also be adopted, which was launched in 1992 at the Zaporizhzhya Electrical Equipment Plant. This converter differs from the converter of the EKT2R series only in that the inverter is made with lockable thyristors and a special circuit of output stages of blocking pulses is applied to them.
Итак, за прототип выбран преобразователь серии ЭКТ2Р или ЭКТ3Р, второй инвертор которого выполнен на полностью управляемых вентилях. So, for the prototype, a converter of the EKT2R or EKT3R series was selected, the second inverter of which is made on fully controllable valves.
Недостаток устройства-прототипа в том, что оно не обеспечивает регулирование фазы выходного напряжения задания начальной фазы этого напряжения в процессе регулирования частоты и амплитуды и не позволяет реализовать трехкоординатное (объемное) управление по трем параметрам переменного тока (амплитуде, фазе, частоте), что ограничивает его функциональные возможности и область применения. Система управления вторым инвертором не обеспечивает ему работу в зависимом режиме (режиме ведомого сетью), что также можно отнести к недостаткам, ограничивающим область применения преобразователя. The disadvantage of the prototype device is that it does not provide phase control of the output voltage to set the initial phase of this voltage in the process of controlling the frequency and amplitude and does not allow for three-coordinate (volume) control according to three parameters of alternating current (amplitude, phase, frequency), which limits its functionality and scope. The control system of the second inverter does not provide it with operation in a dependent mode (network driven mode), which can also be attributed to the disadvantages that limit the scope of the converter.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и области применения. The aim of the invention is to expand the functionality and scope.
Поставленная цель достигается тем, что введены дополнительные выходные зажимы, к которым присоединен выход первого инвертора, а также в состав системы раздельного управления выпрямителем и первым инвертором введены датчик состояния вентилей первого инвертора, логический элемент, переключающее устройство с двумя синхровходами, одним управляющим входом и двумя выходами, дополнительный выход блока передачи управления и распределения импульсов, сумматор. В состав системы управления вторым инвертором введены дополнительный активный фильтр, переключатель синхронизирующего сигнала, дополнительный формирователь опорных напряжений, дополнительное фазосдвигающее устройство и дополнительный блок предварительного формирования импульсов. Причем выходы датчиков состояния вентилей выпрямителя и первого инвертора через логический элемент подключены к третьему входу блока передачи управления и распределения импульсов, дополнительный выход которого подключен к управляющему входу переключающего устройства. Два синхровхода переключающего устройства подключены соответственно к одной из фаз входных зажимов и к одной из фаз дополнительных выходных зажимов. Входы сумматоров подключены к двум выходам переключающего устройства, а его выход к входу активного фильтра. Вход дополнительного активного фильтра системы управления вторым инвертором подключен к одной из фаз дополнительных выходных зажимов, а его выход и выход задающего генератора соединены с соответствующими входами переключателя синхронизирующего сигнала, выход которого в свою очередь подключен к синхронизирующему входу дополнительного фазосдвигающего устройства, управляющий вход которого соединен с сигналом управления фазой, а выход через формирователь отпирающих и запирающих импульсов и выходные каскады второго инвертора подключены к тиристорам второго инвертора. This goal is achieved by introducing additional output terminals to which the output of the first inverter is connected, as well as a valve state sensor of the first inverter, a logic element, a switching device with two sync inputs, one control input and two are introduced into the separate rectifier control system and the first inverter outputs, an additional output of the control transmission and pulse distribution unit, an adder. The second inverter control system includes an additional active filter, a clock signal switch, an additional reference voltage driver, an additional phase shifter and an additional block of preliminary pulse formation. Moreover, the outputs of the state sensors of the rectifier and first inverter valves are connected through a logic element to the third input of the control and pulse distribution unit, the additional output of which is connected to the control input of the switching device. Two sync inputs of the switching device are connected respectively to one of the phases of the input terminals and to one of the phases of the additional output terminals. The inputs of the adders are connected to two outputs of the switching device, and its output is to the input of the active filter. The input of the additional active filter of the control system of the second inverter is connected to one of the phases of the additional output terminals, and its output and the output of the master oscillator are connected to the corresponding inputs of the synchronization signal switch, the output of which is in turn connected to the synchronizing input of the additional phase shifter, the control input of which is connected to phase control signal, and the output through the driver of unlocking and locking pulses and the output stages of the second inverter us to the thyristors of the second inverter.
Предлагаемое устройство поясняется нижеследующими описаниями и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная схема до уровня известных функциональных элементов. На фиг. 2 представлена принципиальная схема узлов 13, 14 и 15. Данная схема является примером реализации заложенных в эти узлы функций. The proposed device is illustrated by the following descriptions and the accompanying drawings, where in FIG. 1 is a structural diagram to the level of known functional elements. In FIG. 2 is a schematic diagram of
Устройство (см. фиг. 1) содержит следующие элементы: входные зажимы 1, дополнительные выходные зажимы 2, выходные зажимы 3, управляемый выпрямитель 4 и первый инвертор 5 в комплекте с датчиком тока звена постоянного напряжения 6 и системой раздельного управления выпрямителем и первым инвертором 7, обеспечивающей синхронизацию управляющих импульсов с входными зажимами или дополнительными выходными зажимами, фильтр 8 и второй инвертор 9 с системой управления вторым инвертором 10, которая обеспечивает синхронизацию от напряжения дополнительных выходных зажимов или от задающего генератора. The device (see Fig. 1) contains the following elements: input terminals 1, additional output terminals 2, output terminals 3, a controlled rectifier 4 and a first inverter 5 complete with a current sensor for the DC link 6 and a separate control system for the rectifier and the first inverter 7 providing synchronization of control pulses with input terminals or additional output terminals, the filter 8 and the second inverter 9 with the control system of the second inverter 10, which provides synchronization from the voltage of the additional output terminals or from a master oscillator.
Система раздельного управления выпрямителем и первым инвертором 7 содержит датчик состояния вентилей выпрямителя 11, датчик состояния вентилей первого инвертора 12, логический элемент 13, устройство выбора синхронизации, состоящее из переключающего устройства 14 и сумматора 15, активный фильтр 16, формирователь опорных напряжений 17, фазосдвигающее устройство 18, блок предварительного формирования импульсов 19, блок передачи управления и распределения импульсов 20, выходные каскады 21 и 22 соответственно первого инвертора и управляемого выпрямителя. The separate control system of the rectifier and the first inverter 7 contains a state sensor for the valves of the rectifier 11, a state sensor for the valves of the first inverter 12, a logic element 13, a synchronization selector device consisting of a switching device 14 and an
Система управления вторым инвертором 10 содержит дополнительный активный фильтр 23, задающий генератор 24, переключатель синхронизирующего сигнала 25, дополнительный формирователь опорных напряжений 26, дополнительное фазосдвигающее устройство 27, дополнительный блок предварительного формирования импульсов 28, формирователь отпирающих и запирающих импульсов 29, выходные каскады второго инвертора 30. The control system of the second inverter 10 contains an additional active filter 23, a master oscillator 24, a clock signal switch 25, an additional driver of reference voltages 26, an additional phase shifter 27, an additional block of preliminary pulse shaping 28, a driver of unlocking and locking pulses 29, output stages of the second inverter 30 .
На фиг. 2 представлена совмещенная схема логического элемента 13, переключающего устройства 14 и сумматора 15, раскрытая до уровня известных элементов. Эта схема содержит первый и второй синхровходы 31 и 32, два делителя напряжения на резисторах 33, 34 и 35, 36, два инвертирующих усилителя на операционных усилителях 40, 45 и элементах 37, 38, 39, 41, 47 и 42, 43, 44, 46, 48, инвертирующих сумматор на операционном усилителе 53 и элементах 49, 50, 51, 52, 54, первый и второй управляющие входы 65, 66, схему управления на элементе "И-НЕ" 67, триггер 55 на элементе 64, две цепи задержки, состоящей из элементов 56, 58, 60, 62 и 57, 59, 61, 63, и выход 68. Данная схема разрабатывалась применительно к преобразователю, выполненному на базе серии ЭКТ2Р. В качестве логического элемента 13 применен логический элемент ИЛИ. In FIG. 2 shows a combined circuit of a logic element 13, a switching device 14 and an
Устройство работает следующим образом. Процесс преобразования энергии переменного тока с нерегулируемыми параметрами, поступающей на вход преобразователя с входных зажимов 1, в энергию переменного тока с регулирующими параметрами (амплитуда, фаза, частота) протекает в два этапа. На первом этапе энергия переменного тока преобразуется в энергию постоянного тока с регулируемым напряжением и последующим преобразованием в энергию переменного тока на втором этапе. The device operates as follows. The process of converting AC energy with unregulated parameters, supplied to the input of the converter from the input terminals 1, into AC energy with regulatory parameters (amplitude, phase, frequency) proceeds in two stages. At the first stage, the alternating current energy is converted into direct current energy with a regulated voltage and subsequent conversion to alternating current energy at the second stage.
В процессе передачи энергии от сети к нагрузке участвуют управляемый выпрямитель 4 и второй инвертор 9, выполненный на полностью управляемых вентилях, а при возврате энергии в сеть второй инвертор 9 и первый инвертор 5, выполненный на полууправляемых вентилях. При этом независимо от направления потока энергии преобразователь обеспечивает регулирование всех трех параметров напряжения нагрузки (амплитуда, фаза, частота). In the process of transferring energy from the network to the load, a controlled rectifier 4 and a second inverter 9, made on fully controllable valves, are involved, and when energy is returned to the network, a second inverter 9 and a first inverter 5, made on semi-controlled valves. In this case, regardless of the direction of the energy flow, the converter provides regulation of all three parameters of the load voltage (amplitude, phase, frequency).
В частности, в зависимости от положения переключателя синхронизирующего сигнала 25, он может регулировать только два параметра (амплитуду, фазу). При отключении сигнала управления фазой преобразователь также регулирует только два параметра (амплитуду, частоту). Это характеризует расширенные функциональные возможности и область применения. Кроме этого, для расширения функциональных возможностей и области применения предусмотрено наличие дополнительных выходных зажимов. In particular, depending on the position of the clock switch 25, it can only adjust two parameters (amplitude, phase). When the phase control signal is turned off, the converter also regulates only two parameters (amplitude, frequency). This characterizes the advanced functionality and scope. In addition, to expand the functionality and scope of application, additional output terminals are provided.
При применении устройства в цепях статора или ротора асинхронного двигателя зажимы 1 и 2 объединяются. При применении в цепях вольтодобавочного трансформатора зажимы 1 подключаются к нагрузке, а зажимы 2 к сети. Кроме этого, в частотно-регулируемом асинхронном приводе с короткозамкнутым ротором сигнал управления фазой Uуф отключается и синхронизация системы управления вторым инвертором 10 осуществляется от задающего генератора. В машинах двойного питания при наличии сигнала управления фазой Uуф синхронизация также осуществляется от задающего генератора. При использовании преобразователя в стабилизаторах трехфазного напряжения и компенсаторах реактивной мощности синхронизация системы управления вторым инвертором 10 осуществляется от сети при наличии сигнала управления фазой Uуф.When using the device in the stator or rotor circuits of an induction motor, clamps 1 and 2 are combined. When used in the booster transformer circuits, terminals 1 are connected to the load, and terminals 2 are connected to the network. In addition, in the frequency-controlled asynchronous squirrel-cage rotor drive, the phase control signal U UV is turned off and the control system of the second inverter 10 is synchronized from the master oscillator. In dual-power machines, in the presence of a phase control signal U UV, synchronization is also carried out from the master oscillator. When using the Converter in the three-phase voltage stabilizers and reactive power compensators, the synchronization of the control system of the second inverter 10 is carried out from the network in the presence of a phase control signal U UV .
Во всех случаях применения преобразователя наблюдаются режимы как потребления энергии из сети, так и рекуперации энергии в сеть. Перевод устройства из режима потребления энергии в режим рекуперации осуществляется системой раздельного управления выпрямителем и первым инвертором 7, которая также выполняет регулирование амплитуды напряжения нагрузки. Регулирование частоты и фазы напряжения нагрузки осуществляет система управления вторым инвертором 10. In all cases of the use of the converter, there are observed modes of both energy consumption from the network and energy recovery in the network. The device is transferred from the energy consumption mode to the recovery mode by a separate control system for the rectifier and the first inverter 7, which also controls the amplitude of the load voltage. The frequency and phase of the load voltage is controlled by the control system of the second inverter 10.
Регулирование амплитуды осуществляется следующим образом. Напряжения синхронизации от одной из фаз входных зажимов 1 и дополнительных выходных зажимов 2 поступают на переключающее устройство 14, которое осуществляет переключение синхронизирующих напряжений. В режиме потребления энергии из сети переключающее устройство пропускает напряжение, поступающее от входных зажимов 1. Это напряжение обрабатывается сумматором 15 и фильтруется активным фильтром 16, который выделяет первую гармонику из синхронизирующего напряжения. Из выходного напряжения активного фильтра 16 формирователем опорных напряжений 17 формируется трехфазная система опорных напряжений, которая поступает на синхронизирующий вход фазосдвигающего устройства 18. На управляющий вход фазосдвигающего устройства 18 поступает напряжение управления амплитудой Uуп. Изменение этого напряжения вызывает изменение амплитуды выходного напряжения преобразователя. Выходное напряжение фазосдвигающего устройства 18 обрабатывается блоком предварительного формирования импульсов 19, выполняющего формирование импульсов нормированной длительности. Эти импульсы, поступающие на управляющий вход блока передачи управления и распределения импульсов 20, перераспределяются и между тиристорами и подаются через выходные каскады управляемого выпрямителя 22 на тиристоры управляемого выпрямителя. Выходные каскады управляемого выпрямителя и первого инвертора осуществляют усиление импульсов и гальваническую развязку цепей управления тиристоров.The amplitude control is as follows. Synchronization voltages from one of the phases of the input terminals 1 and additional output terminals 2 are supplied to a switching device 14, which performs switching of the synchronizing voltages. In the mode of energy consumption from the network, the switching device passes the voltage coming from the input terminals 1. This voltage is processed by the
При изменении направления потока энергии осуществляется передача управления от управляемого выпрямителя к первому инвертору. Эту функцию выполняет блок передачи управления и распределения импульсов 20. Изменения сигнала датчика тока звена постоянного напряжения 6, поступающего на первый контролирующий вход блока передачи управления и распределения импульсов 20, и появление сигнала датчика состояния вентилей, поступающего от логического элемента 13, который осуществляет формирование одного сигнала из двух, поступающих от датчика вентилей выпрямителя 11 и датчика состояния вентилей первого инвертора 12, вызывает снятие импульсов управления с выпрямителя 4, переключение синхронизирующих напряжений и подачу управляющих импульсов через выходные каскады первого инвертора 21 на тиристоры первого инвертора. Переключение синхронизирующих напряжений осуществляется переключающим устройством 14 под воздействием сигнала переключения, поступающего с дополнительного выхода блока передачи управления и распределения импульсов 20, и происходит в два этапа. На первом этапе переключающее устройство пропускает на второй вход сумматора 15 второе синхронизирующее напряжение, поступающее от дополнительных выходных зажимов 2. При этом выходное напряжение сумматора 15 дискретно сместится по фазе на некоторый угол. На втором этапе первое синхронизирующее напряжение снимается с первого входа сумматора, что приводит к дальнейшему смещению выходного напряжения сумматора по фазе. После окончания описанных процессов на выходе сумматора 15 присутствует синхронизирующее напряжение, поступающее от дополнительных выходных зажимов 2. When changing the direction of the energy flow, control is transferred from the controlled rectifier to the first inverter. This function is performed by the control transmission and pulse distribution unit 20. Changes in the signal of the current sensor of the DC link 6 supplied to the first control input of the control and pulse distribution unit 20, and the appearance of the valve status sensor signal from the logic element 13, which implements one a signal from two coming from the valve sensor of the rectifier 11 and the sensor of the valve status of the first inverter 12, causes the removal of control pulses from the rectifier 4, switch adjusting the synchronizing voltages and supplying control pulses through the output stages of the first inverter 21 to the thyristors of the first inverter. The switching of the synchronizing voltages is carried out by the switching device 14 under the influence of the switching signal from the additional output of the control transmission unit and the distribution of pulses 20, and occurs in two stages. At the first stage, the switching device passes to the second input of the adder 15 a second synchronizing voltage coming from the additional output terminals 2. In this case, the output voltage of the
Работа в режиме рекуперации энергии в сеть аналогична работе в режиме потребления энергии из сети за исключением того, что в работе участвует первый инвертор 5 и его выходные каскады 21, а синхронизация осуществляется от дополнительных выходных зажимов. The operation in the mode of energy recovery to the network is similar to the operation in the mode of energy consumption from the network, except that the first inverter 5 and its output stages 21 are involved in the operation, and synchronization is carried out from additional output terminals.
Переключение из режима рекуперации энергии в режим потребления энергии аналогично переключению из режима потребления энергии в режим рекуперации, описанному выше. Switching from the energy recovery mode to the energy consumption mode is similar to switching from the energy consumption mode to the recovery mode described above.
Регулирование частоты и фазы осуществляется следующим образом. Напряжение управления частотой Uуф задает частоту выходного напряжения задающего генератора 24, из которого дополнительным формированием опорных напряжений 26 формируется трехфазная система опорных напряжений, поступающая на синхронизирующий вход дополнительного фазосдвигающего устройства 28. На управляющий вход дополнительного фазосдвигающего устройства 27 подается напряжение управления фазой Uуф значение которого определяет фазу выходного напряжения преобразователя. Дополнительный блок предварительного формирования импульсов 28 осуществляет начальное формирование импульсов, которые с помощью формирователя отпирающих и запирающих импульсов 29 преобразуются в отпирающие (основные) и запирающие (коммутирующие) импульсы.Regulation of frequency and phase is as follows. The frequency control voltage U UV sets the frequency of the output voltage of the master oscillator 24, from which a three-phase reference voltage system is formed by additionally generating the reference voltages 26, which is supplied to the synchronizing input of the additional phase-shifting device 28. The phase control voltage U UV is supplied to the control input of the additional phase-shifting device 27, the value of which determines the phase of the output voltage of the converter. An additional block of preliminary formation of pulses 28 carries out the initial formation of pulses, which, using the driver of unlocking and locking pulses 29, are converted into unlocking (main) and locking (switching) pulses.
Выходные каскады второго инвертора 30 выполняют усиление отпирающих (основных) и запирающих (коммутирующих) импульсов, а также гальваническую развязку цепей управления тиристоров. The output stages of the second inverter 30 perform amplification of the unlocking (main) and locking (switching) pulses, as well as galvanic isolation of the thyristor control circuits.
В случае работы второго инвертора 9 в режиме ведомого сетью, синхронизация системы управления вторым инвертором 10 осуществляется от напряжения одной из фаз дополнительных выходных зажимов 2. При этом в работе участвует дополнительный активный фильтр 23, а задающий генератор 24 отключен. In the case of the second inverter 9 in the mode driven by the network, the synchronization of the control system of the second inverter 10 is carried out from the voltage of one of the phases of the additional output terminals 2. In this case, an additional active filter 23 is involved, and the master oscillator 24 is disabled.
Преобразователь прошел испытания в условиях промышленной эксплуатации в системе компенсации отклонений напряжения и реактивной мощности на КТП мощностью 630 кВА. The converter has been tested under industrial conditions in a system for compensating voltage and reactive power deviations at a transformer substation with a capacity of 630 kVA.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114906A RU2166831C2 (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Amplitude, phase, and frequency converter with dc voltage section |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114906A RU2166831C2 (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Amplitude, phase, and frequency converter with dc voltage section |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2166831C2 true RU2166831C2 (en) | 2001-05-10 |
| RU99114906A RU99114906A (en) | 2001-05-20 |
Family
ID=20222447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99114906A RU2166831C2 (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Amplitude, phase, and frequency converter with dc voltage section |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2166831C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461115C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Two-level frequency converter on shutoff valves |
| RU2663184C2 (en) * | 2013-07-31 | 2018-08-02 | Абб Швайц Аг | Bidirectional battery converter and balancer for electric energy storage of a power supply system |
-
1999
- 1999-07-09 RU RU99114906A patent/RU2166831C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461115C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Two-level frequency converter on shutoff valves |
| RU2663184C2 (en) * | 2013-07-31 | 2018-08-02 | Абб Швайц Аг | Bidirectional battery converter and balancer for electric energy storage of a power supply system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1302485C (en) | Polyphase machine fed by a pulse-controlled a.c. converter | |
| US3662247A (en) | Pulse width modulated inverter adaptive logic | |
| US5317498A (en) | Electrical power generation system | |
| Nonaka et al. | A PWM GTO current source converter-inverter system with sinusoidal inputs and outputs | |
| EP0801833A1 (en) | Transmission line power flow controller with unequal advancement and retardation of transmission angle | |
| Zach et al. | Dynamically optimal switching patterns for PWM inverter drives (for minimization of the torque and speed ripples) | |
| Dixon | Three-phase controlled rectifiers | |
| US5282125A (en) | Power generation system with soft-start circuit | |
| EP0344370B1 (en) | Controlling an alternating current motor particularly at low speeds | |
| JPS63242171A (en) | Power converter | |
| RU2166831C2 (en) | Amplitude, phase, and frequency converter with dc voltage section | |
| von Jouanne et al. | A simple method for balancing the DC-link voltage of three-level inverters | |
| JPH07163153A (en) | Control method for single-phase three-wire inverter | |
| GB1532031A (en) | Three phase load controlling system | |
| US4717998A (en) | Static device for control of energy-exchange between electrical generating and/or receiving systems | |
| PL168286B1 (en) | Method of controlling an electric converter valve | |
| CN111373646B (en) | Power converter control device | |
| US4001670A (en) | Static reactive power generating apparatus | |
| Biel et al. | Control strategy for parallel-connected three-phase inverters | |
| RU2144729C1 (en) | Vector method for converter control | |
| RU2316875C1 (en) | Device for compensating for deviations of voltage and reactive power of transformer substation | |
| Tanaka et al. | Improved performance of independent two induction motor drives fed by a four-leg inverter with vector control method | |
| SU1750002A1 (en) | Direct frequency changer | |
| JP6868927B1 (en) | 3-pulse PWM control method for three-phase inverter | |
| SU1709488A1 (en) | Method of controlled rotation speed of three-phase asynchronous motor and device for |