RU2249906C1 - Three-phase voltage converter - Google Patents

Three-phase voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2249906C1
RU2249906C1 RU2003119840/09A RU2003119840A RU2249906C1 RU 2249906 C1 RU2249906 C1 RU 2249906C1 RU 2003119840/09 A RU2003119840/09 A RU 2003119840/09A RU 2003119840 A RU2003119840 A RU 2003119840A RU 2249906 C1 RU2249906 C1 RU 2249906C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
transistors
power
resistors
bases
Prior art date
Application number
RU2003119840/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119840A (en
Inventor
А.В. Головкин (RU)
А.В. Головкин
И.В. Демидов (RU)
И.В. Демидов
Ю.С. Игольников (RU)
Ю.С. Игольников
С.А. Нестеров (RU)
С.А. Нестеров
Original Assignee
Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
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 Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва filed Critical Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
Priority to RU2003119840/09A priority Critical patent/RU2249906C1/en
Publication of RU2003119840A publication Critical patent/RU2003119840A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2249906C1 publication Critical patent/RU2249906C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: feeding high-frequency ac voltage loads.
SUBSTANCE: proposed three-phase converter has diode switching unit incorporating uncontrolled diode bridge built around six diodes with three-phase three-wire mains connected to its input. Connected to bridge output are two series-connected capacitors and also two power transistors, emitter of one power transistor being connected to cathode group of diodes and emitter of other power transistor, to anode group; collectors of power transistors are interconnected at common point and connected to one of terminals of transformer primary winding. Other terminal of the latter is connected to neutral wire and to emitters of two controlled transistors whose collectors are connected through resistors to bases of power transistors. Bases of control transistors are connected through other resistors to common connection point of capacitors. Load is connected to transformer secondary winding.
EFFECT: simplified design and reduced mass and size of device.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей переменного тока напряжением повышенной частоты.The invention relates to the field of converting technology and can find application for powering consumers of alternating current voltage of high frequency.

Известен преобразователь трехфазного напряжения повышенной частоты с однофазным выходом, содержащий в силовой части многофазный управляемый вентильный мост, блок управления и нагрузку (SU №819908, Н 02 М 5/27, опубл. 07.04.81).A known three-phase voltage converter of high frequency with a single-phase output, containing in the power part a multiphase controlled valve bridge, control unit and load (SU No. 819908, N 02 M 5/27, publ. 07.04.81).

Недостатком известного преобразователя является неполная симметрия выходного напряжения, низкий входной коэффициент мощности и повышенная установленная мощность вентильного блока.A disadvantage of the known Converter is the incomplete symmetry of the output voltage, low input power factor and increased installed power of the valve block.

Известно устройство преобразования трехфазного переменного напряжения в однофазное, содержащее однофазный трансформатор, три пары встречно-параллельно включенных тиристора, соединенных с одним концом первичной обмотки выходного трансформатора, другой конец которой подключен к нулевому входному выводу, и систему управления (SU №1815766, МПК 5, Н 02 М 5/27, опубл. 15.05.93).A device for converting a three-phase alternating voltage into a single-phase, containing a single-phase transformer, three pairs of on-parallel connected thyristors connected to one end of the primary winding of the output transformer, the other end of which is connected to the zero input terminal, and a control system (SU No. 1815766, IPC 5, H 02 M 5/27, publ. 05.15.93).

Недостатком известного устройства является наличие шести управляемых силовых ключей и сложность системы управления, включающей, в частности, три трансформатора синхронизации.A disadvantage of the known device is the presence of six controlled power switches and the complexity of the control system, including, in particular, three synchronization transformers.

Технический результат заключается в упрощении устройства и снижении его массогабаритных показателей.The technical result consists in simplifying the device and reducing its overall dimensions.

Сущность изобретения заключается в том, что в преобразователе трехфазного переменного напряжения, содержащем вентильный коммутатор и однофазный трансформатор, вентильный коммутатор включает в себя шестиплечий неуправляемый мост, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть, а выход моста подключен к двум конденсаторам, соединенным последовательно. Анодная и катодная группы моста подключены к эмиттерам силовых транзисторов, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к одному из зажимов первичной обмотки однофазного трансформатора, а другой зажим первичной обмотки однофазного трансформатора подключен к нулевому проводу и эмиттерам управляющих транзисторов, коллекторы которых через резисторы подключены к базам силовых транзисторов, а базы управляющих транзисторов через другие резисторы - к общей точке соединения конденсаторов.The essence of the invention lies in the fact that in a three-phase AC voltage converter containing a valve switch and a single-phase transformer, the valve switch includes a six-armed uncontrolled bridge, to the input of which a three-phase three-wire network is connected, and the bridge output is connected to two capacitors connected in series. The anode and cathode groups of the bridge are connected to emitters of power transistors, the collectors of which are combined into a common point and connected to one of the terminals of the primary winding of a single-phase transformer, and the other terminal of the primary winding of a single-phase transformer is connected to the neutral wire and emitters of the control transistors, whose collectors are connected through resistors to bases of power transistors, and bases of control transistors through other resistors - to a common point of connection of capacitors.

На фиг.1 показана схема преобразователя, на фиг.2 - диаграммы фазных напряжений питающей сети.In Fig.1 shows a diagram of the Converter, Fig.2 is a diagram of the phase voltages of the supply network.

Преобразователь состоит (фиг.1) из вентильного коммутатора, включающего неуправляемый вентильный мост, выполненный на диодах 1-6, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть А, В, С. К выходу моста подключены соединенные последовательно конденсаторы 7 и 8, а также силовые транзисторы 9 и 10. К катодной группе вентилей подключен эмиттер силового транзитора 9, а к анодной - эмиттер силового транзитора 10, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к зажиму М первичной обмотки однофазного трансформатора 17. Зажим N первичной обмотки однофазного трансформатора 17 подключен к нулевому проводу и эмиттерам управляющих транзисторов 11 и 12, коллекторы которых через резисторы 13 и 14 подключены к базам силовых транзисторов 9 и 10. Базы управляющих транзисторов 11 и 12 через резисторы 15 и 16 подключены к общей точке соединения конденсаторов 7 и 8. К вторичной обмотке однофазного трансформатора 17 подключена нагрузка 18.The converter consists (Fig. 1) of a gate switch, including an uncontrolled gate bridge, made on diodes 1-6, to the input of which a three-phase three-wire network A, B, C is connected. To the bridge output are connected in series capacitors 7 and 8, as well as power transistors 9 and 10. The emitter of the power transformer 9 is connected to the cathodic group of valves, and the emitter of the power transformer 10 is connected to the anode group, the collectors of which are connected to a common point and connected to the terminal M of the primary winding of the single-phase transformer 17. Terminal N is primary ohm winding of a single-phase transformer 17 is connected to the neutral wire and emitters of the control transistors 11 and 12, the collectors of which through resistors 13 and 14 are connected to the bases of power transistors 9 and 10. The bases of the control transistors 11 and 12 are connected through common resistors 15 and 16 to the common point of the capacitors 7 and 8. A secondary load 18 is connected to the secondary winding of the single-phase transformer 17.

Работа схемы происходит в соответствии с векторной диаграммой (фиг.2), на которой показаны векторы фазных напряжений UA, UZ, Ub, UX, UC, UY, следующие друг за другом через 60 эл. град.The operation of the circuit occurs in accordance with the vector diagram (figure 2), which shows the phase voltage vectors U A , U Z , U b , U X , U C , U Y , following each other through 60 el. hail.

Формирование переменного напряжения происходит следующим образом: под действием фазного напряжения UA на катодах диодов 1, 3, 5 по отношению к нулевому проводу формируется положительная полуволна напряжения с частотой, равной утроенной частоте сети. Напряжение пульсаций через конденсатор 7 подается на базу управляющего транзистора 11 относительно среднего уровня. При достижении амплитудой пульсаций порога отпирания транзисторного ключа управляющий транзистор 11 и силовой транзистор 9 переходят в открытое состояние. Ток будет протекать от фазы А через диод 1, силовой транзистор 9, первичную обмотку трансформатора 17 к нулевому проводу и перемагничивает сердечник магнитопровода в направлении, противоположном предыдущему состоянию. При уменьшении амплитуды пульсаций ниже порога отпирания транзисторного ключа управляющий транзистор 11 и силовой транзистор 9 запираются.The formation of an alternating voltage occurs as follows: under the action of a phase voltage U A at the cathodes of the diodes 1, 3, 5 with respect to the zero wire, a positive half-wave of voltage is formed with a frequency equal to three times the frequency of the network. The ripple voltage through the capacitor 7 is supplied to the base of the control transistor 11 relative to the average level. When the amplitude of the pulsations reaches the unlock threshold of the transistor switch, the control transistor 11 and the power transistor 9 go into the open state. The current will flow from phase A through the diode 1, power transistor 9, the primary winding of the transformer 17 to the neutral wire and magnetizes the core of the magnetic circuit in the opposite direction to the previous state. When the amplitude of the ripple decreases below the unlock threshold of the transistor switch, the control transistor 11 and the power transistor 9 are locked.

Под действием фазного напряжения UZ на анодах диодов 4, 6, 2 по отношению к нулевому проводу также формируется отрицательная полуволна напряжения с частотой, равной утроенной частоте сети. Напряжение пульсаций через конденсатор 8 подается на базу управляющего транзистора 12 относительно среднего уровня. При достижении амплитудой пульсаций порога отпирания транзисторного ключа управляющий транзистор 12 и силовой транзитор 10 переходят в открытое состояние. Ток течет от нулевого провода через первичную обмотку трансформатора 17, силовой транзистор 10, диод 2 к фазе С питающей сети. При этом магнитопровод перемагничивается в противоположном направлении до максимального значения магнитной индукции.Under the action of the phase voltage U Z at the anodes of the diodes 4, 6, 2 with respect to the neutral wire, a negative voltage half-wave is also formed with a frequency equal to the triple network frequency. The ripple voltage through the capacitor 8 is supplied to the base of the control transistor 12 relative to the average level. When the amplitude of the pulsations reaches the unlock threshold of the transistor switch, the control transistor 12 and the power transformer 10 go into the open state. Current flows from the neutral wire through the primary winding of transformer 17, power transistor 10, diode 2 to phase C of the supply network. In this case, the magnetic core is magnetized in the opposite direction to the maximum value of magnetic induction.

Дальнейшая работа элементов схемы осуществляется в соответствии с фиг.2 от действия соответствующего фазного напряжения в следующем порядке:Further work of the circuit elements is carried out in accordance with figure 2 from the action of the corresponding phase voltage in the following order:

UB: 3-9-17-N;U B : 3-9-17-N;

UX: N-17-10-4;U X : N-17-10-4;

UC: 5-9-17-N;U C : 5-9-17-N;

UY: N-17-10-6.U Y : N-17-10-6.

Таким образом, за период питающей сети происходит перемагничивание сердечника магнитопровода через 60 эл. град, что позволяет получить на вторичной обмотке трансформатора напряжение утроенной частоты.Thus, over the period of the supply network, the magnetization reversal of the core of the magnetic circuit occurs through 60 el. hail, which allows to obtain a voltage of triple frequency on the secondary winding of the transformer.

Поскольку предложенное устройство содержит меньшее число элементов как в силовой части, так и в системе управления, следовательно, оно является более простым и позволяет снизить массогабаритные показатели преобразователя в целом.Since the proposed device contains a smaller number of elements both in the power unit and in the control system, therefore, it is simpler and allows to reduce the overall dimensions of the converter as a whole.

Claims (1)

Преобразователь трехфазного переменного напряжения, содержащий вентильный коммутатор и однофазный трансформатор, отличающийся тем, что вентильный коммутатор включает в себя шестиплечий неуправляемый мост, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть, а выход моста подключен к двум конденсаторам, соединенным последовательно, анодная и катодная группы моста подключены к эмиттерам силовых транзисторов, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к одному из зажимов первичной обмотки однофазного трансформатора, а другой зажим первичной обмотки однофазного трансформатора подключен к нулевому проводу и эмиттерам управляющих транзисторов, коллекторы которых через резисторы подключены к базам силовых транзисторов, а базы управляющих транзисторов через другие резисторы - к общей точке соединения конденсаторов.A three-phase AC voltage converter comprising a gate switch and a single-phase transformer, characterized in that the gate switch includes a six-armed uncontrolled bridge, to the input of which a three-phase three-wire network is connected, and the bridge output is connected to two capacitors connected in series, the anode and cathode groups of the bridge are connected to emitters of power transistors, the collectors of which are combined into a common point and connected to one of the terminals of the primary winding of a single-phase transformer pa, and the other clamp of the primary winding of a single-phase transformer is connected to the neutral wire and emitters of the control transistors, the collectors of which are connected through the resistors to the bases of the power transistors, and the bases of the control transistors through other resistors to the common point of the capacitors.
RU2003119840/09A 2003-06-30 2003-06-30 Three-phase voltage converter RU2249906C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119840/09A RU2249906C1 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Three-phase voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119840/09A RU2249906C1 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Three-phase voltage converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119840A RU2003119840A (en) 2004-12-27
RU2249906C1 true RU2249906C1 (en) 2005-04-10

Family

ID=35611811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119840/09A RU2249906C1 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Three-phase voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2249906C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ferrera et al. A converter for bipolar DC link based on SEPIC-Cuk combination
KR830001698B1 (en) Bridge converter circuit
KR101015287B1 (en) ??/?? converter
US9344004B2 (en) Power conversion system
US11496044B2 (en) DC/DC converter and neutral-point voltage balance control method thereof
TWI384743B (en) Multi-phase switching power converting circuit
WO2021068751A1 (en) Multi-input power converter and control method therefor, and uninterruptible power supply comprising same
CN108923671A (en) A kind of three-phase isolated buck-type PFC rectifier and its control method
Coccia et al. Wide input voltage range compensation in DC/DC resonant architectures for on-board traction power supplies
CN110100383B (en) Voltage source converter with improved operation
KR20190115364A (en) Single and three phase combined charger
Aldosari et al. A three-level isolated AC–DC PFC power converter topology with a reduced number of switches
Sugimoto et al. Bidirectional Isolated Ripple Cancel Dual Active Bridge Modular Multile vel DC-DC Converter
RU2637516C2 (en) Circuit and rectification method for unbalanced two-phase dc network
CN114204803A (en) Power supply conversion circuit and current converter for split-phase power supply system
RU2249906C1 (en) Three-phase voltage converter
TW201931752A (en) Inverter with AC forward bridge and improved DC/DC topology
CN209105053U (en) A kind of isolated form three-phase AC/DC conversion device
RU2254658C1 (en) Transistorized tree-phase reactive-current supply
RU2727971C1 (en) Static semiconductor frequency converter with intermediate direct current link
CN109194147B (en) Power electronic transformer with redundancy function for intelligent micro-grid
RU2110881C1 (en) Pulse-width modulated resonance-tuned converter
SU1459840A1 (en) Single-phase rectifier for invertor power sources of welding current
KR890003395B1 (en) A high efficient rectificating circuit
RU2396687C1 (en) Alternating voltage converter (versions)

Legal Events

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

Effective date: 20050701