RU2297707C2 - Three-phase current rectifier - Google Patents

Three-phase current rectifier Download PDF

Info

Publication number
RU2297707C2
RU2297707C2 RU2005121360/09A RU2005121360A RU2297707C2 RU 2297707 C2 RU2297707 C2 RU 2297707C2 RU 2005121360/09 A RU2005121360/09 A RU 2005121360/09A RU 2005121360 A RU2005121360 A RU 2005121360A RU 2297707 C2 RU2297707 C2 RU 2297707C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
transformer
cells
phase bridge
output
Prior art date
Application number
RU2005121360/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005121360A (en
Inventor
Геннадий Степанович Зиновьев (RU)
Геннадий Степанович Зиновьев
Николай Николаевич Лопаткин (RU)
Николай Николаевич Лопаткин
Original Assignee
Новосибирский государственный технический университет
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 Новосибирский государственный технический университет filed Critical Новосибирский государственный технический университет
Priority to RU2005121360/09A priority Critical patent/RU2297707C2/en
Publication of RU2005121360A publication Critical patent/RU2005121360A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297707C2 publication Critical patent/RU2297707C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering, applicable for supply of multilevel voltage inverters, as well as multilevel DC voltage converters.
SUBSTANCE: the three-phase current rectifier has two input transformers (T)(1,2) and six single-phase bridge rectifier cells (B)(3-8), each consisting of four uncontrolled rectifiers, the outputs of the single-phase bridge rectifier cells are series-connected, and the input transformers are made three-phase ones and their inputs are parallel-connected to one another, the primary windings of the first transformer T(1) are star-connected, and the primary windings of the second transformer (T)(2) are triangle - connected, the second transformer T(2) is so made that its transformation ratio exceeds the transformation ratio of the first transformer T(1) by
Figure 00000003
times.
EFFECT: enhanced quality of the levels of rectified voltage.
2 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к области полупроводниковой преобразовательной техники (силовой электроники), и может быть использовано при питании от трехфазной сети как для получения двенадцатипульсного выпрямленного напряжения, так и для получения трех четырехпульсных или шести (двенадцати) двухпульсных выпрямленных напряжений для питания многоуровневого автономного инвертора. Для питания различных потребителей энергии постоянного тока, таким образом, может быть предоставлено многоуровневое выпрямленное напряжение.The present invention relates to electrical engineering, in particular to the field of semiconductor converting technology (power electronics), and can be used when powered from a three-phase network, both to obtain a twelve-pulse rectified voltage, and to obtain three four-pulse or six (twelve) two-pulse rectified voltages for power multilevel autonomous inverter. To supply various consumers of direct current energy, thus, a multi-level rectified voltage can be provided.

Известен выпрямитель трехфазного тока, содержащий два входных трансформатора и две соединенные последовательно ячейки трехфазных мостовых выпрямителей по схеме Ларионова (См. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники, Новосибирск, 2003 - с.158-160).A known three-phase current rectifier containing two input transformers and two series-connected cells of three-phase bridge rectifiers according to the Larionov circuit (See G. Zinoviev, Fundamentals of Power Electronics, Novosibirsk, 2003 - p.158-160).

Однако указанный выпрямитель обеспечивает возможность получения на выходе только двух уровней выпрямленного напряжения и не может быть использован для питания современных многоуровневых инверторов при числе уровней более двух.However, this rectifier provides the ability to receive only two levels of rectified voltage at the output and cannot be used to power modern multi-level inverters with more than two levels.

Кроме того, известен выпрямитель трехфазного тока (См. Ворфоломеев Г.Н. и др. Взаимное преобразование двухфазных и трехфазных электрических систем на основе схемы Скотта с использованием в многопульсных выпрямителях. // Материалы VII международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-2004. - Новосибирск: НГТУ, 2004. - Том 6. - с.85-88, рис.4, с.87), взятый за прототип, содержащий два входных трансформатора и шесть однофазных мостовых выпрямительных ячеек, каждая из которых состоит из четырех неуправляемых вентилей (диодов), причем входные трансформаторы выполнены однофазными по схеме трансформаторного преобразователя трехфазной системы напряжений в двухфазную систему (по схеме Скотта) и имеют три пары вторичных обмоток с определенным соотношением витковых чисел, одна из обмоток пары вторичных обмоток подсоединена к входу одной из пары выпрямительных ячеек, соединенных параллельно друг другу, а другая - к входу другой выпрямительной ячейки из данной пары, и таким образом каждая из трех пар вторичных обмоток подсоединена к входам каждой из трех пар параллельно соединенных выпрямительных ячеек, а пары выпрямительных ячеек соединены друг с другом последовательно.In addition, a three-phase current rectifier is known (See. Vorfolomeev G.N. et al. Mutual conversion of two-phase and three-phase electrical systems based on the Scott circuit using in multi-pulse rectifiers. // Materials of the VII international conference "Actual problems of electronic instrumentation" APEP-2004 . - Novosibirsk: NSTU, 2004. - Volume 6. - p. 85-88, fig. 4, p. 87), taken as a prototype, containing two input transformers and six single-phase bridge rectifier cells, each of which consists of four uncontrolled valves (diodes), moreover, the input transformers are made single-phase according to the transformer converter of a three-phase voltage system to a two-phase system (according to Scott's scheme) and have three pairs of secondary windings with a certain ratio of coil numbers, one of the windings of a pair of secondary windings is connected to the input of one of a pair of rectifier cells connected in parallel to each other to a friend, and the other to the input of another rectifier cell from this pair, and thus each of the three pairs of secondary windings is connected to the inputs of each of the three pairs of parallels no cells connected to the rectifier, the rectifier and the pair of cells are connected to each other in series.

Однако указанный выпрямитель не дает возможность получения на выходе трех одинаковых по среднему значению и по качеству уровней выпрямленного напряжения, кроме того, он содержит в своем составе нестандартные однофазные трансформаторы, что усложняет и делает более дорогим процесс его изготовления.However, this rectifier does not make it possible to obtain at the output three levels of rectified voltage that are the same in average value and in quality, in addition, it contains non-standard single-phase transformers, which complicates and makes the manufacturing process more expensive.

Задачей предлагаемого изобретения является создание выпрямителя трехфазного тока с числом уровней выпрямленного напряжения, кратным трем, с одинаковыми по среднему значению и по качеству уровнями выпрямленного напряжения, который может быть использован для питания многоуровневых инверторов. Кроме того, предлагаемый выпрямитель белее прост в изготовлении и менее дорогостоящий.The objective of the invention is the creation of a three-phase current rectifier with the number of levels of rectified voltage, a multiple of three, with the same average value and quality of the levels of rectified voltage, which can be used to power multi-level inverters. In addition, the proposed rectifier is whiter than the simplest to manufacture and less expensive.

Это достигается тем, что в выпрямителе трехфазного тока, содержащем два входных трансформатора и шесть однофазных мостовых выпрямительных ячеек, каждая из которых состоит из четырех неуправляемых вентилей, выпрямительные ячейки соединены по выходу последовательно, а входные трансформаторы выполнены трехфазными и подсоединены параллельно друг другу по входу, причем первичные обмотки первого трансформатора соединены по схеме звезда, а первичные обмотки второго трансформатора - по схеме треугольник, при этом второй трансформатор выполнен с коэффициентом трансформации в

Figure 00000004
раз больше коэффициента трансформации первого трансформатора, вторичные обмотки первого трансформатора, магнитосвязанные с первичными обмотками, соединенными с соответствующими тремя фазами питающей сети, подсоединены, соответственно, к входам первой, третьей и пятой из следующих друг за другом по порядку последовательно соединенных по выходу выпрямительных ячеек, а вторичные обмотки второго трансформатора, магнитосвязанные с первичными обмотками, соединенными с соответствующими тремя фазами питающей сети, подсоединены, соответственно, к входам шестой, второй и четвертой выпрямительных ячеек.This is achieved by the fact that in a three-phase current rectifier containing two input transformers and six single-phase bridge rectifier cells, each of which consists of four uncontrolled valves, the rectifier cells are connected at the output in series, and the input transformers are made three-phase and connected in parallel to each other at the input, moreover, the primary windings of the first transformer are connected in a star pattern, and the primary windings of the second transformer in a triangle pattern, while the second transformer is made ene with a transformation ratio
Figure 00000004
times the transformation coefficient of the first transformer, the secondary windings of the first transformer, magnetically connected to the primary windings connected to the corresponding three phases of the supply network, are connected, respectively, to the inputs of the first, third and fifth of successive rectifier cells successively connected in series, and the secondary windings of the second transformer, magnetically connected to the primary windings connected to the corresponding three phases of the supply network, are connected, respectively enno, to the inputs of the sixth, second and fourth rectifier cells.

Также поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемое устройство дополнительно введены шесть фильтровых реакторов, шесть однофазных мостовых ячеек на полностью управляемых вентилях (транзисторах или тиристорах с полным управлением), шесть сглаживающих конденсаторов, причем фильтровые реакторы включены последовательно с вторичными обмотками трансформаторов, однофазные мостовые ячейки на полностью управляемых вентилях включены встречно-параллельно однофазным мостовым выпрямительным ячейкам на диодах, а сглаживающие конденсаторы включены параллельно каждому из шести выходов однофазных мостовых выпрямительных ячеек.Also, the problem is solved due to the fact that six filter reactors, six single-phase bridge cells on fully controllable valves (transistors or thyristors with full control), six smoothing capacitors are added to the proposed device, and filter reactors are connected in series with secondary transformer windings, single-phase bridge cells on fully controllable valves are connected in counter-parallel to single-phase bridge rectifier cells on diodes, and smoothing to the capacitors are connected in parallel to each of the six outputs of the single-phase bridge rectifier cells.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого выпрямителя трехфазного тока с шестью однофазными мостовыми выпрямительными ячейками, состоящими из неуправляемых вентилей (диодов), на фиг.2 представлена схема предлагаемого выпрямителя трехфазного тока, дополненная шестью однофазными мостовыми ячейками на полностью управляемых вентилях, шестью реакторами и шестью конденсаторами, на фиг.3 представлена отдельно схема ячейки инвертора напряжения в обращенном режиме, называемая еще активным выпрямителем, на фиг.4 - диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого выпрямителя трехфазного тока, выполненного по схеме фиг.1, на фиг.5 - векторная диаграмма, поясняющая принцип работы предлагаемого выпрямителя трехфазного тока, выполненного по схеме фиг.2, на фиг.6 - векторная диаграмма, поясняющая принцип работы в режиме рекуперации предлагаемого выпрямителя трехфазного тока, выполненного по схеме фиг.2.Figure 1 presents a diagram of the proposed rectifier three-phase current with six single-phase bridge rectifier cells, consisting of uncontrolled valves (diodes), figure 2 presents a diagram of the proposed rectifier three-phase current, supplemented by six single-phase bridge cells on fully controlled valves, six reactors and six capacitors, figure 3 presents a separate diagram of the cell of the voltage inverter in reverse mode, also called an active rectifier, figure 4 is a diagram explaining the principle Fig. 5 is a vector diagram explaining the principle of operation of the proposed three-phase current rectifier made according to the scheme of Fig. 2; Fig. 6 is a vector diagram explaining the principle of operation in the recovery mode the proposed rectifier three-phase current, made according to the scheme of figure 2.

Первый предлагаемый выпрямитель трехфазного тока (фиг.1) содержит два входных трансформатора Т-1 и Т-2 и шесть однофазных мостовых выпрямительных ячеек 3-8 на диодах.The first proposed rectifier three-phase current (figure 1) contains two input transformers T-1 and T-2 and six single-phase bridge rectifier cells 3-8 on diodes.

Входные трансформаторы Т-1 и Т-2 выполнены трехфазными стандартной конструкции и имеют по три первичные обмотки (трансформатор Т-1 - обмотки 9-11 и трансформатор Т-2 - обмотки 12-14) и по три соответствующие им (соответственно магнитосвязанные с ними) вторичные обмотки (трансформатор Т-1 - обмотки 15-17 и трансформатор Т-2 - обмотки 18-20).Input transformers T-1 and T-2 are made of three-phase standard design and have three primary windings (transformer T-1 - windings 9-11 and transformer T-2 - windings 12-14) and three corresponding to them (respectively magnetically connected with them ) secondary windings (transformer T-1 - windings 15-17 and transformer T-2 - windings 18-20).

Трансформаторы подсоединены параллельно друг другу по входу питающей сети, причем первичные обмотки трансформатора Т-1 соединены по схеме звезда, а первичные обмотки трансформатора Т-2 - по схеме треугольник. При этом трансформатор Т-2 выполнен с коэффициентом трансформации в

Figure 00000004
раз больше коэффициента трансформации трансформатора Т-1.Transformers are connected in parallel to each other at the input of the supply network, and the primary windings of the T-1 transformer are connected in the star pattern, and the primary windings of the T-2 transformer in the triangle pattern. In this case, the T-2 transformer is made with a transformation ratio of
Figure 00000004
times the transformation coefficient of the T-1 transformer.

Однофазные мостовые выпрямительные ячейки 3-8 соединены по выходу последовательно, то есть второй выходной (отрицательный) вывод ячейки 3 соединен с первым выходным (положительным) выводом ячейки 4, второй выходной (отрицательный) вывод ячейки 4 соединен с первым выходным (положительным) выводом ячейки 5, второй выходной (отрицательный) вывод ячейки 5 соединен с первым выходным (положительным) выводом ячейки 6, второй выходной (отрицательный) вывод ячейки 6 соединен с первым выходным (положительным) выводом ячейки 7, второй выходной (отрицательный) вывод ячейки 7 соединен с первым выходным (положительным) выводом ячейки 8. Места соединения выходных выводов однофазных мостовых выпрямительных ячеек служат выходными зажимами для различных уровней выпрямленного напряжения (три уровня четырехпульсного или шесть уровней двухпульсного выпрямленного напряжения). Двенадцатипульсное выпрямленное напряжение, максимальное по величине, снимается с первого выходного (положительного) вывода ячейки 3 относительно второго выходного (отрицательного) вывода ячейки 8.Single-phase bridge rectifier cells 3-8 are connected in series output, that is, the second output (negative) output of cell 3 is connected to the first output (positive) output of cell 4, the second output (negative) output of cell 4 is connected to the first output (positive) output of the cell 5, the second output (negative) output of cell 5 is connected to the first output (positive) output of cell 6, the second output (negative) output of cell 6 is connected to the first output (positive) output of cell 7, the second output (negative the output terminal of cell 7 is connected to the first output (positive) terminal of cell 8. The connection points of the output terminals of single-phase bridge rectifier cells serve as output terminals for different levels of rectified voltage (three levels of four-pulse or six levels of two-pulse rectified voltage). The twelve-pulse rectified voltage, the maximum in magnitude, is removed from the first output (positive) output of cell 3 relative to the second output (negative) output of cell 8.

Вторичные обмотки трансформаторов непосредственно друг с другом не связаны. Выводы обмоток 15-20 (магнитосвязанных, соответственно, с первичными обмотками 9-14) соединены с входами, соответственно, выпрямительных ячеек 3, 5, 7, 8, 4 и 6.The secondary windings of transformers are not directly connected to each other. The findings of the windings 15-20 (magnetically connected, respectively, with the primary windings 9-14) are connected to the inputs of, respectively, the rectifier cells 3, 5, 7, 8, 4 and 6.

Также в выпрямитель трехфазного тока (фиг.2) могут быть дополнительно введены шесть однофазных мостовых ячеек на полностью управляемых вентилях 21-26, шесть фильтровых реакторов 27-32 и шесть сглаживающих конденсаторов 33-38. При этом фильтровые реакторы включены последовательно с вторичными обмотками трансформаторов, однофазные мостовые ячейки на полностью управляемых вентилях включены встречно-параллельно однофазным мостовым выпрямительным ячейкам 3-8 на неуправляемых вентилях, а сглаживающие конденсаторы включены параллельно каждому из шести выходов однофазных мостовых выпрямительных ячеек 3-8. На фиг.3 представлена результирующая схема одной 39 из шести 39-44 однофазной мостовой ячейки на полностью управляемых вентилях - ОМЯПУВ, образованной встречно-параллельным соединением однофазной мостовой выпрямительной ячейки 3 и однофазной мостовой ячейки на полностью управляемых вентилях 21, с последовательно включенным на входе фильтровым реактором 27 и параллельно включенным на выходе сглаживающим конденсатором 33.Also in the rectifier three-phase current (figure 2) can be additionally introduced six single-phase bridge cells on fully controllable valves 21-26, six filter reactors 27-32 and six smoothing capacitors 33-38. In this case, filter reactors are connected in series with the secondary windings of transformers, single-phase bridge cells on fully controllable valves are turned on and off in parallel with single-phase bridge rectifier cells 3-8 on uncontrolled valves, and smoothing capacitors are connected in parallel to each of the six outputs of single-phase bridge rectifier cells 3-8. Figure 3 presents the resulting circuit of one 39 of six 39-44 single-phase bridge cells on fully controllable valves - OMYAPUV, formed by a counter-parallel connection of a single-phase bridge rectifier cell 3 and a single-phase bridge cell on fully controllable valves 21, with a filter connected in series at the input a reactor 27 and a smoothing capacitor 33 connected in parallel at the output.

Предлагаемый выпрямитель трехфазного тока (фиг.1) работает следующим образом. Во вторичных обмотках трансформаторов наводятся шесть ЭДС одинаковой амплитуды. При этом имеется три пары ортогональных ЭДС, т.е. сдвинутых относительно друг друга по фазе на девяносто электрических градусов - ЭДС обмоток 15 и 19, 16 и 20, 17 и 18. Данные пары ЭДС выпрямляются парами следующих друг за другом однофазных мостовых выпрямительных ячеек 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8. В результате суммарное выпрямленное напряжение каждой из трех пар однофазных мостовых выпрямительных ячеек имеет четырехкратную пульсацию, а суммарное выпрямленное напряжение всех шести ячеек благодаря фазовому сдвигу в сто двадцать электрических градусов между соответствующими ЭДС трех различных пар ЭДС имеет двенадцатикратную пульсацию. На фиг.4 показана пара ортогональных напряжений обмоток 15 и 19 u15 и u19 на входах выпрямительных ячеек 3 и 4, выпрямленное напряжение u3 ячейки 3 (выходное напряжение одного из шести уровней), суммарное выпрямленное напряжение u34 пары ячеек 3 и 4 (выходное напряжение одного из трех уровней) и суммарное выпрямленное напряжение всех шести ячеек ud, снимаемое с первого выходного (положительного) вывода ячейки 3 относительно второго выходного (отрицательного) вывода ячейки 8. Все напряжения ux показаны на эпюрах в относительных единицах: ux*=ux/uб, где uб=U2m, U2m - амплитуда напряжения любой из вторичных обмоток 15-20 трансформаторов Т-1 и Т-2. Время также принято безразмерным: t*=t/T, где Т - период сетевого напряжения.The proposed rectifier three-phase current (figure 1) works as follows. In the secondary windings of the transformers, six EMFs of the same amplitude are induced. There are three pairs of orthogonal EMFs, i.e. ninety-electric degrees phase-shifted relative to each other - EMF of windings 15 and 19, 16 and 20, 17 and 18. These EMF pairs are rectified by pairs of successive single-phase bridge rectifier cells 3 and 4, 5 and 6, 7 and 8. As a result, the total rectified voltage of each of the three pairs of single-phase bridge rectifier cells has a fourfold ripple, and the total rectified voltage of all six cells due to a phase shift of one hundred twenty electric degrees between the corresponding EMFs of three different EMF pairs has venadtsatikratnuyu pulsation. Figure 4 shows a pair of orthogonal voltages of the windings 15 and 19 u 15 and u 19 at the inputs of rectifier cells 3 and 4, the rectified voltage u 3 cells 3 (output voltage of one of six levels), the total rectified voltage u 34 pairs of cells 3 and 4 (output voltage of one of three levels) and the total rectified voltage of all six cells u d , taken from the first output (positive) output of cell 3 relative to the second output (negative) output of cell 8. All voltages u x are shown on the diagrams in relative units: u x * = u x / u b , where u b = U 2m , U 2m - voltage amplitude of any of the secondary windings of 15-20 transformers T-1 and T-2. Time is also taken dimensionless: t * = t / T, where T is the period of the mains voltage.

Можно сказать, что из вторичных напряжений двух указанных трехфазных трансформаторов образованы три пары двухфазных ортогональных напряжений, которые имеют между собой фазовые сдвиги, как в трехфазной системе. Их генерация с помощью трансформаторов Скотта потребовала бы применения трех пар таких трансформаторов.It can be said that from the secondary voltages of the two indicated three-phase transformers three pairs of two-phase orthogonal voltages are formed, which have phase shifts among themselves, as in a three-phase system. Their generation using Scott transformers would require the use of three pairs of such transformers.

Для улучшения качества постоянного напряжения на выходе каждого из уровней может быть установлен сглаживающий емкостный или индуктивно-емкостный фильтр, который, как правило, требуется для питания инвертора напряжения от выпрямителя.To improve the quality of the DC voltage at the output of each level, a smoothing capacitive or inductive-capacitive filter can be installed, which, as a rule, is required to power the voltage inverter from the rectifier.

На фиг.4 также показана форма входного тока одной из трех фаз IA предлагаемого выпрямителя для случая активно-индуктивной нагрузки при Ld→∞ (т.е. для случая идеально сглаженного выходного тока), в предположении одинаковой для всех ячеек 3-8 величины выходного тока, равной Id. Значения iA показаны также в относительных единицах: IA*=iA·(Id/KT1), где КT1 - коэффициент трансформации (отношение чисел витков первичных обмоток к числам витков вторичных обмоток) трансформатора Т-1. Форма и качество входного тока совпадает с формой и качеством входного тока аналога.Figure 4 also shows the input current shape of one of the three phases I A of the proposed rectifier for the case of active-inductive load at L d → ∞ (i.e., for the case of perfectly smoothed output current), assuming the same for all cells 3-8 the value of the output current equal to I d . The values of i A are also shown in relative units: I A * = i A · (I d / K T1 ), where K T1 is the transformation coefficient (the ratio of the number of turns of the primary windings to the number of turns of the secondary windings) of the T-1 transformer. The shape and quality of the input current coincides with the shape and quality of the input current of the analog.

Предлагаемый выпрямитель трехфазного тока (фиг.2) с дополнительно введенными шестью фильтровыми реакторами, шестью однофазными мостовыми ячейками на полностью управляемых вентилях, шестью сглаживающими конденсаторами работает следующим образом. Любым известным методом синусоидальной широтно-импульсной модуляции формируется напряжение на входе переменного тока вентильного комплекта активного выпрямителя, первая гармоника которого обозначена как UBK на фиг.5 на векторной диаграмме напряжений и токов, действующих в цепи любой вторичной обмотки трансформаторов Т-1 и Т-2. Величина и фаза вектора этого напряжения по отношению к вектору напряжения вторичной обмотки трансформатора U2 устанавливаются такими, чтобы вектор первой гармоники широтно-модулированного тока IBK во вторичной обмотке трансформатора, ортогональный вектору напряжения первой гармоники напряжения UL на фильтровом реакторе, совпадал по фазе с вектором напряжения вторичной обмотки трансформатора U2, как показано на фиг.5. Тогда каждый активный выпрямитель будет работать практически с синусоидальным входным током и постоянным выходным напряжением, сглаженным сглаживающим конденсатором на выходе активного выпрямителя. При опережающей фазе формируемого вектора напряжения UBK на входе переменного тока вентильного комплекта активного выпрямителя, как показано на фиг.6, активный выпрямитель переходит в режим рекуперации, т.е. в режим автономного инвертора напряжения. В результате предлагаемый выпрямитель трехфазного тока также будет работать с практически синусоидальными токами во всех трех фазах как в режиме выпрямления, так и в режиме рекуперации.The proposed rectifier three-phase current (figure 2) with an additional six filter reactors, six single-phase bridge cells on fully controllable valves, six smoothing capacitors works as follows. By any known method of sinusoidal pulse width-width modulation, a voltage is generated at the AC input of the valve set of the active rectifier, the first harmonic of which is indicated as U BK in Fig. 5 in the vector diagram of the voltages and currents acting in the circuit of any secondary winding of transformers T-1 and T- 2. The magnitude and phase of the vector of this voltage with respect to the voltage vector of the secondary winding of the transformer U 2 are set such that the vector of the first harmonic of the pulse-width modulated current I BK in the secondary of the transformer, orthogonal to the voltage vector of the first harmonic of the voltage U L on the filter reactor, coincides in phase with the voltage vector of the secondary winding of the transformer U 2 , as shown in Fig.5. Then each active rectifier will work with almost a sinusoidal input current and constant output voltage, smoothed by a smoothing capacitor at the output of the active rectifier. When the leading phase of the generated voltage vector U BK at the AC input of the valve set of the active rectifier, as shown in Fig.6, the active rectifier enters the recovery mode, i.e. to stand-alone voltage inverter mode. As a result, the proposed three-phase rectifier will also work with almost sinusoidal currents in all three phases, both in the rectification mode and in the recovery mode.

Одинаковость всех ячеек, посредством которых формируются отдельные уровни выходного напряжения предлагаемого выпрямителя трехфазного тока, гарантирует их одинаковость по среднему значению и по качеству выпрямленного напряжения. Использование стандартных трансформаторов трехфазного тока не требует изготовления специальных трансформаторов, необходимых в схеме Скотта. Это упрощает и удешевляет их производство, а значит, и выпрямителя в целом.The uniformity of all cells, through which individual output voltage levels of the proposed three-phase current rectifier are formed, guarantees their uniformity in average value and in the quality of the rectified voltage. The use of standard three-phase current transformers does not require the manufacture of special transformers required by Scott. This simplifies and reduces the cost of their production, and hence the rectifier as a whole.

Таким образом, предлагаемый выпрямитель трехфазного тока по сравнению с прототипом обладает возможностью получения числа уровней выпрямленного напряжения, кратного трем, с одинаковым средним значением и одинаковым качеством напряжения на всех уровнях, может быть собран из стандартных компонентов и применен для питания многоуровневых инверторов.Thus, the proposed three-phase rectifier compared with the prototype has the ability to obtain the number of levels of rectified voltage multiple of three, with the same average value and the same voltage quality at all levels, can be assembled from standard components and used to power multi-level inverters.

Кроме того, за счет дополнительного введения шести однофазных мостовых ячеек на полностью управляемых вентилях, шести фильтровых реакторов и шести сглаживающих конденсаторов, входящих в состав предлагаемого на фиг.2 выпрямителя трехфазного тока. обеспечивается дополнительное улучшение качества выпрямителя в целом и возможность получения нового режима по сравнению с предлагаемым выпрямителем на фиг.1, т.е. режима рекуперации.In addition, due to the additional introduction of six single-phase bridge cells on fully controllable valves, six filter reactors and six smoothing capacitors, which are part of the proposed three-phase rectifier. provides an additional improvement in the quality of the rectifier as a whole and the possibility of obtaining a new mode in comparison with the proposed rectifier in figure 1, i.e. recovery mode.

Claims (2)

1. Выпрямитель трехфазного тока, содержащий два входных трансформатора и шесть однофазных мостовых выпрямительных ячеек, каждая из которых состоит из четырех неуправляемых вентилей, отличающийся тем, что однофазные мостовые выпрямительные ячейки по выходу соединены последовательно, а входные трансформаторы выполнены трехфазными и подсоединены параллельно друг другу по входу, причем первичные обмотки первого трансформатора соединены по схеме звезда, а первичные обмотки второго трансформатора по схеме треугольник, при этом второй трансформатор выполнен с коэффициентом трансформации в
Figure 00000005
раз больше коэффициента трансформации первого трансформатора, вторичные обмотки первого трансформатора, магнитосвязанные с первичными обмотками, подсоединены соответственно к входам первой, третьей и пятой следующих друг за другом по порядку последовательно соединенных по выходу однофазных мостовых выпрямительных ячеек, а вторичные обмотки второго трансформатора, магнитосвязанные с первичными обмотками второго трансформатора, подсоединены соответственно к входам шестой, второй и четвертой однофазных мостовых выпрямительных ячеек.
1. A three-phase current rectifier containing two input transformers and six single-phase bridge rectifier cells, each of which consists of four uncontrolled valves, characterized in that the single-phase bridge rectifier cells are connected in series at the output, and the input transformers are three-phase and connected in parallel to each other the input, and the primary windings of the first transformer are connected in a star pattern, and the primary windings of the second transformer in a triangle pattern, while the second sformator configured with transformation ratio in
Figure 00000005
times the transformation coefficient of the first transformer, the secondary windings of the first transformer, magnetically connected to the primary windings, are connected respectively to the inputs of the first, third and fifth successive consecutively connected at the output of single-phase bridge rectifier cells, and the secondary windings of the second transformer magnetically connected to the primary windings of the second transformer, respectively connected to the inputs of the sixth, second and fourth single-phase bridge rectifier cells to.
2. Выпрямитель трехфазного тока по п.1, отличающийся тем, что в него дополнительно введены шесть фильтровых реакторов, шесть однофазных мостовых ячеек на полностью управляемых вентилях, шесть сглаживающих конденсаторов, причем фильтровые реакторы включены последовательно с вторичными обмотками трансформаторов и входами однофазных мостовых выпрямительных ячеек на диодах, однофазные мостовые ячейки на полностью управляемых вентилях включены встречно-параллельно однофазным мостовым выпрямительным ячейкам на неуправляемых вентилях, а сглаживающие конденсаторы включены параллельно каждому из шести выходов однофазных мостовых выпрямительных ячеек на неуправляемых вентилях.2. The three-phase current rectifier according to claim 1, characterized in that it is additionally introduced six filter reactors, six single-phase bridge cells on fully controllable valves, six smoothing capacitors, the filter reactors connected in series with the secondary windings of the transformers and the inputs of the single-phase bridge rectifier cells on diodes, single-phase bridge cells on fully controllable valves are turned on in parallel to single-phase bridge rectifier cells on uncontrolled valves, and glazhivayuschie capacitors connected in parallel to each of the six outputs of the single-phase bridge rectifier cells on uncontrolled valves.
RU2005121360/09A 2005-07-07 2005-07-07 Three-phase current rectifier RU2297707C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121360/09A RU2297707C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Three-phase current rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121360/09A RU2297707C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Three-phase current rectifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121360A RU2005121360A (en) 2007-01-20
RU2297707C2 true RU2297707C2 (en) 2007-04-20

Family

ID=37774361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121360/09A RU2297707C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Three-phase current rectifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297707C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460202C1 (en) * 2011-06-01 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Converter of ac voltage into dc voltage
RU2562251C2 (en) * 2011-04-01 2015-09-10 Сименс Акциенгезелльшафт Method of formation of output voltage and device for method implementation
RU2747554C1 (en) * 2020-06-24 2021-05-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Universal dc voltage converter for multi-level voltage inverter power supply
RU2793200C1 (en) * 2022-03-10 2023-03-30 Леонид Петрович Гаврилов Four-phase pulse generator

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2893628B1 (en) 2012-09-05 2020-03-04 ABB Schweiz AG Interleaved 12-pulse rectifier
CN104362869A (en) * 2014-11-02 2015-02-18 中铁上海设计院集团有限公司 Circuit connection wire capable of simultaneously outputting two types of direct current voltages

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562251C2 (en) * 2011-04-01 2015-09-10 Сименс Акциенгезелльшафт Method of formation of output voltage and device for method implementation
RU2460202C1 (en) * 2011-06-01 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Converter of ac voltage into dc voltage
RU2747554C1 (en) * 2020-06-24 2021-05-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Universal dc voltage converter for multi-level voltage inverter power supply
RU2793200C1 (en) * 2022-03-10 2023-03-30 Леонид Петрович Гаврилов Four-phase pulse generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121360A (en) 2007-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2897279B1 (en) Multilevel converter systems and methods with reduced common mode voltage
US10218285B2 (en) Medium voltage hybrid multilevel converter and method for controlling a medium voltage hybrid multilevel converter
US20090027934A1 (en) Electric Transformer-Rectifier
RU2297707C2 (en) Three-phase current rectifier
Kumar et al. Harmonic suppression scheme for multipulse converter fed multilevel inverter-based IM drive
RU2673250C1 (en) Semiconductor rectifier
US10530272B2 (en) Voltage source converter with improved operation
RU2411628C1 (en) Multilevel bridge autonomous voltage inverter
JP3200283B2 (en) Inverter control method and inverter control device
Dekka et al. Voltage balancing of a modular neutral-point-clamped converter with a carrier-based modulation scheme
WO2016177399A1 (en) Converter arrangement
RU2357352C1 (en) Three-phase high ac voltage converter
RU139772U1 (en) THREE-PHASE RECTIFIER WITH IMPROVED OVERALL INDICATORS
JP2019176708A (en) Power converter, heat generation system, load system, and electricity distribution-sending system
JP6462664B2 (en) Multilevel power converter and control method of multilevel power converter
JP3696855B2 (en) Rectifier
RU2373628C1 (en) Variable-to-constant voltage converter
RU151148U1 (en) CONVERTER WITH 24X AC RATING VOLTAGE FREQUENCY
RU2469457C1 (en) Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions)
RU176888U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU69353U1 (en) HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER
RU2523001C2 (en) Multizone direct to alternate current converter
SU1001380A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
RU2472280C1 (en) Multizone matrix frequency converter
RU193360U1 (en) PWM Up / Down Rectifier

Legal Events

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

Effective date: 20100708