RU2357352C1 - Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения - Google Patents
Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357352C1 RU2357352C1 RU2008110277/09A RU2008110277A RU2357352C1 RU 2357352 C1 RU2357352 C1 RU 2357352C1 RU 2008110277/09 A RU2008110277/09 A RU 2008110277/09A RU 2008110277 A RU2008110277 A RU 2008110277A RU 2357352 C1 RU2357352 C1 RU 2357352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- windings
- autotransformer
- voltage
- block
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения относится к преобразовательной технике и содержит входной силовой трансформатор, выпрямительный блок, соединенный с блоком сглаживающих конденсаторов, подключенных к соответствующим входам блоков автономных инверторов, выполненных, например, по трехуровневой схеме инвертора напряжения с нулевой точкой, выходы последних соответственно соединены с отводами нескольких обмоток многообмоточного трехфазного повышающего автотрансформатора, при этом указанные обмотки имеют общую точку и соответственно в каждой фазе соединены между собой параллельно и подключены к блоку выходных конденсаторов и фазам нагрузки, систему управления, блоки автономных инверторов, а автотрансформатор выполнен с одинаковыми параллельно соединенными в каждой фазе обмотками, количество которых равно общему количеству подключаемых к ним автономных инверторов, соответствующие входы последних соединены между собой и подключены к сглаживающим конденсаторам, а их выходные фазы подключены к соответствующим отводам параллельно соединенных обмоток автотрансформатора, имеющих общую точку, при этом управляющие цепи автономных инверторов подсоединены к соответствующим общим выходам системы управления. Технический результат - повышение мощности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к области преобразовательной техники.
Известен трехфазный высоковольтный преобразователь частоты типа MELTRAC-F500HVC фирмы «Mitsubisi», описанный в журнале: «Силовая электроника», №3, 2007 г., Лазарев Г.Б. Частотно-регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок - эффективная технология энерго- и ресурсосбережения на тепловых электростанциях, который предназначен для регулируемого электропривода и выполнен на напряжение 6 кВ и более. Он содержит 18 ячеек, каждая из которых состоит из блока выпрямителя, конденсатора и 4 транзисторных ключей; высоковольтный трансформатор с 19 комплектами трехфазных обмоток. Недостатком является высокая сложность как по количеству полупроводниковых ключей (всего 72 ключа), так и по силовому трансформатору. Такой преобразователь частоты (и напряжения), кроме сложности, имеет большие потери энергии.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению и взятым за прототип является высоковольтный преобразователь частоты типа «Simovert MV» фирмы «Siemens», который описан в сборнике научных трудов ОАО «Электропривод» 65 лет. Москва, изд-во «ЗНАК», 2007 г. Осипов О.И., Панов А.С., Оськин А.А., Куцый К.Л. "Повышение эффективности работы сетевых насосов второго подъема частотно-регулируемым электроприводом" и предназначен для электропривода на напряжение 6 кВ и представлен на фиг.1, где приняты следующие обозначения:
1 - входной трансформатор с двумя комплектами вторичных обмоток, соединенных соответственно в треугольник и звезду;
2 - выпрямительный блок, состоящий из 2 трехфазных мостов;
3 - блок сглаживающих конденсаторов с общей точкой;
4 - блок автономного инвертора напряжения (АИН) на транзисторах IGBT;
6 - повышающий трехфазный автотрансформатор с обмотками 7;
9 - блок выходных конденсаторов;
10 - электродвигатель;
11 - система управления АИН.
Автотрансформатор 6 и блок выходных конденсаторов 9 образуют повышающий выходной синусный фильтр, обеспечивающий на входе двигателя близкую к синусоиде форму напряжения заданной частоты. При этом повышающий автотрансформатор одновременно повышает напряжение с выхода АИН до напряжения электродвигателя, например, 6 кВ.
При отсутствии автотрансформатора пришлось бы на выходе АИН устанавливать индуктивное плечо фильтра (реактор), а напряжение АИН следовало бы выбирать более высоким (6 кВ), что требует более высоковольтных IGBT-ключей, максимальное напряжение и ток которых в настоящее время ограничены техническими возможностями полупроводниковых приборов.
Недостаток прототипа заключается в ограничении по выходной мощности, которая определяется допустимым током ключей в блоке 4.
Технический результат заявляемого решения - повышение мощности трехфазного высоковольтного преобразователя переменного напряжения.
Технический результат достигается тем, что трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения содержит входной силовой трансформатор, выпрямительный блок, соединенный с блоком сглаживающих конденсаторов, подключенных к соответствующим входам блока автономного инвертора, выполненного, например, по трехуровневой схеме инвертора напряжения с нулевой точкой, три фазы которого через обмотки трехфазного повышающего автотрансформатора подключены к блоку выходных конденсаторов и нагрузке, например к электродвигателю, а также систему управления, при этом в него введены дополнительные блоки автономных инверторов, а автотрансформатор выполнен с одинаковыми параллельно соединенными в каждой фазе обмотками, количество которых равно общему количеству подключенных к ним автономных инверторов, соответствующие входы последних соединены между собой и подключены к сглаживающим конденсаторам, а их выходные фазы подключены к соответствующим отводам параллельно соединенных обмоток автотрансформатора, имеющих общую точку, при этом управляющие цепи автономных инверторов подсоединены к соответствующим общим выходам системы управления, причем трехфазный автотрансформатор может быть выполнен на базе трех однофазных автотрансформаторов, с тем же количеством обмоток и их соединением, что и в одной фазе трехфазного автотрансформатора.
Сущность заключается в том, что увеличение мощности достигается за счет параллельного соединения автономных инверторов, входы которых подключены к общему источнику постоянного напряжения, а их выходы к параллельно включенным соответствующим обмоткам трехфазного многообмоточного автотрансформатора. При этом трехфазный автотрансформатор выполнен на базе однофазных автотрансформаторов, с тем же количеством обмоток на одну фазу и их соединением. На фиг.2 приведена схема предлагаемого устройства, где
1 - входной силовой трансформатор, содержащий два комплекта вторичных обмоток,
2 - выпрямительный блок, содержащий два трехфазных мостовых выпрямителя,
3 - блок сглаживающих конденсаторов с общей точкой 0,
4, 5 - блоки автономных инверторов, количество которых равно N, выполненные, например, на базе транзисторов (ключей) IGBT (N≥2),
6 - трехфазный многообмоточный автотрансформатор,
7, 8 - обмотки автотрансформатора, количество которых на фазу равно N≥2,
9 - блок выходных конденсаторов,
10 - электродвигатель,
11 - общая система управления автономными инверторами, с выходов которой подаются в блоки 4, 5 на симметрично расположенные ключи соответствующие синфазные последовательности импульсов с широтно-импульсной модуляцией.
Блоки 2 и 3 образуют общий источник постоянного напряжения с принятым в литературе названием - звена постоянного тока.
Зажимы a1-а2, в1-в2, с1-с2 - выходные фазы блоков 4-6, Uo-напряжение на конденсаторе блока 2.
Предлагаемое устройство содержит силовой трансформатор 1, соединенный с выпрямительным блоком 2, который подключен к блоку сглаживающих конденсаторов 3, подключенных к соответствующим параллельно включенным входам блоков автономных инверторов 4 и 5, выходы последних соответственно соединены с отводами обмоток 7, 8 многообмоточного трехфазного повышающего автотрансформатора 6, при этом обмотки 7, 8 имеют общую точку O1, в каждой фазе соединены соответственно между собой параллельно и подключены к блоку выходных конденсаторов 9 и к фазам А, В, С электродвигателя 10.
Управляющие цепи ключей блоков 4 и 5 соответственно подсоединены к общей системе управления 11. Вместо общего трехфазного автотрансформатора 6 могут быть применены три однофазных автотрансформатора с теми же обмотками 7, 8 в каждой фазе и с той же схемой их подключения.
Устройство по фиг.2 работает следующим образом.
Автономные инверторы 4 и 5 получают управление от общей системы управления 11. Каждый блок 4 и 5 содержит, например, по 4 транзисторных ключа в каждой фазе, которые преобразуют входное постоянное напряжение в переменное на выходах а1-а2, в1-в2, c1-с2. Величина и частота выходного напряжения регулируются блоком 11 методом ШИМ. Данные напряжения поступают на отводы (средние точки обмоток 7, 8) автотрансформатора 6, а с полной обмотки 7 (8) соответствующее выходное напряжение поступает на 9, 10. Практически имеем следующие линейные напряжения: Ua1-в1≤3 кВ, UA-В=6÷10 кВ. Параллельное включение нескольких блоков АИН (4 и 5) обеспечивает возможность увеличения выходной мощности устройства в целом, а повышающий автотрансформатор 6 обеспечивает увеличение напряжения до уровня напряжения нагрузки. Выполнение нескольких обмоток 7, 8 в каждой фазе и их соединение между собой и с блоками 4, 5 обеспечивает равномерное распределение нагрузки в последних.
Равномерное распределение токов в блоках 4 и 5 достигается при помощи параллельно соединенных обмоток автотрансформатора 6, а также за счет управления от общих каналов формирования импульсов системы управления 11, распределяемых на симметрично расположенные ключи в блоках автономных инверторов. Как указывалось выше, данное устройство может быть выполнено также с количеством блоков АИН более двух.
Автотрансформатор 6 может быть выполнен в виде 3 однофазных автотрансформаторов с тем же набором обмоток и их соединением между собой.
На фиг.3 приведена схема с тремя блоками АИН 4, 5, 13 и автотрансформатором 6 с тремя обмотками 7, 8, 12. Здесь блоки АИН 4, 5, 13 управляются синфазно от общей системы управления 11, а равномерное распределение токов между блоками АИН осуществляется за счет индуктивных сопротивлений идентичных обмоток 7, 8, 12 автотрансформатора 6.
Claims (2)
1. Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения, содержащий входной силовой трансформатор, выпрямительный блок, соединенный с блоком сглаживающих конденсаторов, подключенных к соответствующим входам блока автономного инвертора, выполненного, например, по трехуровневой схеме инвертора напряжения с нулевой точкой, три фазы которого через обмотки повышающего трехфазного автотрансформатора подключены к блоку выходных конденсаторов и нагрузке, например к электродвигателю, а также систему управления, отличающийся тем, что дополнительно введены блоки автономных инверторов, а автотрансформатор выполнен с одинаковыми параллельно соединенными в каждой фазе обмотками, количество которых равно общему количеству подключаемых к ним автономных инверторов, соответствующие входы последних соединены между собой и подключены к сглаживающим конденсаторам, а их выходные фазы подключены к соответствующим отводам параллельно соединенных обмоток автотрансформатора, имеющих общую точку, при этом управляющие цепи автономных инверторов подсоединены к соответствующим общим выходам системы управления.
2. Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения по п.1, отличающийся тем, что трехфазный автотрансформатор выполнен на базе однофазных автотрансформаторов, с тем же количеством обмоток и их соединением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110277/09A RU2357352C1 (ru) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110277/09A RU2357352C1 (ru) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2357352C1 true RU2357352C1 (ru) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008110277/09A RU2357352C1 (ru) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2357352C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011147117A1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device of electrical power |
US8325501B2 (en) | 2010-05-24 | 2012-12-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device of electrical power |
RU2505918C2 (ru) * | 2011-07-20 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Высоковольтный частотно-регулируемый электропривод |
RU2559804C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Трехфазный многоканальный инвертор напряжения |
-
2008
- 2008-03-17 RU RU2008110277/09A patent/RU2357352C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011147117A1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device of electrical power |
CN102405588A (zh) * | 2010-05-24 | 2012-04-04 | 华为技术有限公司 | 电源方法及装置 |
US8325501B2 (en) | 2010-05-24 | 2012-12-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device of electrical power |
US8395913B2 (en) | 2010-05-24 | 2013-03-12 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device of electrical power |
CN102405588B (zh) * | 2010-05-24 | 2014-01-22 | 华为技术有限公司 | 电源方法及装置 |
RU2505918C2 (ru) * | 2011-07-20 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Высоковольтный частотно-регулируемый электропривод |
RU2559804C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Трехфазный многоканальный инвертор напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Korn et al. | Direct modular multi-level converter for gearless low-speed drives | |
CA2558001C (en) | Multilevel converter based intelligent universal transformer | |
Rajeevan et al. | A nine-level inverter topology for medium-voltage induction motor drive with open-end stator winding | |
Menzies et al. | Advanced static compensation using a multilevel GTO thyristor inverter | |
EP2270968B1 (en) | Power Transmission Method and Power Transmission Apparatus | |
Nair et al. | Novel symmetric six-phase induction motor drive using stacked multilevel inverters with a single DC link and neutral point voltage balancing | |
EP3682538B1 (en) | Pulse width modulation control for a multilevel converter | |
WO2007075132A1 (en) | Voltage source converter and method of controlling a voltage source converter | |
RU105091U1 (ru) | Высоковольтный преобразователь частоты | |
Kumar et al. | A quad two-level inverter configuration for four-pole induction-motor drive with single DC link | |
Kumar et al. | Harmonic suppression scheme for multipulse converter fed multilevel inverter-based IM drive | |
JPWO2014010474A1 (ja) | 電力変換装置 | |
RU2357352C1 (ru) | Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения | |
JP3200283B2 (ja) | インバータ制御方法及びインバータ制御装置 | |
RU2668416C1 (ru) | Трехуровневый преобразователь частоты | |
RU2424612C1 (ru) | Устройство для управления скоростью асинхронного электродвигателя (варианты) | |
RU187809U1 (ru) | Многофазная система электродвижения судов с коммутатором в нейтрали | |
RU69353U1 (ru) | Высоковольтный преобразователь частоты | |
RU2156024C1 (ru) | Стабилизатор трехфазного синусоидального напряжения со звеном повышенной частоты | |
Kumar et al. | High reliable medium voltage drive with reduced component count of converters | |
Nagarajan et al. | Phase disposition PWM multicarrier based 5 level modular multilevel inverter for PV applications | |
US9923480B2 (en) | DC-to-AC power converter with high efficiency | |
Oleschuk | Evolution and dissemination of specialized strategies, methods, and techniques of synchronous pulsewudth modulation for control of voltage source inverters and inverter-based systems | |
Noge et al. | Multi-level inverter with H-bridge clamp circuit for single-phase three-wire grid connection suitable for Super-junction/SiC MOSFET | |
RU2703984C2 (ru) | Способ двухканального выпрямления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100318 |