RU2489791C1 - Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors - Google Patents

Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors Download PDF

Info

Publication number
RU2489791C1
RU2489791C1 RU2012104858/07A RU2012104858A RU2489791C1 RU 2489791 C1 RU2489791 C1 RU 2489791C1 RU 2012104858/07 A RU2012104858/07 A RU 2012104858/07A RU 2012104858 A RU2012104858 A RU 2012104858A RU 2489791 C1 RU2489791 C1 RU 2489791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
inverter
output
input
phase
Prior art date
Application number
RU2012104858/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Леонидович Иванов
Андрей Витальевич Шепелин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ"
Priority to RU2012104858/07A priority Critical patent/RU2489791C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489791C1 publication Critical patent/RU2489791C1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/002—Intermediate AC, e.g. DC supply with intermediated AC distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/084—Three-wire systems; Systems having more than three wires for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/109—Scheduling or re-scheduling the operation of the DC sources in a particular order, e.g. connecting or disconnecting the sources in sequential, alternating or in subsets, to meet a given demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0074—Plural converter units whose inputs are connected in series
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the method of distributing power in a multilevel converter, output voltage is obtained using output inverter-recuperation units, each having two single-phase bridges and a buffer capacitor, connected so as to form three groups that are connected into a star, the leads of which are connected to an output filter. Power is distributed between all inverter-recuperation units of the multilevel frequency converter at high frequency through a single high-voltage power unit made as described in the claim, which is controlled by a single frequency-setting signal and through which, by mutual power exchange, there is automatic levelling of voltage on the buffer capacitors of the input and output inverter-recuperation units similar to linked vessels with a liquid.
EFFECT: smaller weight and size characteristics and lower total capacitance of buffer capacitors of the frequency converter.
1 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям частоты. Использование для питания высоковольтных асинхронных и синхронных двигателей.The invention relates to a conversion technique, in particular to frequency converters. Use for powering high-voltage asynchronous and synchronous motors.

Известными аналогами являются способы распределения мощности в бестрансформаторных многоуровневых преобразователях частоты [1], в которых напряжение в звене постоянного тока делится на необходимое число уровней за счет последовательного соединения буферных конденсаторов, а выходные цепи преобразователя в каждый момент времени через последовательно соединенные силовые ключи подсоединяются к требуемому узлу в соединении буферных конденсаторов. Существенными недостатками таких схем являются: возможность появления на буферных конденсаторах и силовых ключах недопустимо высокого напряжения, а также потеря работоспособности всего устройства при выходе из строя какого-либо элемента.Well-known analogs are methods of power distribution in transformerless multilevel frequency converters [1], in which the voltage in the DC link is divided by the required number of levels due to the serial connection of buffer capacitors, and the output circuit of the converter at each moment of time through series-connected power switches are connected to the required node in the connection of buffer capacitors. Significant disadvantages of such schemes are: the possibility of an unacceptably high voltage on the buffer capacitors and power switches, as well as the loss of operability of the entire device in the event of the failure of any element.

В качестве прототипа можно указать способ распределения мощности [2] в преобразователе, содержащем силовой низкочастотный (50-60 Гц) трансформатор, выходной фильтр, инверторно-рекуперационные модули, каждый из которых содержит два однофазных моста и буферный конденсатор, причем цепи постоянного тока обоих мостов подсоединены параллельно к буферному конденсатору, цепь переменного тока первого моста подсоединена к одной из вторичных обмоток силового трансформатора, а цепь переменного тока второго моста, являющаяся выходом модуля, подсоединена последовательно с выходами других модулей таким образом, что образуются три группы, соединенные в звезду, к выходу которой подключен выходной фильтр. Достоинством указанного преобразователя является наличие функции рекуперации энергии, а также возможность построения преобразователя с высокой надежностью работы при постановке на инверторно-рекуперационные модули байпасных контуров, обеспечивающих работоспособность преобразователя частоты в целом при выходе из строя какого-либо инверторно-рекуперационного модуля. Недостатками являются высокие массогабаритные показатели трансформатора и большая суммарная емкость буферных конденсаторов, требующаяся для уменьшения низкочастотных провалов напряжения в звеньях постоянного тока.As a prototype, you can specify the method of power distribution [2] in the converter containing the power low-frequency (50-60 Hz) transformer, output filter, inverter-recovery modules, each of which contains two single-phase bridges and a buffer capacitor, and the DC circuit of both bridges are connected in parallel to the buffer capacitor, the AC circuit of the first bridge is connected to one of the secondary windings of the power transformer, and the AC circuit of the second bridge, which is the output of the module, is connected It is not connected in series with the outputs of other modules in such a way that three groups are formed, connected to a star, to the output of which an output filter is connected. The advantage of this converter is the availability of energy recovery functions, as well as the ability to build a converter with high reliability when setting up bypass circuits for inverter-recovery modules, which ensure the operability of the frequency converter as a whole when any inverter-recovery module fails. The disadvantages are the high weight and size characteristics of the transformer and the large total capacity of the buffer capacitors required to reduce low-frequency voltage dips in DC links.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение массогабаритных показателей и уменьшение суммарной емкости буферных конденсаторов преобразователя частоты.The technical result of the claimed invention is to reduce the overall dimensions and reduce the total capacity of the buffer capacitors of the frequency converter.

Технический результат достигается тем, что по способу в упомянутом преобразователе выходное напряжение получают с помощью выходных инверторно-рекуперационных модулей, каждый из которых содержит первый и второй однофазные мосты и буферный конденсатор, причем цепи постоянного тока первого и второго однофазных мостов подсоединены параллельно к буферному конденсатору, цепь переменного тока второго однофазного моста соединена последовательно с цепями переменного тока вторых однофазных мостов других выходных инверторно-рекуперационных модулей таким образом, чтобы образовались три группы, соединенные в звезду, к выводам которой подключен выходной фильтр, распределение мощности между всеми инверторно-рекуперационными модулями осуществляют на высокой частоте через единый высокочастотный энергетический узел, для чего вводят входной фильтр, высокочастотные трансформаторы и входные инверторно-рекуперационные модули, каждый из последних содержит первый и второй однофазные мосты и буферный конденсатор, причем цепи постоянного тока первого и второго однофазных мостов подсоединяют параллельно к буферному конденсатору, цепь переменного тока второго однофазного моста соединяют последовательно с цепями переменного тока вторых однофазных мостов других входных инверторно-рекуперационных модулей таким образом, чтобы образовались три группы, соединенные в звезду, к выводам которой подключают входной фильтр, у всех и входных и выходных инверторно-рекуперационных модулей первые однофазные мосты выполняют высокочастотными и управляют ими, используя единый частотозадающий сигнал, а цепи переменного тока первых однофазных мостов соединяют между собой параллельно по переменному току через высоко-частотные трансформаторы так, чтобы образовался упомянутый единый высокочастотный энергетический узел, через который путем взаимного перетока мощности происходит автоматическое выравнивание напряжений на буферных конденсаторах всех и входных и выходных инверторно-рекуперационных модулей подобно сообщающимся сосудам с жидкостью.The technical result is achieved by the fact that according to the method in the said converter, the output voltage is obtained using the output inverter-recovery modules, each of which contains the first and second single-phase bridges and a buffer capacitor, and the DC circuits of the first and second single-phase bridges are connected in parallel to the buffer capacitor, the alternating current circuit of the second single-phase bridge is connected in series with the alternating current circuits of the second single-phase bridges of the other output inverter-recovery modules in such a way that three groups are formed, connected in a star, to the terminals of which an output filter is connected, the power distribution between all inverter-recovery modules is carried out at high frequency through a single high-frequency energy unit, for which an input filter, high-frequency transformers and input inverter-input are introduced recovery modules, each of the latter contains the first and second single-phase bridges and a buffer capacitor, and the DC circuits of the first and second single-phase bridges connected in parallel to the buffer capacitor, the alternating current circuit of the second single-phase bridge is connected in series with the alternating current circuits of the second single-phase bridges of the other input inverter-recovery modules so that three groups are connected in a star, to the terminals of which the input filter is connected, for all and input and output inverter-recovery modules, the first single-phase bridges are high-frequency and control them using a single frequency-setting signal, and AC circuits do not output single-phase bridges are connected to each other in parallel via alternating current through high-frequency transformers so that the aforementioned single high-frequency power unit is formed, through which, through mutual power flow, the voltage across the buffer capacitors of all input and output inverter-recovery modules is automatically aligned like communicating vessels with liquid.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг.1), на котором представлена структурная схема силовой части одного из возможных вариантов преобразователя частоты по заявляемому способу. Элементы управления, защиты и прочие элементы, не меняющие сущность изобретения, не показаны.The invention is illustrated in the drawing (Figure 1), which shows a structural diagram of the power part of one of the possible options for the frequency Converter according to the claimed method. Controls, protections and other elements that do not change the essence of the invention are not shown.

Преобразователь частоты состоит из: входных инверторно-рекуперационных модулей 1, каждый из которых состоит из первого высокочастотного однофазного моста 2, второго однофазного моста 3 и буферного конденсатора 4, выходных инверторно-рекуперационных модулей 5, каждый из которых состоит из первого высокочастотного однофазного моста 6, второго однофазного моста 7 и буферного конденсатора 8, высокочастотных трансформаторов 9 и 10, высокочастотной шины 11, входного 12 и выходного 13 фильтров.The frequency converter consists of: input inverter-recovery modules 1, each of which consists of a first high-frequency single-phase bridge 2, a second single-phase bridge 3 and a buffer capacitor 4, output invertor-recovery modules 5, each of which consists of a first high-frequency single-phase bridge 6, a second single-phase bridge 7 and a buffer capacitor 8, high-frequency transformers 9 and 10, high-frequency bus 11, input 12 and output 13 filters.

Работа двигателя осуществляется следующим образом. Мощность из сетевых фаз А,В,С через фильтр 12 поступает на вход звезды, образованной последовательно соединенными цепями переменного тока мостов 3 модулей 1. Многоуровневость такой системы позволяет получить коэффициент потребляемой из сети мощности близкий к единице.The engine is as follows. The power from the network phases A, B, C passes through the filter 12 to the input of a star formed by series-connected alternating current circuits of the bridges of 3 modules 1. The multilevelness of such a system allows one to obtain a coefficient of power consumed from the network close to unity.

В каждом из модулей 1 мощность поступает по цепи постоянного тока от моста 3 в мост 2. Конденсатор 4 подсоединен параллельно к упомянутой цепи постоянного тока. От цепей переменного тока мостов 2 мощность поступает на свои обмотки II трансформаторов 9, обмотки I которых подсоединены параллельно друг другу посредством шины 11. Через шину 11 проходит сумма всех мощностей, поступающих от трехфазной сети А, В, С.In each of the modules 1, power is supplied through the DC circuit from the bridge 3 to the bridge 2. The capacitor 4 is connected in parallel to the DC circuit. From the AC circuits of the bridges 2, the power is supplied to its windings II of the transformers 9, the windings of which I are connected in parallel to each other via the bus 11. Through the bus 11 passes the sum of all the powers coming from the three-phase network A, B, C.

Далее от шины 11 мощность распределяется между модулями 5 через трансформаторы 10, обмотки I которых подсоединены параллельно к шине 11, а обмотки II подсоединены к своим цепям переменного тока мостов 6. В каждом из модулей 5 мощность поступает по цепи постоянного тока от высокочастотного моста 6 в мост 7. Конденсатор 8 подсоединен параллельно к упомянутой цепи постоянного тока. Управление мостами 2 и 6 всех модулей 1 и 5 осуществляется с использованием единого частотозадающего сигнала.Further, from the bus 11, the power is distributed between the modules 5 through transformers 10, the windings of which I are connected in parallel to the bus 11, and the windings II are connected to their AC circuits of the bridges 6. In each of the modules 5, the power is supplied through the DC circuit from the high-frequency bridge 6 to bridge 7. A capacitor 8 is connected in parallel to said DC circuit. Bridges 2 and 6 of all modules 1 and 5 are controlled using a single frequency setting signal.

Цепи переменного тока мостов 7 образуют звезду, выводы которой подсоединены к фильтру 13, к выводам U, V, W которого подсоединен двигатель. Многоуровневость описанной системы обеспечивает низкий коэффициент искажения синусоидальности выходного напряжения.The AC circuits of the bridges 7 form a star, the terminals of which are connected to the filter 13, to the terminals U, V, W of which the engine is connected. The multilevelness of the described system provides a low distortion coefficient of the sinusoidality of the output voltage.

Вышеописанное соединение цепей переменного тока всех мостов 2 и 6 параллельно по переменному току через трансформаторы 9 и 10 к шине 11 позволяет сделать вывод о создании единого высокочастотного энергетического узла, через который проходит вся передаваемая между входом и выходом частотного преобразователя мощность. Наличие такого узла обеспечивает постоянное выравнивание напряжения на всех конденсаторах 4 и 8 за счет перетока энергии от конденсаторов с большим напряжением к конденсаторам с меньшим напряжением подобно сообщающимся сосудам с жидкостью. Это приводит к образованию из всех конденсаторов 4 и 8 единого энергетического буфера, эквивалентная емкость которого равна сумме емкостей всех буферных конденсаторов 4 и 8.The above connection of alternating current circuits of all bridges 2 and 6 in parallel with alternating current through transformers 9 and 10 to bus 11 allows us to conclude on the creation of a single high-frequency energy unit through which all the power transmitted between the input and output of the frequency converter passes. The presence of such a node provides a constant voltage equalization on all capacitors 4 and 8 due to the flow of energy from capacitors with a higher voltage to capacitors with a lower voltage like communicating vessels with liquid. This leads to the formation of a single energy buffer from all capacitors 4 and 8, the equivalent capacity of which is equal to the sum of the capacities of all buffer capacitors 4 and 8.

Известно, что при отсутствии перекоса и при постоянной нагрузке сумма мгновенных мощностей в трехфазной сети не зависит от времени. Поэтому, с учетом факта сложения в едином высокочастотном энергетическом узле всех поступающих и исходящих мощностей по всем входным А, В, С и выходным U, V, W фазам, а также с учетом вышеописанного образования единого энергетического буфера роль всех конденсаторов 4 и 8 сводится главным образом к обеспечению фильтрации высокочастотных составляющих в цепях постоянного тока модулей 1 и 5 и к обеспечению стабильности системы управления. Следовательно, суммарную емкость конденсаторов 4 и 8 можно выбирать значительно ниже суммарной емкости буферных конденсаторов прототипа.It is known that in the absence of skew and at constant load, the sum of instantaneous powers in a three-phase network does not depend on time. Therefore, taking into account the fact that all the incoming and outgoing powers in all the input A, B, C and output U, V, W phases are combined in a single high-frequency energy node, and also taking into account the above-described formation of a single energy buffer, the role of all capacitors 4 and 8 is reduced to the main way to ensure the filtering of high-frequency components in the DC circuits of modules 1 and 5 and to ensure stability of the control system. Therefore, the total capacitance of the capacitors 4 and 8 can be chosen significantly lower than the total capacity of the buffer capacitors of the prototype.

Работа в режиме рекуперации вследствие симметричности схемы происходит в порядке, обратном вышеописанному.Work in the recovery mode due to the symmetry of the circuit occurs in the reverse order of the above.

При использовании многообмоточных высокочастотных трансформаторов можно уменьшить их общее число и, соответственно, уменьшить число обмоток I при сохранении общего числа обмоток II. Крайний случай - один высокочастотный трансформатор: обмотки! отсутствуют, а роль единого высокочастотного энергетического узла играет единый мангитопровод. Однако, учитывая требования высоковольтности конструкции, можно утверждать, что недостатком применения многообмоточных трансформаторов является снижение магнитной связи между обмотками, что может вызвать проблемы в передаче мощности в высокочастотном диапазоне.When using multi-winding high-frequency transformers, it is possible to reduce their total number and, accordingly, reduce the number of windings I while maintaining the total number of windings II. An extreme case is one high-frequency transformer: windings! are absent, and the role of a single high-frequency energy unit is played by a single man-git conduit. However, given the requirements of the high-voltage design, it can be argued that the disadvantage of using multi-winding transformers is a decrease in the magnetic coupling between the windings, which can cause problems in the transmission of power in the high-frequency range.

Оценки массогабаритных показателей высокочастотных трансформаторов при работе на частоте 33 кГц для средней мощности 3600 кВА (6,6 кВ) дают общую массу не более 600 кг - против массы низкочастотного трансформатора [3] около 12000 кг - и соответствующее снижение габаритов.Estimates of the overall dimensions of high-frequency transformers when operating at a frequency of 33 kHz for an average power of 3600 kVA (6.6 kV) give a total mass of not more than 600 kg — against a mass of a low-frequency transformer [3] of about 12000 kg — and a corresponding reduction in size.

Необходимо отметить, что:It should be noted that:

- вследствие значительного снижения суммарной буферной емкости в преобразователе частоты уменьшается число элементов с пониженной надежностью и высокой ценой;- due to a significant decrease in the total buffer capacity in the frequency converter, the number of elements with reduced reliability and high price is reduced;

- для преобразователя частоты прототипа выход из строя трансформатора приводит к выходу из строя всего преобразователя. Для преобразователя частоты по заявляемому способу по схеме «один высокочастотный преобразователь - один высокочастотный трансформатор» (Фиг.1) возможно включение каждого высокочастотного трансформатора конструктивно в состав своего инверторно-рекуперационного модуля, который будет байпасироваться при выходе из строя какого-либо элемента для безостановочной работы преобразователя частоты в целом.- for the prototype frequency converter, the failure of the transformer leads to the failure of the entire converter. For the frequency Converter according to the claimed method according to the scheme "one high-frequency converter - one high-frequency transformer" (Figure 1) it is possible to include each high-frequency transformer structurally in the composition of its inverter-recovery module, which will be bypassed in case of failure of any element for non-stop operation frequency converter as a whole.

Источники информацииInformation sources

1. Донской Н.В. и др. Многоуровневые автономные инверторы. - Силовая электроника (www.power-e.ru), 2008 г, №1, с.43-46.1. Donskoy N.V. and others. Multilevel autonomous inverters. - Power Electronics (www.power-e.ru), 2008, No. 1, p. 43-46.

2. Патент РФ №2303851 С1, действие с 03.11.2005, опубл. 27.07.2007. Стригулин А.П. Статический многоуровневый преобразователь частоты для питания асинхронных и синхронных электродвигателей.2. RF patent №2303851 C1, valid from 03.11.2005, publ. 07/27/2007. Strigulin A.P. Static multilevel frequency converter for supplying asynchronous and synchronous electric motors.

3. Лазарев Г.Б. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение различных систем. - Новости электротехники 2005, №2, с.23.3. Lazarev G. B. High voltage converters for variable frequency drive. The construction of various systems. - News of Electrical Engineering 2005, No. 2, p.23.

Claims (1)

Способ распределения мощности в многоуровневом преобразователе частоты для питания синхронных и асинхронных двигателей, при котором выходное напряжение получают с помощью выходных инверторно-рекуперационных модулей, каждый из которых содержит первый и второй однофазные мосты и буферный конденсатор, причем цепи постоянного тока первого и второго однофазных мостов подсоединены параллельно к буферному конденсатору, цепь переменного тока второго однофазного моста соединена последовательно с цепями переменного тока вторых однофазных мостов других выходных инверторно-рекуперационных модулей таким образом, чтобы образовались три группы, соединенные в звезду, к выводам которой подключен выходной фильтр, отличающийся тем, что распределение мощности между всеми инверторно-рекуперационными модулями осуществляют на высокой частоте через единый высокочастотный энергетический узел, для чего вводят входной фильтр, высокочастотные трансформаторы и входные инверторно-рекуперационные модули, каждый из последних содержит первый и второй однофазные мосты и буферный конденсатор, причем цепи постоянного тока первого и второго однофазных мостов подсоединяют параллельно к буферному конденсатору, цепь переменного тока второго однофазного моста соединяют последовательно с цепями переменного тока вторых однофазных мостов других входных инверторно-рекуперационных модулей таким образом, чтобы образовались три группы, соединенные в звезду, к выводам которой подключают входной фильтр, у всех и входных и выходных инверторно-рекуперационных модулей первые однофазные мосты выполняют высокочастотными и управляют ими, используя единый частотозадающий сигнал, а цепи переменного тока первых однофазных мостов соединяют между собой параллельно по переменному току через высокочастотные трансформаторы так, чтобы образовался упомянутый единый высокочастотный энергетический узел, через который путем взаимного перетока мощности происходит автоматическое выравнивание напряжений на буферных конденсаторах всех и входных и выходных инверторно-рекуперационных модулей подобно сообщающимся сосудам с жидкостью. A method of power distribution in a multi-level frequency converter for supplying synchronous and asynchronous motors, in which the output voltage is obtained using the output inverter-recovery modules, each of which contains the first and second single-phase bridges and a buffer capacitor, and the DC circuits of the first and second single-phase bridges are connected parallel to the buffer capacitor, the alternating current circuit of the second single-phase bridge is connected in series with the alternating current circuits of the second single-phase bridges of other output inverter-recovery modules in such a way that three groups are connected in a star, to the terminals of which an output filter is connected, characterized in that the power distribution between all inverter-recovery modules is carried out at high frequency through a single high-frequency energy unit, for which introducing an input filter, high-frequency transformers and input inverter-recovery modules, each of the latter contains the first and second single-phase bridges and buffer condens a torus, and the DC circuits of the first and second single-phase bridges are connected in parallel to the buffer capacitor, the AC circuit of the second single-phase bridge is connected in series with the AC circuits of the second single-phase bridges of the other input inverter-recovery modules so that three groups are connected in a star, to the terminals of which an input filter is connected, for all input and output inverter-recovery modules, the first single-phase bridges are high-frequency and control using a single frequency-setting signal, and the alternating current circuits of the first single-phase bridges are connected to each other in parallel through alternating current through high-frequency transformers so that the aforementioned single high-frequency energy unit is formed, through which the voltage across the buffer capacitors of all and input automatically equalizes and output inverter-recovery modules like communicating vessels with liquid.
RU2012104858/07A 2012-02-10 2012-02-10 Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors RU2489791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104858/07A RU2489791C1 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104858/07A RU2489791C1 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2489791C1 true RU2489791C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=49159620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104858/07A RU2489791C1 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489791C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554856C1 (en) * 2014-03-06 2015-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" Multilevel power converter supplying synchronous and asynchronous motors from high dc voltage source
RU2670195C2 (en) * 2015-12-07 2018-10-19 Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт Converter, electric multiphase system and method of their implementation
RU2750955C1 (en) * 2020-07-08 2021-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "Трансконвертер" Converter of own needs

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050088861A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 Baumgart Gary E. Harmonic neutralized frequency changer
US6900998B2 (en) * 2002-05-31 2005-05-31 Midwest Research Institute Variable-speed wind power system with improved energy capture via multilevel conversion
EP1705579A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-27 F.Hoffmann-La Roche Ag Method for processing a set of spectra, particularly NMR spectra
RU2303851C1 (en) * 2005-11-03 2007-07-27 Аркадий Петрович Стригулин Multilevel static frequency converter for feeding induction and synchronous motors
WO2010115471A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Abb Technology Ag An arrangement for exchanging power
JP2011078213A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Tokyo Institute Of Technology Motor starting method
RU105091U1 (en) * 2011-01-12 2011-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900998B2 (en) * 2002-05-31 2005-05-31 Midwest Research Institute Variable-speed wind power system with improved energy capture via multilevel conversion
US20050088861A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 Baumgart Gary E. Harmonic neutralized frequency changer
EP1705579A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-27 F.Hoffmann-La Roche Ag Method for processing a set of spectra, particularly NMR spectra
RU2303851C1 (en) * 2005-11-03 2007-07-27 Аркадий Петрович Стригулин Multilevel static frequency converter for feeding induction and synchronous motors
WO2010115471A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Abb Technology Ag An arrangement for exchanging power
JP2011078213A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Tokyo Institute Of Technology Motor starting method
RU105091U1 (en) * 2011-01-12 2011-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554856C1 (en) * 2014-03-06 2015-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" Multilevel power converter supplying synchronous and asynchronous motors from high dc voltage source
WO2015133929A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-11 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" Multi-level electricity converter for powering synchronous and asynchronous circuits
RU2670195C2 (en) * 2015-12-07 2018-10-19 Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт Converter, electric multiphase system and method of their implementation
RU2750955C1 (en) * 2020-07-08 2021-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "Трансконвертер" Converter of own needs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10811988B2 (en) Power management utilizing synchronous common coupling
US10608545B2 (en) Power management utilizing synchronous common coupling
EP3387745B1 (en) System and method for integrating energy storage into modular power converter
CN104078992B (en) A kind of tank voltage balancing electric power electrical power transformation system and its control method
JP5836412B2 (en) Power converter
JP6472799B2 (en) Inverter including a switch between a midpoint of a DC intermediate circuit and a neutral conductor terminal of an AC grid and method of operating the inverter
WO2010116806A1 (en) Power conversion device
CN104685771A (en) Power conversion device
CN103444066A (en) M2LC system coupled to a rectifier system
CA2622089A1 (en) Apparatus for electrical power transmission
WO2013137749A1 (en) Electrical systems with inductive power transfer-based energy balancing
US20140254223A1 (en) Method and system for a high speed soft-switching resonant converter
CN103312187A (en) Current transformer system
CN102428635B (en) The method of discharging for the filtering capacitor of the output to DC-to-AC converter and DC-to-AC converter
CN103326393A (en) Redundant power supply of H-bridge cascading converter
CN104218805A (en) Unipolar-bipolar convertible direct-current converter
CN107910872A (en) A kind of dynamic electric voltage recovery device compound circuit and control method based on solid-state transformer
CN105247777A (en) Power electronic converter
CN102904420A (en) Multi-port current transformer
CN204258322U (en) A kind of tank voltage balancing electric power electrical power transformation system
KR101297080B1 (en) Half bridges multi-module converter using series compensation
RU2489791C1 (en) Method of distributing power in multilevel frequency converter for powering synchronous and asynchronous motors
KR101030632B1 (en) power converter and power conversion system using high frequency transformer
WO2018091065A1 (en) A modular multilevel converter for use in a high voltage traction system
RU2554856C1 (en) Multilevel power converter supplying synchronous and asynchronous motors from high dc voltage source

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200116