RU2494437C1 - Device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants - Google Patents
Device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494437C1 RU2494437C1 RU2012128406/08A RU2012128406A RU2494437C1 RU 2494437 C1 RU2494437 C1 RU 2494437C1 RU 2012128406/08 A RU2012128406/08 A RU 2012128406/08A RU 2012128406 A RU2012128406 A RU 2012128406A RU 2494437 C1 RU2494437 C1 RU 2494437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- control system
- output
- phase inverter
- phase
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к управлению автономными инверторами, включенными параллельно на общую нагрузку.The invention relates to power converting equipment, namely, to control autonomous inverters connected in parallel to a common load.
Известное устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов (а.с №640393, 1978 г.) содержит блок логики, ключи, делитель напряжения, интеграторы, нуль-орган и блоки формирования и усиления импульсов. Недостатками устройства являются низкая надежность и сложность системы управления.The known device for ensuring parallel operation of autonomous inverters (AS No. 640393, 1978) contains a logic unit, keys, a voltage divider, integrators, a zero-organ and pulse generating and amplification units. The disadvantages of the device are the low reliability and complexity of the control system.
Наиболее близким по техническому решению является устройство основанное на способе геометрического суммирования выходных напряжений инверторов содержащее инверторы и однофазные трансформатора, вторичные обмотки которых соединены последовательно на общую нагрузку (Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. - М.: Энергоатомиздат, 1992, с.161, рис.3.27,а).The closest in technical solution is a device based on a method of geometrically summing the output voltages of inverters containing inverters and single-phase transformers, the secondary windings of which are connected in series to a common load (Rozanov Yu.K. Fundamentals of Power Electronics. - M .: Energoatomizdat, 1992, p. 161) , Fig. 3.27, a).
Недостатком устройства является работа на однофазную нагрузку и низкое быстродействие системы управления.The disadvantage of this device is the work on a single-phase load and low speed control system.
Техническим результатом поставленной задачи является обеспечение параллельной работы однофазных инверторов на трехфазную нагрузку и повышение быстродействия системы управления.The technical result of the task is to ensure parallel operation of single-phase inverters for three-phase load and increase the speed of the control system.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций содержащем инверторы и однофазные трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены последовательно на общую нагрузку согласно изобретению в качестве трансформатора использован трансформатор с вращающимся магнитным полем, с двумя первичными обмотками каждая из которых имеет среднюю точку и три вторичные обмотки сдвинутые друг относительно друга на 120° и соединенные по схеме «звезда» выводы которых являются выводами устройства для подключения трехфазной нагрузки, при этом к каждой из первичных обмоток подключены однофазные автономные инверторы напряжения, причем первый входной зажим первого однофазного инвертора соединен с эмиттер-коллекторными переходами транзисторов, а эмиттеры соединены с началом и концом соответственно первой первичной обмотки, второй входной зажим первого однофазного инвертора подключен к средней точке первой первичной обмотки, параллельно ко входным зажимам первого однофазного инвертора подключен первый входной конденсатор, первый входной зажим второго однофазного инвертора соединен с эмиттер-коллекторными переходами транзисторов, а эмиттеры соединены с началом и концом соответственно второй первичной обмотки, второй входной зажим второго однофазного инвертора подключен к средней точке второй первичной обмотки, параллельно входным зажимам второго однофазного инвертора подключен второй входной конденсатор, первая и вторая системы управления содержат генератор пилообразного напряжения, датчик напряжения, формирователь импульсов, сумматор сигналов и распределитель импульсов причем, выход генератора пилообразного напряжения первой системы управления подключен к первому входу формирователя импульсов первой системы управления, на второй вход которой подключен выход сумматора сигналов первой системы управления, на первый вход сумматора сигналов подключен выход датчика напряжения первой системы управления, вход которого подключен ко входным зажимам первого однофазного инвертора, выход формирователя импульсов первой системы управления через распределитель импульсов первой системы управления подключен к управляющим электродам первого и второго транзисторов первого однофазного инвертора, выход генератора пилообразного напряжения второй системы управления подключен к первому входу формирователя импульсов второй системы управления, на второй вход которой подключен выход сумматора сигналов второй системы управления, на первый вход сумматора сигналов второй системы управления подключен выход датчика напряжения второй системы управления, вход которого подключен ко входным зажимам второго однофазного инвертора, выход формирователя импульсов второй системы управления через распределитель импульсов второй системы управления подключен к управляющим электродам первого и второго транзисторов второго однофазного инвертора, к выходам вторичных обмоток подключен вход трансформаторно-выпрямительного блока, первый выход которого подключен ко второму входу сумматора сигналов первой системы управления, а второй выход трансформаторно-выпрямительного блока подключен ко второму входу сумматора сигналов второй системы управления, первый выход источника управляющих сигналов подключен ко входу генератора пилообразного напряжения первой системы управления, второй выход источника управляющих сигналов подключен на вход генератора пилообразного напряжения второй системы управления.This object is achieved in that in a device for ensuring parallel operation of autonomous inverters of solar power plants containing inverters and single-phase transformers, the secondary windings of which are connected in series to a common load according to the invention, a transformer with a rotating magnetic field is used as a transformer, with two primary windings each of which has the middle point and three secondary windings shifted relative to each other by 120 ° and connected according to the "star" circuit leads to They are the outputs of the device for connecting a three-phase load, with each of the primary windings connected to single-phase autonomous voltage inverters, the first input terminal of the first single-phase inverter connected to the emitter-collector junctions of the transistors, and the emitters connected to the beginning and end of the first primary winding, second the input terminal of the first single-phase inverter is connected to the midpoint of the first primary winding, in parallel with the input terminals of the first single-phase inverter n the first input capacitor, the first input terminal of the second single-phase inverter is connected to the emitter-collector junctions of the transistors, and the emitters are connected to the beginning and end of the second primary winding, the second input terminal of the second single-phase inverter is connected to the midpoint of the second primary winding, parallel to the input terminals of the second single-phase the inverter is connected to a second input capacitor, the first and second control systems contain a sawtooth voltage generator, a voltage sensor, a driver of pulses, an adder of signals and a pulse distributor; moreover, the output of the sawtooth voltage generator of the first control system is connected to the first input of the pulse former of the first control system, to the second input of which the output of the signal adder of the first control system is connected, the output of the voltage sensor of the first control system is connected to the first input of the signal adder , the input of which is connected to the input terminals of the first single-phase inverter, the output of the pulse shaper of the first control system through distributors the pulse train of the first control system is connected to the control electrodes of the first and second transistors of the first single-phase inverter, the output of the sawtooth voltage generator of the second control system is connected to the first input of the pulse former of the second control system, to the second input of which the output of the signal adder of the second control system is connected, to the first input of the adder the signals of the second control system is connected to the output of the voltage sensor of the second control system, the input of which is connected to the input terminals of a single-phase inverter, the output of the pulse generator of the second control system through the pulse distributor of the second control system is connected to the control electrodes of the first and second transistors of the second single-phase inverter, the input of the transformer-rectifier block is connected to the outputs of the secondary windings, the first output of which is connected to the second input of the signal adder of the first system control, and the second output of the transformer-rectifier unit is connected to the second input of the adder of the signals of the second system of control, the first output of the control signal source is connected to the input of the sawtooth voltage generator of the first control system, the second output of the control signal source is connected to the input of the sawtooth voltage generator of the second control system.
Новизна предложенного технического решения заключается в том, что в устройстве использован трансформатор с вращающимся магнитным полем содержащий две первичные обмотки каждая из которых имеет средние точки и три вторичные обмотки сдвинутые друг относительно друга на угол 120°, а так же системы управления осуществляющие контроль уровня напряжения на входах инверторов и выходе устройства.The novelty of the proposed technical solution lies in the fact that the device uses a transformer with a rotating magnetic field containing two primary windings, each of which has midpoints and three secondary windings shifted relative to each other by an angle of 120 °, as well as control systems that control the voltage level at inverter inputs and device output.
По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.According to the scientific, technical and patent literature, the authors are not aware of the claimed combination of features aimed at achieving the task, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the level of the invention.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена функциональная схема устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций; на фиг.2 - диаграммы напряжений поясняющие принцип работы устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций; фиг.3 - схема размещения обмоток трансформатора с вращающимся магнитным полем в пазах его тороидальной частиThe invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a functional diagram of a device for ensuring parallel operation of autonomous inverters of solar power plants; figure 2 - voltage diagrams explaining the principle of operation of the device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants; figure 3 - layout of the transformer windings with a rotating magnetic field in the grooves of its toroidal part
Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций состоит из: трансформатора 1, который содержит две первичные обмотки 2 и 3, с выводами 4, 5, 6 и 7, 8, 9 соответственно, размещенные на тороидальной части трансформатора 1 и сдвинутые в пространстве друг относительно друга под углом 90°, три вторичные обмотки 10, 11, 12 трансформатора 1 размещены под углом 120° и соединены по схеме «звезда» (фиг.3), а их выходы являются выводами устройства для подключения трехфазной нагрузки А, В, С. Выводы 4, 5, 6 и 7, 8, 9 так же являются выходами первого 13 и второго 14 однофазного автономного инвертора соответственно, входы 15 и 16 однофазного автономного инвертора 13, а так же входы 17 и 18 второго однофазного автономного инвертора 14 служат для подключения к фотоэлементам солнечных электростанций, являющихся источниками напряжения постоянного тока. Параллельно входам 15, 16 и 17, 18 автономных инверторов 13 и 14 подключены входные конденсаторы 19 и 20 соответственно. Начало 4 и конец 6 первой первичной обмотки 2 через эмиттер-коллекторные переходы транзисторов 21 и 22 подключены к положительной клемме 15 первого источника напряжения постоянного тока, начало 7 и конец 9 второй первичной обмотки 3 через эмиттер-коллекторные переходы транзисторов 23 и 24 подключены к положительной клемме 17 второго источника напряжения постоянного тока. Первая система управления 25 содержит генератор пилообразного напряжения 26, формирователь импульсов 27, датчик напряжения 28, распределитель импульсов 29, сумматор сигналов 30, причем выход генератора пилообразного напряжения 26 подключен к первому входу формирователя импульсов 27, на второй вход которой подключен выход сумматора сигналов 30, на первый вход сумматора сигналов 30 подключен датчик напряжения 28, вход датчика напряжения 28 подключен к входным зажимам 15 и 16 однофазного инвертора 13, выход формирователя импульсов 27 через распределитель импульсов 29 подключен к управляющим электродам первого 21 и второго 22 транзисторов однофазного инвертора 13. Вторая система управления 31 содержит генератор пилообразного напряжения 32, формирователь импульсов 33, датчик напряжения 34, распределитель импульсов 35, сумматор сигналов 36, причем выход генератора пилообразного напряжения 32 подключен к первому входу формирователя импульсов 33, на второй вход которой подключен выход сумматора сигналов 36, на первый вход сумматора сигналов 36 подключен выход датчика напряжения 34, вход датчика напряжения 34 подключен к входным зажимам 17 и 18 однофазного инвертора 14, выход формирователя импульсов 33 через распределитель импульсов 35 подключен к управляющим электродам первого 23 и второго 24 транзисторов однофазного инвертора 14. Ко входу генератора пилообразного напряжения 26 подключен первый выход источник управляющих сигналов 37, второй выход которого подключен ко входу генератора пилообразного напряжения 32. Вход трансформаторно-выпрямительного блока 38 подключен к выходам устройства А, В, С, а первый его выход ко второму входу сумматора сигналов 30, второй выход трансформаторно-выпрямительного блока 38 подключен ко второму входу сумматора сигналов 36.A device for ensuring parallel operation of autonomous inverters of solar power plants consists of: a transformer 1, which contains two
Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций работает следующим образом. Напряжение постоянного тока от источников напряжения постоянного тока подается к входным зажимам 15, 16 и 17, 18 автономных инверторов 13 и 14. При попеременной работе транзисторов 21 и 22, 23 и 24 в первичных обмотках 2 и 3 протекает пульсирующий ток который наводит переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2 в магнитопроводе трансформатора 1 (фиг.2д, е) которые образом круговое вращающееся магнитное поле с суммарным магнитным потоком ФΣ1 (фиг.2, ж) действие которого наводит трехфазную систему ЭДС на выходах устройства А, В, С. При дестабилизирующих факторах на входных зажимах 15, 16 и 17, 18, а так же выходах А, В, С системы управления 25 и 31 обеспечивают стабилизацию выходного напряжения.A device for providing parallel operation of autonomous inverters of solar power plants works as follows. The DC voltage from the DC voltage sources is supplied to the input terminals 15, 16 and 17, 18 of the autonomous inverters 13 and 14. When the transistors 21 and 22, 23 and 24 are alternately operated, a pulsating current flows in the
Источник управляющих сигналов 37 задает начальный угол кривой генератора пилообразного напряжения 26 α1=0, и для генератора пилообразного напряжения 32 α1=π/2.The source of control signals 37 sets the initial angle of the curve of the sawtooth generator 26 α 1 = 0, and for the sawtooth generator 32 α 1 = π / 2.
Система управления 25 работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения 26 генерирует опорный сигнал uГПН1 (фиг.2, а), который поступает на первый вход формирователя импульсов 27. Сумматор сигналов 30 формирует сигнал uСС1=(uДН1+uТВБ)/2, который поступает на второй вход формирователя импульсов 27, при сравнении двух сигналов uСС1 и uГПН1, в случае когда uГПН1>uСС1 формируется управляющий сигнал uФИ1 (фиг.2, б), который через распределитель импульсов 29 поступает на управляющие электроды транзистора 21 или 22 (фиг.2, в, г). Аналогично системе управления 25 работает система управления 31 на выводах распределителя импульсов 35 формируются импульсы управления транзисторов 23 и 24.The control system 25 operates as follows. The sawtooth generator 26 generates a reference signal u GPN1 (Fig. 2, a), which is fed to the first input of the pulse shaper 27. The adder 30 signals a signal u CC1 = (u ДН1 + u TBB ) / 2, which is fed to the second input of the shaper pulses 27, when comparing two signals u CC1 and u GPN1 , in the case when u GPN1 > u CC1 , a control signal u PHI1 is generated (Fig. 2, b), which through the pulse distributor 29 enters the control electrodes of transistor 21 or 22 (Fig. 2, c, d). Similarly to the control system 25, the control system 31 operates at the terminals of the pulse distributor 35, control pulses of the transistors 23 and 24 are formed.
При уменьшении уровня напряжения на выходах устройства А, В, С уменьшается напряжение uCC и как следствие величина сигнала иСC систем управления 25 и 31 (фиг.2з) тем самым увеличивая время открытого состояния транзисторов однофазных автономных инверторов 13 и 14, что увеличивает величину суммарного магнитного потока от ФΣ2 до Ф′Σ2 (фиг.2, к) и соответственно напряжение на выходах устройства А, В, С.When the voltage level at the outputs of the device A, B, C decreases, the voltage u CC decreases and, as a result, the signal and CC of the control systems 25 and 31 (FIG. 2z) thereby increasing the open time of transistors of single-phase autonomous inverters 13 and 14, which increases the value the total magnetic flux from Ф Σ2 to Ф ′ Σ2 (Fig.2, k) and, accordingly, the voltage at the outputs of the device A, B, C.
При уменьшении уровня входного напряжения одного из однофазных автономных инверторов 13 или 14, уменьшается уровень напряжений цДН1 или uДН2 и, как следствие, величина сигнала иСС1 или цСС2 (фиг.2 л, показано для системы управления 25) тем самым увеличивая время открытого состояния транзисторов однофазного автономного инвертора 13 или 14 соответственно, что увеличивает величину магнитного потока от Ф1 до Ф′1 (фиг.2, н, показано для системы управления 25), тем самым стабилизируя величину суммарного магнитного потока ФΣ. При этом другая система управления работает без изменений.When reducing the input voltage level of one of the single-phase inverters autonomous 13 or 14, reduced stress level q u DN1 or DN2 and as a consequence, the signal value CC1 and CC2 or n (
Использование трансформатора с вращающимся магнитным полем, содержащего две первичные и три вторичные обмотки, двух систем управления автономными инверторами обеспечивающих контроль напряжения на их входах и выходах устройства А, В, С, выгодно отличает предложенное устройство от известных обеспечивая параллельную работу однофазных автономных инверторов на трехфазную нагрузку и повышение быстродействие системы управления по стабилизации напряжения.The use of a transformer with a rotating magnetic field, containing two primary and three secondary windings, two control systems for autonomous inverters providing voltage control at their inputs and outputs of devices A, B, C, distinguishes the proposed device from the known ones by providing parallel operation of single-phase autonomous inverters for three-phase load and improving the performance of the voltage stabilization control system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012128406/08A RU2494437C1 (en) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012128406/08A RU2494437C1 (en) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494437C1 true RU2494437C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012128406/08A RU2494437C1 (en) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494437C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2191462C2 (en) * | 2000-06-08 | 2002-10-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method and device for voltage conversion |
RU2255406C2 (en) * | 2003-02-21 | 2005-06-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Method and device for electrical energy transmission |
US7518886B1 (en) * | 2005-02-18 | 2009-04-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Multiphase soft switched DC/DC converter and active control technique for fuel cell ripple current elimination |
RU2392654C2 (en) * | 2008-09-02 | 2010-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский военный институт ракетных войск имени Главного маршала артиллерии М.И. Неделина". Министерство обороны Российской Федерации | Device for automatic control over bridge thyristor rectifier |
US20100295383A1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Coolearth Solar | Architecture for power plant comprising clusters of power-generation devices |
-
2012
- 2012-07-05 RU RU2012128406/08A patent/RU2494437C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2191462C2 (en) * | 2000-06-08 | 2002-10-20 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Method and device for voltage conversion |
RU2255406C2 (en) * | 2003-02-21 | 2005-06-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Method and device for electrical energy transmission |
US7518886B1 (en) * | 2005-02-18 | 2009-04-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Multiphase soft switched DC/DC converter and active control technique for fuel cell ripple current elimination |
RU2392654C2 (en) * | 2008-09-02 | 2010-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский военный институт ракетных войск имени Главного маршала артиллерии М.И. Неделина". Министерство обороны Российской Федерации | Device for automatic control over bridge thyristor rectifier |
US20100295383A1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Coolearth Solar | Architecture for power plant comprising clusters of power-generation devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2014101396A (en) | DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING CIRCULATING CURRENT IN INVERTER SYSTEM | |
US9654036B2 (en) | Power conversion device and power conversion method | |
US9595887B2 (en) | Three-phase power conversion device | |
US8934274B2 (en) | Power conversion apparatus | |
RU2016103761A (en) | ENGINE CONTROLLER | |
KR20140074812A (en) | Parallel operation power supply apparatus | |
US10193485B2 (en) | Method and apparatus for control of switched reluctance motors | |
RU2426216C1 (en) | Three-phase inverter | |
RU2494437C1 (en) | Device to ensure parallel operation of autonomous inverters of solar power plants | |
FR3060906B1 (en) | CONTINUOUS-ALTERNATIVE CONVERTER | |
RU2349019C1 (en) | Three-phase frequency transformer with natural commutation | |
RU2444832C2 (en) | Dc voltage stabilisation device | |
RU2013137299A (en) | STATIC CONVERTER | |
RU2489792C1 (en) | Three-phase inverter | |
RU2420855C1 (en) | Dc voltage converter on reversible rectifier | |
RU2414802C1 (en) | Direct current voltage converter with intermediate link of overfrequency | |
RU2366071C1 (en) | Device for stabilising frequency and voltage of stand-alone non-contact type generators | |
RU2444111C1 (en) | Single-phase voltage inverter (versions) | |
RU2412459C1 (en) | Device for providing parallel operation of inverters | |
RU2488938C1 (en) | Dc voltage to three-phase ac voltage converter on reversible rectifier | |
RU2417509C1 (en) | Frequency converter | |
RU2438225C1 (en) | Self-excited voltage inverter (versions) | |
RU2658312C1 (en) | Method of building control system of three-phase bridge rectifier and three-phase voltage regulator and device for its implementation | |
RU2592255C1 (en) | Controlled shunting reactor | |
RU98650U1 (en) | AUTONOMOUS VOLTAGE INVERTER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140706 |