RU2643165C2 - Электронный трансформатор - Google Patents
Электронный трансформатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643165C2 RU2643165C2 RU2016128119A RU2016128119A RU2643165C2 RU 2643165 C2 RU2643165 C2 RU 2643165C2 RU 2016128119 A RU2016128119 A RU 2016128119A RU 2016128119 A RU2016128119 A RU 2016128119A RU 2643165 C2 RU2643165 C2 RU 2643165C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- stage
- transformer
- electronic transformer
- filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
- H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение «Электронный трансформатор» относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано для непосредственного преобразования по величине трехфазного переменного напряжения в переменное. Такие преобразователи могут быть использованы в системах генерирования переменного напряжения. Электронный трансформатор, содержащий первую сеть переменного напряжения, первый LC-фильтр, первый реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах (первая ступень трансформатора), второй реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах (вторая ступень трансформатора), второй LC-фильтр, вторую сеть переменного напряжения, отличающийся тем, что первый и второй реверсивные преобразователи выполнены на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью и включены своими зажимами постоянного тока параллельно, и между этими объединенными зажимами включен накопительный реактор. Предлагаемое изобретение позволяет повысить коэффициент преобразования по напряжению, так как теперь обе ступени электронного трансформатора обеспечивают повышение выходного напряжения электронного трансформатора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано в качестве электронного трансформатора с плавным изменением коэффициента трансформации в смарт-сетях при преобразовании переменного напряжения в переменное - по величине и частоте. Такие преобразователи могут быть использованы в системах генерирования переменного тока, когда не требуется гальваническая изоляция двух сетей переменного напряжения.
Известен электронный трансформатор, в качестве которого можно использовать преобразователь (Р.Т. Шрейнер. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург. 2000 г., с. 284). Он содержит две ступени преобразования: первая - активный выпрямитель напряжения (первая ступень трансформатора) и инвертор напряжения (вторая ступень трансформатора), между которыми включен накопительный конденсатор, одновременно выполняющий и фильтрацию выпрямленного напряжения. Вторая ступень представляет собой инвертор напряжения и формирует на нагрузке переменное регулируемое напряжение по частоте и по величине, причем по величине, регулируемое только в сторону уменьшения.
Такой электронный трансформатор позволяет регулировать величину выходного напряжения как ниже, так и выше величины входного напряжения. Регулирование в сторону увеличения возможно здесь только за счет одной ступени, а именно первой - активного выпрямителя напряжения.
Повышение напряжения на нагрузке происходит за счет первой ступени преобразователя путем накопления напряжения на фильтровом конденсаторе. Во второй ступени регулирование напряжения возможно только в сторону уменьшения. Таким образом, данный электронный трансформатор имеет низкий коэффициент преобразования напряжения.
Известен также электронный трансформатор, в качестве которого можно использовать преобразователь, являющийся прототипом Hombu А., Nakazato М. Current Source Inverters with Sinusoidal Inpunts and Outputs // Hitachi Review. 1987. Vol. 36, N 1. P. 29-34). Он содержит также две ступени преобразования, активный выпрямитель тока и инвертор тока, выполненные на полностью управляемых ключах, между которыми последовательно включен сглаживающий реактор.
Такой электронный трансформатор позволяет, помимо регулирования частоты выходного напряжения, регулировать величину выходного напряжения как ниже, так и выше величины входного напряжения. Регулирование в сторону увеличения возможно здесь только за счет одной ступени, а именно второй. Поэтому такой электронный трансформатор имеет низкий коэффициент повышения напряжения.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является повышение коэффициента преобразования напряжения.
Это достигается тем, что электронный трансформатор, содержащий первую сеть переменного напряжения, первый LC-фильтр, первый реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах (первая ступень трансформатора), второй реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах (вторая ступень трансформатора), второй LC-фильтр, вторую сеть переменного напряжения, первый и второй реверсивные преобразователи выполнены на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью и включены своими зажимами постоянного тока параллельно, и между этими объединенными зажимами включен накопительный реактор.
На Фиг. 1 предоставлена схема предлагаемого электронного трансформатора, рассматриваемого на примере трансформатора, преобразующего трехфазное входное напряжения в трехфазное выходное напряжение, а на Фиг. 2 - диаграммы его работы.
Предлагаемый электронный трансформатор (Фиг. 1) содержит первую сеть ПС 1; первый LC-фильтр Ф1 2, включенный после питающей сети, далее первый реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах РП1 3 (первая ступень трансформатора), накопительный реактор HP 4, включенный на выходе первой ступени, (второй реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах РП2) 5 (вторая ступень трансформатора), подключенный к выходу первой ступени, второй LC-фильтр Ф2 6, включенный между выходом второй ступени электронного трансформатора и второй сетью ВС 7.
На Фиг. 2 показаны эпюры напряжений в предлагаемой схеме электронного трансформатора. На Фиг. 2а) показаны: uвх - напряжение первой сети 1 и uвых - напряжение на выходе электронного трансформатора. На Фиг. 2б): i4 - ток в накопительном реакторе 4. На Фиг. 2 в): uвх - напряжение первой сети 1, iпс - ток первой сети 1 и iрп1 - входной ток первого реверсивного преобразователя.
Принцип работы предлагаемого электронного трансформатора заключается в следующем. Управление первой и второй ступенями электронного трансформатора осуществляется с применением широтно-импульсной модуляции. Тактовый интервал широтно-импульсной модуляции разбивается на два подынтервала. На первом подынтервале работает первая ступень электронного трансформатора. Выходное напряжение первой ступени формируется в подынтервале из импульса напряжения. Во время действия импульса напряжения в подключенном к выходу первой ступени накопительном реакторе запасается электромагнитная энергия, при этом ключи второго инвертора тока выключены. На время второго подынтервала импульсы управления ключами первой ступени снимаются и начинают работать ключи второй ступени, формируя напряжение во второй сети. В качестве источника тока для нее выступает накопительный реактор 4, который теперь отключен от первой сети ключами первой ступени электронного трансформатора. При этом запасенная энергия в реакторе, величину которой можно регулировать, передается через ключи второй ступени электронного трансформатора к конденсаторам второго фильтра, повышая на них напряжение.
Это стало возможным благодаря тому, что первый и второй реверсивные преобразователи выполнены на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью и включены своими зажимами постоянного тока параллельно, и между этими объединенными зажимами включен накопительный реактор.
Таким образом, обеспечено повышение коэффициента преобразования по напряжению больше, чем в прототипе, за счет того, что при зарядке конденсатора второго фильтра используются два фактора: регулируемый ток накопительного реактора 4 и сам принцип формирования напряжения второй ступени (перемещение рабочей точки по внешней круто возрастающей характеристики реверсивного инвертора тока.
Claims (1)
- Электронный трансформатор, содержащий первую сеть переменного напряжения, первый LC-фильтр, первый реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах (первая ступень трансформатора), второй реверсивный преобразователь на полностью управляемых ключах (вторая ступень трансформатора), второй LC-фильтр, вторую сеть переменного напряжения, отличающийся тем, что первый и второй реверсивные преобразователи выполнены на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью и включены своими зажимами постоянного тока параллельно, и между этими объединенными зажимами включен накопительный реактор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128119A RU2643165C2 (ru) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Электронный трансформатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128119A RU2643165C2 (ru) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Электронный трансформатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643165C2 true RU2643165C2 (ru) | 2018-01-31 |
Family
ID=60999024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128119A RU2643165C2 (ru) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Электронный трансформатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643165C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1309173A1 (ru) * | 1985-04-01 | 1987-05-07 | Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Устройство дл несинхронной управл емой св зи между энергосистемами |
WO1997020375A2 (en) * | 1995-11-29 | 1997-06-05 | Westinghouse Electric Corporation | Apparatus and method for interline power flow control |
WO1999014836A1 (en) * | 1997-09-15 | 1999-03-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Power flow controller with dc-to-dc converter linking shunt and series connected inverters |
-
2016
- 2016-07-11 RU RU2016128119A patent/RU2643165C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1309173A1 (ru) * | 1985-04-01 | 1987-05-07 | Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Устройство дл несинхронной управл емой св зи между энергосистемами |
WO1997020375A2 (en) * | 1995-11-29 | 1997-06-05 | Westinghouse Electric Corporation | Apparatus and method for interline power flow control |
WO1999014836A1 (en) * | 1997-09-15 | 1999-03-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Power flow controller with dc-to-dc converter linking shunt and series connected inverters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fang | A novel Z-source dc-dc converter | |
Sahoo et al. | High gain step up DC-DC converter for DC micro-grid application | |
Raveendran et al. | Quasi-Z-source dc-dc converter with switched capacitor | |
Somasundaram et al. | A closed loop control of quadratic boost converter using pid controller | |
Bharatiraja et al. | Analysis, design and investigation on a new single-phase switched quasi Z-source inverter for photovoltaic application | |
Liu et al. | Fuzzy logic control of dual active bridge in solid state transformer applications | |
Nahavandi et al. | Single stage DC-AC boost converter | |
Matiushkin et al. | Novel single-stage buck-boost inverter with unfolding circuit | |
Jha et al. | Hardware implementation of single phase power factor correction system using micro-controller | |
Das et al. | A comparative analysis of PI and PID controlled bidirectional DC-DC converter with conventional bidirectional DC-DC converter | |
RU2643165C2 (ru) | Электронный трансформатор | |
Mirkazemian et al. | A new topology for quasi-Z-source inverter | |
Neto et al. | A five-level NPC bidirectional converter based on multistate switching cell operating as boost rectifier | |
Antonov et al. | A direct current converter for power supply systems with alternative energy sources | |
RU2510871C1 (ru) | Способ импульсного преобразования постоянного напряжения и устройство для его осуществления | |
Xu et al. | Closed-loop pulse energy modulation of a three-switch buck-boost inverter | |
Van et al. | Application of the Phase Shift Full Bridge Converter for the Single-Phase Full-Bridge Inverter to Improve the Output of the Renewable Energy | |
Dineshkumar et al. | Design of Boost Inverter for Solar Power Based Stand Alone Systems | |
RU2642519C1 (ru) | Электронный трансформатор | |
Shaikh et al. | Single phase seven level inverter | |
RU2580677C1 (ru) | Повышающе-понижающий регулятор переменного напряжения | |
RU2361264C2 (ru) | Способ регулирования напряжения переменного тока | |
Kishore et al. | Hybrid energy system using three port converter | |
RU2619773C1 (ru) | Электронный трансформатор | |
RU2779631C1 (ru) | Способ управления зарядным устройством емкостного накопителя энергии с последовательным мостовым резонансным инвертором |