RU2684486C1 - Generator of multiphase system of emf using a block of diodes for cutting twice number of power switches - Google Patents
Generator of multiphase system of emf using a block of diodes for cutting twice number of power switches Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684486C1 RU2684486C1 RU2018110645A RU2018110645A RU2684486C1 RU 2684486 C1 RU2684486 C1 RU 2684486C1 RU 2018110645 A RU2018110645 A RU 2018110645A RU 2018110645 A RU2018110645 A RU 2018110645A RU 2684486 C1 RU2684486 C1 RU 2684486C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pole
- output
- key
- control electrode
- diodes
- 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
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/68—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors
- H02P5/685—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors electrically connected in series, i.e. carrying the same current
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B28/00—Generation of oscillations by methods not covered by groups H03B5/00 - H03B27/00, including modification of the waveform to produce sinusoidal oscillations
Abstract
Description
I. Область техники, к которой относится изобретениеI. The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к области электротехники. Устройство предназначено для генерирования многофазной системы напряжений требуемой частоты, величины напряжения и числа фаз при использовании блока диодов для сокращения в два раза числа силовых ключей.The invention relates to the field of electrical engineering. The device is designed to generate a multiphase system of voltages of the required frequency, voltage value and number of phases when using a block of diodes to halve the number of power switches.
Устройство может использоваться как в стационарных, так и мобильных системах (робототехнике) для питания многофазных двигателей переменного тока, а также для питания других многофазных потребителей электрической энергии, в том числе и с отличной от стандартной частотой питания. Применение в схеме устройства блока диодов позволяет сократить в два (и более) раза число силовых ключей, используемых для коммутации, по сравнению с ранее предложенным устройством [1]. Это позволяет уменьшить габариты и вес устройства, повышает его энергетические характеристики за счет сокращения потерь в силовых ключах, повышает надежность устройства. Эти характеристики важны для мобильных устройств, где габариты и вес имеют существенное значение.The device can be used both in stationary and mobile systems (robotics) to power multiphase AC motors, as well as to power other multiphase consumers of electric energy, including those with a different frequency than the standard power supply. The use of a block of diodes in the device circuit allows you to reduce by two (or more) times the number of power switches used for switching, compared with the previously proposed device [1]. This allows you to reduce the size and weight of the device, increases its energy characteristics by reducing losses in power switches, increases the reliability of the device. These characteristics are important for mobile devices, where dimensions and weight are essential.
II. Уровень техникиII. State of the art
Целью изобретения является разработка устройства для генерирования многофазной системы напряжений требуемой частоты, величины напряжения и числа фаз на основе использования импульсной техники, отличающегося от ранее предложенного устройства использованием блока диодов для сокращения в два (и более) раза числа силовых ключей в коммутационном блоке.The aim of the invention is to develop a device for generating a multiphase system of voltages of the required frequency, voltage value and number of phases based on the use of pulse technology, which differs from the previously proposed device using a block of diodes to reduce by two (or more) times the number of power switches in the switching unit.
Свойства симметрии синусоидальной функцииSymmetry properties of a sinusoidal function
Синусоидальная функция обладает следующими свойствами симметрии:The sinusoidal function has the following symmetry properties:
2. e(t)=e(T-t) T/2<t<T,2. e (t) = e (T-t) T / 2 <t <T,
3. e(t)=-e(t+T/2) для 0<t<T/2.3. e (t) = - e (t + T / 2) for 0 <t <T / 2.
Свойства симметрии выполняются и для аппроксимирующей функции фиг. 1, представленной последовательностью импульсных функций.The symmetry properties are also valid for the approximating function of FIG. 1 represented by a sequence of impulse functions.
Эти свойства позволяют для аппроксимации синусоидальной функции использовать ограниченное число дискретных значений импульсных функций. На рисунке фиг. 1 показана аппроксимация прямой последовательности синусоидальных функций напряжения симметричной трехфазной системы ЭДС последовательностью импульсных функций при числе временных интервалов n=12.These properties allow for the approximation of a sinusoidal function to use a limited number of discrete values of the impulse functions. In the figure of FIG. Figure 1 shows the approximation of a direct sequence of sinusoidal voltage functions of a symmetric three-phase EMF system by a sequence of impulse functions with the number of time intervals n = 12.
Фиг. 1 Аппроксимация прямой последовательности синусоидальных функций напряжения симметричной трехфазной системы ЭДС последовательностью импульсных функций.FIG. 1 Approximation of a direct sequence of sinusoidal voltage functions of a symmetric three-phase EMF system by a sequence of impulse functions.
В таблице 1 записаны амплитудные значения импульсных функций, аппроксимирующих синусоидальные функции напряжений фаз трехфазной системы при числе временных интервалов равном 12.Table 1 contains the amplitude values of the impulse functions approximating the sinusoidal functions of the phase voltage of the three-phase system with the number of time intervals equal to 12.
Отличительные свойства предлагаемого устройстваDistinctive properties of the proposed device
Предлагаемое устройство для генерирования многофазной системы напряжений отличается от описанного в работе [1] тем, что:The proposed device for generating a multiphase voltage system differs from that described in [1] in that:
- для сокращения числа силовых ключей в два (и более) раза в блоке коммутации используется свойство симметрии синусоидальной функции. Положительная и отрицательная полуволны синусоиды симметричны, а каждая из полуволн симметрична относительно вертикальной оси, поведенной через экстремальное значение функции;- to reduce the number of power switches by two (or more) times in the switching unit, the symmetry property of the sinusoidal function is used. The positive and negative half-waves of the sine wave are symmetrical, and each of the half-waves is symmetrical about the vertical axis, which is behaved through the extreme value of the function;
- указанным свойством симметрии обладает и аппроксимирующая синусоиду функция, состоящая из последовательности импульсных функций. Примем число импульсных функций на периоде синусоидальной функции Т равным n, а число фаз генератора m. Тогда число силовых ключей, необходимых для коммутации этих импульсных функций будет равно n⋅m;- the approximating sinusoid function, consisting of a sequence of impulse functions, also possesses the indicated symmetry property. We take the number of impulse functions on the period of the sinusoidal function T equal to n, and the number of phases of the generator m. Then the number of power switches needed for switching these impulse functions will be n⋅m;
- число импульсных функций с одинаковыми амплитудными значениями на положительной полуволне синусоиды будет равно n/4 и такое же число будет на отрицательной полуволне синусоиды. Вместе это составляет число n/2. Для коммутации импульсных функций, совокупность которых аппроксимирует синусоидальные напряжения фаз, в многофазной системе, при использовании свойств симметрии потребуется m⋅n/2 ключей;- the number of impulse functions with the same amplitude values at the positive half wave of the sine wave will be equal to n / 4 and the same number will be at the negative half wave of the sine wave. Together this amounts to n / 2. For switching impulse functions, the set of which approximates the sinusoidal phase voltages, in a multiphase system, using the symmetry properties, m⋅n / 2 keys will be required;
- в предлагаемом устройстве для сокращения количества силовых ключей используется блок диодов. Блок диодов содержит модули диодов D1, D2…Dm, количество которых m равно количеству фаз. Сигналы с дешифратора блока управления поступают на входы диодов каждого модуля D1, D2…Dm. В каждом модуле диодов D1, D2…Dm выходы диодов попарно соединяются и поступают на управляющие электроды силовых ключей. Номера попарно соединяемых диодов определяются свойствами симметрии синусоидальной функции. Сигналы, поступающие с блока управления через попарно соединенные диоды, переводят один из ключей в каждой фазе в открытое состояние на время действия входного управляющего сигнала;- in the proposed device to reduce the number of power switches, a block of diodes is used. The diode block contains the diode modules D1, D2 ... Dm, the number of which m is equal to the number of phases. The signals from the decoder of the control unit are fed to the inputs of the diodes of each module D1, D2 ... Dm. In each module of the diodes D1, D2 ... Dm, the outputs of the diodes are connected in pairs and fed to the control electrodes of the power switches. The numbers of the pairwise connected diodes are determined by the symmetry properties of the sinusoidal function. The signals coming from the control unit through pairwise connected diodes translate one of the keys in each phase into the open state for the duration of the input control signal;
- число ключей, необходимое для коммутации импульсных функций при использовании блока диодов будет равно m⋅n/2. Это в два раза меньше числа ключей в схеме, не использующей блок диодов. В ряде случаев число ключей может быть меньше m⋅n/2.- the number of keys required for switching pulse functions when using a block of diodes will be m⋅n / 2. This is half the number of keys in a circuit that does not use a block of diodes. In some cases, the number of keys may be less than m⋅n / 2.
- Очередность следования импульсов с требуемыми амплитудными значениями в каждой фазе генератора задается устройством управления и коммутационной схемой блока диодов. В качестве управляемых ключей могут использоваться симисторы, транзисторные ключи требуемой полярности на основе МОП транзисторов и IGBT-транзисторов, тиристоры. Коммутационная матрица совместно с блоком диодов может быть реализована по технологии изготовления микросхем.- The sequence of pulses with the required amplitude values in each phase of the generator is set by the control device and the switching circuit of the diode block. As controlled keys, triacs, transistor switches of the required polarity based on MOS transistors and IGBT transistors, thyristors can be used. The switching matrix together with the block of diodes can be implemented using the technology of manufacturing microcircuits.
III. Раскрытие сущности изобретенияIII. Disclosure of the invention
III. 1 Структурная схема устройстваIII. 1 Block diagram of the device
Структурная схема устройства показана на рисунке фиг. 2.The block diagram of the device is shown in the figure of FIG. 2.
На рисунке фиг. 2 показаны следующие блоки устройства:In the figure of FIG. 2 shows the following device blocks:
1. Блок управления 9. Обеспечивает циклическую, с заданным периодом Т, поочередную подачу управляющих импульсов, которые управляют открытием электронных ключей, расположенных в блоке коммутации;1. The
2. Блок диодов 14. Содержит модули D1, D2, D3. При помощи каждого модуля осуществляется попарное объединение выходов диодов и передача сигнала от блока управления на управляющие электроды силовых ключей2. Block of diodes 14. Contains modules D1, D2, D3. Using each module, the diode outputs are paired together and the signal is transmitted from the control unit to the control electrodes of the power switches
3. Блок коммутации 15 обеспечивает подключение к выходным клеммам блока коммутации 121…12m источников, генерируемых блоком питания 16.3. The
4. Блок питания 16 генерирует постоянные напряжения заданной величины E1, Е2, Е3, Е4=-Е1, Е5=-Е2, Е6=-Е3. Напряжения источников подключаются ключами 10r,s (r=1….m, s=1…n/2), расположенными в блоке коммутации 15 к выходным клеммам блока коммутации 121…12m. Напряжения положительной и отрицательной полярности формируются в результате последовательного соединения одинаковых по величине напряжения источников. В качестве источников питания могут приниматься гальванические батареи, аккумуляторные и конденсаторные батареи и др.4. The
На рисунке фиг. 2 показана структурная схема устройства с указанием внешних полюсов блоков, при помощи которых осуществляется связь блоков и управление устройством, а также показана нумерация блоков в соответствии с общей принципиальной схемой:In the figure of FIG. 2 shows a structural diagram of the device with an indication of the external poles of the blocks, with which the blocks are connected and controlled, and the numbering of the blocks is shown in accordance with the general circuit diagram:
9 - блок управления;9 - control unit;
14 - блок диодов;14 - block of diodes;
15 - блок коммутации;15 - switching unit;
16 - блок питания;16 - power supply;
На рисунке фиг. 2 показаны полюсы 81…8n, 111…11n/2, 8pk (p,k=1…n), при помощи которых осуществляется взаимодействие блоков и полюсы 6 и 13, при помощи которых осуществляется управление устройством. Указаны номера полюсов в соответствии с общей принципиальной схемой устройства. Сигнал для запуска устройства вводится при помощи полюса 6. Ввод числа временных интервалов n, на которое разбивается период синусоидальной функции Т, осуществляется с использованием полюса 13. При помощи полюсов 81…8n соединяются блок управления 9 и блок диодов 14, при помощи полюсов 111…11n/2 блок питания 16 подключается к блоку коммутации 15, при помощи полюсов 8p,k (р,k=1…n) блок диодов 14 соединяется с блоком коммутации 15, полюсы 121…12m являются выходными, к ним подключается нагрузка.In the figure of FIG. 2 shows the
III. 2 Блок управленияIII. 2 control unit
Схема блока управления показана на рисунке фиг. 3. Блок управления 9 предназначен для формирования управляющих импульсов в результате создания последовательности прямоугольных импульсов заданной длительности TI и подачи этих сигналов на входы диодов, расположенных в модулях D1, D2,…Dm блока диодов 14. Блок управления формирует циклическую с периодом T последовательность импульсов. Величина T равна периоду синусоидальной функции. Число импульсов на периоде Т равно n, длительность одного импульса TI=Т/n. Значения n и TI выбираются исходя из соображений обеспечения требуемой погрешности аппроксимации синусоидальной функции последовательностью прямоугольных импульсных функций и стоимостью реализации устройства. С увеличением n и уменьшением TI снижается погрешность и увеличивается стоимость. Для синусоидальной функции, показанной на рисунке фиг. 1 число временных интервалов равно 12. При помощи электронных ключей, расположенных в блоке коммутации 15, источники ЭДС E1, Е2, Е3, Е4=-Е1, Е5=-Е2, Е6=-Е3, генерируемые блоком питания 16, подключаются в заданные блоком управления моменты времени в соответствии с заданным алгоритмом к выходным полюсам 121…12m блока коммутации 15. Коммутация осуществляется в открытом состоянии ключа. Длительность открытого состояния каждого ключа равна TI. Амплитудные значения последовательностей импульсов для каждой фазы для конкретных значений n=12 и числа фаз m=3 приведены в таблице 1.The circuit of the control unit is shown in the figure of FIG. 3. The
Принципиальная схема блока управления представлена на рисунке фиг. 4.The schematic diagram of the control unit is shown in the figure of FIG. four.
Блок реализован на элементах 1-7. Он содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, логический элемент И 2, счетчик 3 числа импульсов на периоде T периодической функции, схему сравнения 4, регистр 5, дешифратор 7 с числом выводов n, равном числу импульсных функций на периоде Т. Выходные полюсы блока управления 81…8n подключаются к входам диодов, расположенных в модулях D1, D2, D3. Запуск работы устройства осуществляется подачей сигнала по входу 6. По входу 13 осуществляется запись кода числа временных интервалов n.The block is implemented on elements 1-7. It contains a clock pulse generator (GTI) 1, a logic element AND 2, a
Выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 6 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 7 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, а выход - к второму входу счетчика 3, вход регистра 5 подсоединен к входу 13 устройства, выходы дешифратора 7 подсоединены к входам 81…8n, при помощи которых блок управления соединяется с блоком диодов. Выходные полюсы дешифратора 81…8n, расположенного в блоке управления 9, являются входными для модулей D1…Dm, расположенных в блоке диодов 14. Это показано на рисунке фиг. 2.The output of the
III. 3 Блок диодовIII. 3 block of diodes
Блок диодов включает модули D1…Dm как показано на рисунках фиг. 4а,б.в и фиг. 2. Модули D1…Dm состоят из набора диодов Ds,r, где s=1…12 и соответствует номеру полюса 8s блока управления, r - номер модуля, r=1…m, где m - количество фаз многофазной системы. Номер модуля r равен номеру фазы. Диоды Ds,r с одинаковым номером индекса r принадлежат модулю Dr. Вход диода с индексом s подключаются к полюсу 8s блока управления. Так, диод D1,1 находится в первом модуле и подключается к полюсу 81. В каждом модуле выходы диодов соединяются попарно соответственно свойствам симметрии синусоидальной функции. Коммутации выходов диодов модулей D1…D3 для трехфазной системы, соответственно рисунку фиг. 1 и таблице 1, показаны на рисунке фиг. 4. Выходные полюсы каждого модуля поступают на управляющие электроды блока коммутации 15. Например, согласно первой строке таблицы 1, которая соответствует первой фазе устройства, амплитуду Е1 имеют импульсы, соответствующие первому и шестому временному интервалу. Значит в модуле D1 выходы диодов D1,1 и D6,1 должны быть объединены и подаваться на управляющий электрод силового ключа, подключающего к выходному полюсу первой фазы блока коммутации источник с амплитудой Е1. Этот выходной полюс модуля D1 обозначен на рисунке 4а индексами 81,6. Аналогично рассмотренному примеру осуществляются объединения выходов остальных диодов модулей D1…Dm и подключение их к управляющим электродам силовых ключей, расположенных в блоке коммутации 15. Для модуля D1 это показано на рисунке фиг 4а, для модуля D2 на рисунке 46, для модуля D3 на рисунке 4в.The diode block includes modules D1 ... Dm as shown in the figures of FIG. 4a, b.v and FIG. 2. Modules D1 ... Dm consist of a set of diodes Ds, r, where s = 1 ... 12 and corresponds to the pole number 8s of the control unit, r is the module number, r = 1 ... m, where m is the number of phases of the multiphase system. The module number r is equal to the phase number. Diodes Ds, r with the same index number r belong to the module Dr. The input of the diode with index s is connected to the 8 s pole of the control unit. So, the diode D1,1 is located in the first module and is connected to the
III.4 Блок питанияIII.4 Power Supply
Блок питания 16 предназначен для генерирования набора постоянных источников постоянного напряжения, значения ЭДС которых равны амплитудным значениям импульсов аппроксимирующей синусоиду функции.The
Для случая m=3, n=12, согласно рисунку фиг. 1, это E1, Е2, Е3, Е4=-Е1,Е5=-Е2, Е6=-Е3.For the case m = 3, n = 12, according to the drawing of FIG. 1, these are E1, E2, E3, E4 = -E1, E5 = -E2, E6 = -E3.
Блок питания может быть выполнен в различных вариантах в зависимости от назначения устройства (стационарный или мобильный), мощности нагрузки, технических требований.The power supply can be made in various versions, depending on the purpose of the device (stationary or mobile), load power, technical requirements.
Рассмотрим реализацию блока питания для случая питания мобильных устройств и использования в качестве источников питания малогабаритных однотипных источников постоянного напряжения с одинаковыми значениями напряжения. Это могут быть - гальванические источники питания видов R, LR, SR, CR классов D, С, АА, AAA, РР3, аккумуляторные или конденсаторные батареи. Схема блока питания представлена на рисунке фиг. 5. Блок питания посредством полюсов 111, 112, 113, 114, 115, 116 подключается к блоку коммутации. Все источники питания подключаются между собой последовательно с выводом средней точки (полюса) к полюсу "земля". Источники питания 171…17n/4 положительной полярности подключаются между собой последовательно. Для n=12 это источники 171, 172, 173. Источники отрицательной полярности 17n/4+1…17n/2 соединяются последовательно. Для n=12 это источники 174, 175, 176. К полюсу 111 подключается один источник питания с напряжением E1=E, к полюсу 112 подключаются два последовательно соединенных источника так, что их напряжение равно Е2=2Е1, к полюсу 113, подключаются три последовательно соединенных источника с напряжением каждого источника Е1, их общее напряжение равно E3=3E1. К полюсу 114 подключается источник питания с напряжением Е4=-Е, к полюсу 115 подключаются два последовательно соединенных источника с напряжением каждого источника -Е, их общее напряжение Е5=-2Е1, к полюсу 116 подключаются три последовательно соединенных источника с напряжением каждого - Е, их общее напряжение равно Е6=-3Е. Это позволяет получить напряжения, кратные напряжению одного источника Е. Последовательность источников с этими значениями напряжений позволяет аппроксимировать синусоидальные напряжения фаз. В таблице 1 записаны значения напряжений импульсных источников для числа временных интервалов n=12 и числа фаз m=3.Let us consider the implementation of a power supply for the case of powering mobile devices and using small-sized, single-type constant voltage sources with the same voltage values as power sources. It can be - galvanic power supplies of types R, LR, SR, CR of classes D, C, AA, AAA, PP3, rechargeable or capacitor batteries. The power supply circuit is shown in the figure of FIG. 5. The power supply through the
Трансформаторная схема блока питания при питании от сети переменного тока и схема блока питания от аккумуляторной батареи с использованием преобразователя DC/DC описаны в работе [1].The transformer circuit of the power supply unit when powered by AC power and the circuit of the power supply unit from the battery using the DC / DC converter are described in [1].
III. 5 Блок коммутацииIII. 5 switching unit
Схема блока коммутации для m=3, n=12 приведена на рисунке фиг. 6. При помощи блока коммутации 15 источники напряжений, поступающие от блока питания 16, посредством полюсов 111…11n/2 подключаются силовыми ключами 10rs в соответствующие интервалы времени (κ-1)TI≤t≤kTI, k=1, 2, …nThe circuit of the switching unit for m = 3, n = 12 is shown in the figure of FIG. 6. Using the switching
к выходным полюсам блока 121…12m. В записанном выражении TI-длительность временного интервала одного импульса напряжения, n - количество временных интервалов на периоде Т, m - количество фаз генератора, n - количество временных интервалов на периоде Т. Коммутация осуществляется при помощи управляемых электронных ключей 10r,s, где r=1…m, s=1…n/2. Импульсы, управляющие открытым состоянием каждого электронного ключа, поступают от полюсов 81…8n блока управления посредством модулей D1, D2, D3 блока диодов 14 к управляющим электродам силовых ключей.to the output poles of
Для фазы 1 импульс от блока управления с полюса 81 в первый временной интервал и с полюса 6 в шестой временной интервал поступает в блок коммутации 15 к управляющему электроду силового ключа 101,1 с полюса 81,6. В открытом состоянии этого ключа напряжение источника ЭДС Е1 поступает на выход устройства к полюсу 121. Время открытого состояния ключа равно TI.For
Для фазы 2 импульс от блока управления с полюса 81 в первый временной интервал и с полюса 82 во второй временной интервал поступает в блок коммутации 15 к управляющему электроду силового ключа 102,1 с полюса 81,2. В открытом состоянии этого ключа напряжение источника ЭДС -Е3 поступает на выход устройства к полюсу 122. Время открытого состояния ключа равно TI.For
Для фазы 3 импульс от блока управления с полюса 81 в первый временной интервал и с полюса 810 в десятый временной интервал поступает в блок коммутации 15 к управляющему электроду силового ключа 103,1 с полюса 81,10. В открытом состоянии этого ключа напряжение источника ЭДС Е2 поступает на выход устройства к полюсу 123. Время открытого состояния ключа равно TI.For
Работа остальных силовых ключей 10r,s где r=1…m, s=1…n/2, аналогична описанным процессам для 1, 2 и 3 фаз.The work of the remaining power switches 10 r, s where r = 1 ... m, s = 1 ... n / 2, is similar to the described processes for
IV. Краткое описание чертежейIV. Brief Description of the Drawings
Фиг. 1 Аппроксимация синусоидальных функций напряжений трехфазной системы последовательностью импульсных функций для n=12FIG. 1 Approximation of sinusoidal voltage functions of a three-phase system by a sequence of impulse functions for n = 12
Фиг. 2 Структурная схема устройстваFIG. 2 Block diagram of the device
Фиг. 3 Принципиальная схема блока управленияFIG. 3 Schematic diagram of the control unit
Фиг. 4 Схемы модулей D1, D2, D3 блока диодов.FIG. 4 Schemes of modules D1, D2, D3 of the block of diodes.
Фиг. 4а Схема модуля D1FIG. 4a Diagram of module D1
Фиг. 4б Схема модуля D2FIG. 4b D2 module diagram
Фиг. 4в Схема модуля D3FIG. 4c Diagram of the D3 module
Фиг. 5 Принципиальная схема блока питания для n=12FIG. 5 Schematic diagram of the power supply for n = 12
Фиг. 6 Принципиальная схема блока коммутации для трехфазного источника m=3, n=12FIG. 6 Schematic diagram of the switching unit for a three-phase source m = 3, n = 12
V. Осуществление изобретенияV. The implementation of the invention
Описание работы устройства. В исходном состоянии на регистре 5 по входу 13 записан код числа временных интервалов n. На это число интервалов разбивается период синусоидальной функции T при аппроксимации синусоидальной функции последовательностью импульсных функций. На счетчике 3 хранится код нуля (вход сброса в ноль на счетчике 3 на фиг. 3 не показан). Работа устройства начинается после подачи пускового сигнала по входу 6 логического элемента И 2. После подачи пускового сигнала импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 1 через открытый элемент И 2 начинают поступать на вход счетчика 3. Код с выхода счетчика 3 поступает на вход дешифратора 7. На выходе дешифратора появляется единичный сигнал только на одном из n его выходов. Единичный сигнал на i-ом (i=1…n) выходе дешифратора 7 подается на вход блока диодов 14 посредством одного из полюсов 8i, гдеDescription of the operation of the device. In the initial state, a code of the number of time intervals n is recorded on the
i=1…n. Полюсы 8i, i=1…n, являются входными для диодов модулей D1, D2, …, Dm блока диодов. Так, полюс 81 подключается к входу диода D1,1 модуля D1, входу диода D1,2 модуля D2, входу диода D1,m модуля Dm. Аналогично подключаются полюсы 8i, i=2…n, к входным полюсам диодов модулей D1, D2, … Dm. Это показано на рисунке фиг. 4. Выходные полюсы диодов каждого модуля объединяются попарно в соответствии со свойствами симметрии синусоидальной функции, записанными в выражении (1). На рисунке фиг. 4 показано попарное объединение выходных полюсов диодов модулей D1, D2, D3 для случая m=3.i = 1 ... n. The
Поясним объединение выходных полюсов диодов модуля D1, при помощи которых осуществляется подключение напряжений источников ЭДС блока 16 к выходному полюсу первой фазы устройства 121. Для модуля D1 объединяются выходные полюсы диодов D1,1 и D1,6, D2,1 и D5,1, D3,1 и D4,1, D7,1 и D12,1, D8,1 и D11,1, D9,1 и D10,l. Объединенные выходные полюсы диодов являются выходными для модуля D1. Такими полюсами для модуля D1 являются 81,6, который объединяет выходные полюсы диодов D1,1 и D1,6, полюсы 82,5, 83,4, 87,12, 88,11, 89,10. Объединение выходных полюсов диодов с указанными индексами объясняется свойствами симметрии синусоидальной функции.Let us explain the combination of the output poles of the diodes of the module D1, with the help of which the voltage of the EMF sources of
В первой строке таблицы 1 показано, что амплитуды импульсов с номерами 1 и 6, 2 и 5, 3 и 4, 7 и 12, 8 и 11, 9 и 10 одинаковы. Для 1 и 6 временных интервалов амплитуды импульсов равны Е1. Управляющий сигнал с полюса 81,6, являющегося выходным для модуля D1, поступает на управляющий электрод силового ключа 101,1, расположенного в блоке коммутации15, и открывает ключ на интервал времени TI на первом или шестом временном интервале. В результате источник ЭДС с напряжением Е1 подключается в указанные интервалы времени к полюсу первой фазы устройства 121. Аналогично осуществляется подключение источников ЭДС блока питания 16 к полюсу 121 для остальных временных интервалов.The first row of table 1 shows that the amplitudes of the pulses with
Управляющие сигналы, снимаемые с выходных полюсов модуля D2, позволяют управлять подключением источников ЭДС блока питания 16 к полюсу второй фазы 122.The control signals taken from the output poles of the D2 module allow you to control the connection of the EMF sources of the
Управляющие сигналы, снимаемые с выходных полюсов модуля D3, позволяют управлять подключением источников ЭДС блока питания 16 к полюсу второй фазы 123.The control signals taken from the output poles of the D3 module allow you to control the connection of the EMF sources of the
Подключение источников питания 171…17n/2 с напряжениями Е1…En/2 к выходным полюсам блока коммутации 121…12m осуществляется при помощи управляемых электронных ключей 10r,s, r=1…m, s=1…n/2. Блок коммутации 15 подключается к источникам питания блока питания 16 посредством полюсов 111…11n/2. Силовые ключи расположены в блоке коммутации 15, рисунок фиг. 6. Сигналы, управляющие на момент времени TI=Т/n открытым состоянием ключа, поступают с выхода дешифратора блока управления посредством полюсов 81…8n. Блоком управления задается очередность следования управляющих импульсов. За управляющим импульсом, поступающим с полюса 8j, j=1…n, следует управляющий импульс с полюса 8j+1 пока j+1 не станет равным n. После прекращения действия импульса с выхода 8n включается импульс 81. При этом текущее значение счетчика числа импульсов 3 совпадет с заданным при помощи входа 13 числом n, счетчик обнуляется и процесс повторяется.Connection of power supplies 17 1 ... 17 n / 2 with voltages E 1 ... E n / 2 to the output poles of the switching
VI. ЛитератураVI. Literature
1. Патент №2016127384, МПК H05B 1/00, 2017. Гаврилов Л.П. Генератор многофазной системы ЭДС1. Patent No. 2016127384,
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018110645A RU2684486C1 (en) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | Generator of multiphase system of emf using a block of diodes for cutting twice number of power switches |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018110645A RU2684486C1 (en) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | Generator of multiphase system of emf using a block of diodes for cutting twice number of power switches |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684486C1 true RU2684486C1 (en) | 2019-04-09 |
Family
ID=66090078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018110645A RU2684486C1 (en) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | Generator of multiphase system of emf using a block of diodes for cutting twice number of power switches |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684486C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744947C1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-03-17 | Леонид Петрович Гаврилов | Electromagnetic generator using solar panels |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2831734A1 (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-03 | Landis & Gyr Ag | SIGNAL GENERATOR FOR GENERATING SINUS-SHAPED OUTPUT SIGNALS WITH A PRE-DETERMINED PHASE POSITION |
US20050258892A1 (en) * | 2004-05-24 | 2005-11-24 | Ducati Energia S.P.A. | Power MOS voltage regulator for batteries |
US20120256568A1 (en) * | 2009-07-02 | 2012-10-11 | Chong Uk Lee | Multi-port reconfigurable battery |
RU2633662C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-10-16 | Леонид Петрович Гаврилов | Generator of emf polyphase system |
-
2018
- 2018-03-26 RU RU2018110645A patent/RU2684486C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2831734A1 (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-03 | Landis & Gyr Ag | SIGNAL GENERATOR FOR GENERATING SINUS-SHAPED OUTPUT SIGNALS WITH A PRE-DETERMINED PHASE POSITION |
US20050258892A1 (en) * | 2004-05-24 | 2005-11-24 | Ducati Energia S.P.A. | Power MOS voltage regulator for batteries |
US20120256568A1 (en) * | 2009-07-02 | 2012-10-11 | Chong Uk Lee | Multi-port reconfigurable battery |
RU2633662C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-10-16 | Леонид Петрович Гаврилов | Generator of emf polyphase system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744947C1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-03-17 | Леонид Петрович Гаврилов | Electromagnetic generator using solar panels |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2633662C1 (en) | Generator of emf polyphase system | |
RU2681347C1 (en) | Generator of multi-phase emf system with reduced twice power tongs | |
RU2684486C1 (en) | Generator of multiphase system of emf using a block of diodes for cutting twice number of power switches | |
RU2735021C1 (en) | Sinusoidal voltage generator based on nuclear power plant | |
RU2734725C1 (en) | Sinusoidal voltage generator with pulse synthesizer of different polarity based on npu | |
Manjunatha et al. | An optimized multilevel inverter topology with symmetrical and asymmetrical DC sources for sustainable energy applications | |
Kim et al. | High voltage pulsed power modulator with high reliability and fast switching speed for medical lasers | |
RU2682987C1 (en) | Cardiopulse generator | |
RU2684485C1 (en) | Multiphase emf generator with controlled initial phase | |
Hidayat et al. | Single-Phase DC-AC Inverter with Transformer and Transformerless and Low Power Dissipation Filter for Photovoltaic-Based Home-Scale Electric Power System | |
RU2744947C1 (en) | Electromagnetic generator using solar panels | |
RU2695589C1 (en) | Device for generation and wireless transmission of multi-phase system of voltages by means of lasers | |
RU2793200C1 (en) | Four-phase pulse generator | |
US4247887A (en) | AC--AC Converter device | |
Nikhil et al. | A reduced switch multilevel inverter for harmonic reduction | |
RU2761183C1 (en) | Generator with improved output voltage waveform based on nuclear power plant | |
RU2790645C1 (en) | Six-phase pulse generator | |
RU2454781C2 (en) | Two-directional down converter of alternating voltage to constant voltage | |
RU2786519C1 (en) | Cyclotron resonant microwave oscillation converter with multiple controlled outputs | |
Dwarakanath et al. | Generation of hvdc from voltage multiplier using marx generator | |
Rangarajan et al. | A switching scheme for multilevel converters with non-equal DC sources | |
RU2753765C1 (en) | Alternating current generator based on a cyclotron converter of microwave oscillation energy | |
Hidayat et al. | Low Power Dissipation Filter of Single-phase DC-AC Inverter for Photovoltaic Based Homescale Electric Power System | |
RU2017308C1 (en) | Generator of voltage pulses | |
RU59907U1 (en) | CONTROLLED DEVICE FOR CONVERTING DC VOLTAGE TO VARIABLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210327 |