RU2703984C2 - Double-channel straightening method - Google Patents

Double-channel straightening method Download PDF

Info

Publication number
RU2703984C2
RU2703984C2 RU2019101315A RU2019101315A RU2703984C2 RU 2703984 C2 RU2703984 C2 RU 2703984C2 RU 2019101315 A RU2019101315 A RU 2019101315A RU 2019101315 A RU2019101315 A RU 2019101315A RU 2703984 C2 RU2703984 C2 RU 2703984C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
channel
supply
main
phase
Prior art date
Application number
RU2019101315A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019101315A3 (en
RU2019101315A (en
Inventor
Евгений Николаевич Коптяев
Original Assignee
Евгений Николаевич Коптяев
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 Евгений Николаевич Коптяев filed Critical Евгений Николаевич Коптяев
Priority to RU2019101315A priority Critical patent/RU2703984C2/en
Publication of RU2019101315A publication Critical patent/RU2019101315A/en
Publication of RU2019101315A3 publication Critical patent/RU2019101315A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2703984C2 publication Critical patent/RU2703984C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/162Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, namely to the field of conversion equipment, and can be used for supply of industrial consumers and DC power transmission lines with rectified voltage with twelve pulsations. Frequency of voltage pulsations at rectifier output makes 12 during period of supply circuit and is achieved at absence of phase shift between supply secondary windings of three-phase transformer at proportion of number of turns of feeding secondary windings of main and additional channels in proportion 4 to 1 respectively. At that, it is not necessary to use windings in triangle or zigzag pattern with larger number of turns compared to that of star, thus reducing consumption of active materials of transformer. In the method of double-channel voltage rectification, half of the power valves can be uncontrolled diodes (three-phase bridge of the main channel), the other half must be controlled keys. In case it is not required to control output voltage, it is possible to use common thyristors in additional channel by supplying signal for their opening with some advance. Since the number of turns in the supply winding of the additional channel is four times less, and the main channel can be made on diodes with natural switching of currents, the method ensures good electromagnetic compatibility of the device with the supply network and low level of distortions. Principal difference of method is compensation of variable component in pulsations of main channel by pulsations of additional channel of negative polarity, which do not have constant component of voltage.
EFFECT: formation of rectified voltage at the output with low ripple coefficient with reduction of number of turns of supply three-phase winding relative to the main prototype and reduction of level of switching emissions.
1 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретение. Изобретение относится к силовой электротехнике, а именно к области полупроводниковой преобразовательной техники, и может быть использовано для получения выпрямленного напряжения для питания промышленной нагрузки и линий электропередач постоянного тока.The technical field to which the invention relates. The invention relates to power electrical engineering, in particular to the field of semiconductor converting technology, and can be used to obtain rectified voltage to power an industrial load and direct current power lines.

Уровень техники. Из уровня техники известен способ выпрямления напряжения [Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М. Судовые полупроводниковые преобразователи: учебник. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2015. - 556 с.] с 6 пульсациями выходного напряжения, основанный на питании от трехфазного источника напряжения, далее коммутировании питающего напряжения, причем длительность периодов коммутации составляет 60 электрических градусов при фазовом сдвиге 60 электрических градусов относительно начала полуволн в фазах.The prior art. The prior art method of voltage rectification [Dmitriev B.F., Ryabenky V.M., Cherevko A.I., Music M.M. Marine semiconductor converters: a textbook. - Arkhangelsk: NArFU Publishing House, 2015. - 556 pp.] With 6 ripples of the output voltage, based on the power supply from a three-phase voltage source, then switching the supply voltage, and the duration of the switching periods is 60 electrical degrees with a phase shift of 60 electrical degrees relative to the beginning half waves in phases.

К недостаткам данного решения можно отнести высокий уровень пульсаций напряжений на выходе, что делает его непригодным для питания некоторых потребителей постоянного тока. Также к недостаткам относится и высокий уровень искажений потребляемых из питающей сети токов.The disadvantages of this solution include a high level of voltage ripple at the output, which makes it unsuitable for powering some DC consumers. Also a disadvantage is the high level of distortion of the currents consumed from the supply network.

Из уровня техники также известен способ выпрямления напряжения [Коптяев Е.Н., Балашевич В.М., Абрамов С.С. Выпрямитель с "боковыми" пульсациями для вставок постоянного тока // Электричество. - 2017. - №7. - с. 55-59], основанный на питании каждого из двух каналов от трехфазных источников напряжения, далее коммутировании питающих напряжений, причем длительность периодов коммутации в основном канале 60 электрических градусов при фазовом сдвиге относительно начала полуволн в фазах 60 электрических градусов, а длительность периодов коммутации в дополнительном канале 30 электрических градусов при фазовом сдвиге 30 электрических градусов относительно моментов равенства нулю полуволн в фазах, далее суммировании выходных напряжений одинаковой полярности основного и дополнительного каналов, причем пропорция питающих напряжений каналов составляет 2,8 к 1 соответственно.The prior art also known a method of voltage rectification [Koptyaev E.N., Balashevich V.M., Abramov S.S. Rectifier with "side" ripple for DC inserts // Electricity. - 2017. - No. 7. - from. 55-59], based on the supply of each of the two channels from three-phase voltage sources, further switching of the supply voltages, the duration of the switching periods in the main channel being 60 electrical degrees at a phase shift relative to the half-waves in phases of 60 electrical degrees, and the duration of the switching periods in additional a channel of 30 electrical degrees with a phase shift of 30 electrical degrees relative to the moments of zero half-waves in phases, then summing the output voltages of the same polar the main and additional channels, and the ratio of the supply voltage of the channels is 2.8 to 1, respectively.

К недостаткам такого решения можно отнести сложное соотношение витков трехфазной обмотки основного и дополнительного каналов в 2,8 раза, что приводит к сложности ее реализации при изготовлении трансформатора. Также, переменная составляющая пульсаций дополнительного канала имеет одноименную полярность с пульсациями основного канала, и суммируется с ними, чем снижается эффективность уменьшения коэффициента пульсаций и улучшения качества выходного напряжения.The disadvantages of this solution include the complicated ratio of the turns of the three-phase winding of the main and additional channels by 2.8 times, which leads to the difficulty of its implementation in the manufacture of the transformer. Also, the alternating component of the ripple of the auxiliary channel has the same polarity with the ripple of the main channel, and is added to them, thereby reducing the efficiency of reducing the ripple coefficient and improving the quality of the output voltage.

Данное техническое решение является наиболее близким по своей сущности прототипом.This technical solution is the closest prototype in essence.

Раскрытие изобретения. В современных промышленных установках и технологических процессах используются полупроводниковые выпрямители, имеющих преимущества по сравнению с устаревшими электромашинными выпрямительными агрегатами. Главным достоинством полупроводниковых преобразователей является большая длительность периодов непрерывной работы без обслуживания, меньшая масса и шумность.Disclosure of the invention. In modern industrial installations and technological processes, semiconductor rectifiers are used, which have advantages over obsolete electric machine rectifiers. The main advantage of semiconductor converters is the long duration of periods of continuous operation without maintenance, less weight and noise.

Выпрямители используются для питания нагрузки постоянного тока, и являются наиболее проработанным и широко распространенным видом среди всей преобразовательной техники. Основы работы и алгоритмов управления классических трехфазных выпрямителей широко освещены в различной литературе, как учебной, так и научной [1, 2, 3].Rectifiers are used to power a DC load, and are the most developed and widespread type among all converting equipment. The basics of operation and control algorithms of classical three-phase rectifiers are widely covered in various literature, both educational and scientific [1, 2, 3].

В последнее десятилетие полупроводниковой промышленностью освоено производство мощных полностью управляемых ключей с высокими параметрами - на практически весь диапазон напряжений и токов, которые востребованы при построении полупроводниковых выпрямителей, что дало новый толчок к их развитию.In the last decade, the semiconductor industry has mastered the production of powerful fully controllable switches with high parameters - for almost the entire range of voltages and currents that are in demand in the construction of semiconductor rectifiers, which gave a new impetus to their development.

Произошло внедрение импульсных преобразователей напряжения, в том числе выпрямителей, имеющих повышенную частоту коммутации, которая во много раз превышает частоту питающей сети, и гораздо больше - по сравнению с классическими преобразователями. Однако это приводит к росту тепловыделения ключей, и снижению надежности их работы - поскольку процесс коммутации является самым напряженным режимом работы, сопровождаемым выбросами напряжения при разрыве кривой тока. Перечисленные причины обуславливают целесообразность развития также и классической преобразовательной техники, основанной на коммутации по алгоритмам кусочно-синусоидальной модуляции - в которой используются фрагменты напряжения фаз питающих напряжений, имеющих тот или иной период (длительность) между моментами коммутации и фазовый сдвиг.The introduction of pulse voltage converters, including rectifiers, has an increased switching frequency, which is many times higher than the frequency of the mains, and much more compared to classical converters. However, this leads to an increase in the heat dissipation of the keys, and a decrease in the reliability of their operation - since the switching process is the most stressful mode of operation, accompanied by voltage surges when the current curve breaks. The listed reasons determine the expediency of the development of the classical converting technique, based on switching according to piecewise sinusoidal modulation algorithms - in which fragments of the voltage phases of the supply voltages having one or another period (duration) between the moments of switching and phase shift are used.

На фигуре 1 показана принципиальная схема трехфазного выпрямителя на основе трехфазного моста (коммутатора), с использованием тиристоров. Также в схеме возможна установка неуправляемых диодов, в случае если нет необходимости регулировать уровень выходного напряжения. Такая схема является базовой для всех многофазных полупроводниковых выпрямителей, и подробно описана в литературе [1, 2], включая алгоритмы управления.The figure 1 shows a schematic diagram of a three-phase rectifier based on a three-phase bridge (switch), using thyristors. It is also possible to install uncontrolled diodes in the circuit, if there is no need to adjust the output voltage level. Such a circuit is basic for all multiphase semiconductor rectifiers, and is described in detail in the literature [1, 2], including control algorithms.

На фигуре 2 показан график выходного напряжения упомянутого выше трехфазного выпрямителя, длительность графика составляет 2π (360°), то есть период питающей сети. Из графика очевидно, что за период питающей сети формируется шесть пульсаций выходного напряжения выпрямителя. Число пульсаций выпрямленного напряжения определяет его качество и является одним из параметров, характеризующих его качество.The figure 2 shows a graph of the output voltage of the above three-phase rectifier, the duration of the graph is 2π (360 °), that is, the period of the mains. From the graph it is obvious that during the period of the supply network, six ripples of the output voltage of the rectifier are formed. The number of ripples of the rectified voltage determines its quality and is one of the parameters characterizing its quality.

На фигуре 3 показана принципиальная схема выпрямителя, имеющего два трехфазных моста, соединенных между собой последовательно-согласно. Напряжения трехфазных мостов суммируются, что при наличии фазового сдвига между питающими обмотками приводит к удвоению числа пульсаций выходного напряжения. Напряжения питающих трехфазных обмоток задают равными между собой, для получения симметричных пульсаций в режиме с естественной коммутацией. Таким образом, отличительный признак уровня техники - использование фазового сдвига питающих напряжений в каналах выпрямления, и равная их пропорция (уровень). Представленная на фигуре 3 принципиальная схема используется в способе выпрямления, выбранном за основной прототип, однако путем особой последовательности действий (то есть алгоритма коммутации ключей) реализовано получение 12-ти пульсаций выпрямленного напряжения без использования фазового сдвига питающих обмоток. Главное достоинство основного прототипа - отказ в реализующем его устройстве от обмоток типа треугольник и зигзаг, что позволяет снизить массу и габариты. Однако, для получения симметричных пульсаций, а таким образом, и наименьшего коэффициента пульсаций - используется сложная пропорция питающих напряжений, что может быть не очень удобно при ее реализации на основе трансформатора.Figure 3 shows a schematic diagram of a rectifier having two three-phase bridge connected in series according to one another. The voltages of three-phase bridges are summed, which in the presence of a phase shift between the supply windings leads to a doubling of the number of ripples of the output voltage. The voltages of the supplying three-phase windings are set equal to each other, to obtain symmetrical ripples in the mode with natural switching. Thus, a hallmark of the prior art is the use of a phase shift of the supply voltage in the rectification channels, and their equal proportion (level). The schematic diagram shown in figure 3 is used in the rectification method selected for the main prototype, however, through a special sequence of actions (i.e., a key switching algorithm), 12 ripples of the rectified voltage are obtained without using a phase shift of the supply windings. The main advantage of the main prototype is the refusal in the device that implements it of the windings of the triangle and zigzag type, which allows to reduce weight and dimensions. However, to obtain symmetrical ripples, and thus the lowest ripple coefficient, a complex proportion of supply voltages is used, which may not be very convenient when implemented on the basis of a transformer.

На фигуре 4 показаны графики напряжений в основном прототипе [3]. Здесь 1 - это напряжение основного канала с большим числом витков, 2 -напряжение дополнительного канала с меньшим числом витков. Выходные напряжения обоих каналов суммируются между собой, причем полярность напряжений совпадает. Это обеспечивает формирование напряжения с 12-ю пульсациями на выходе схемы. Данный способ выпрямления может быть реализован на основе классической схемы с последовательным соединением каналов (мостов), как это показано на фигуре 3-й отличается от известных ранее алгоритмов управления выпрямителем. То есть технический эффект основного прототипа достигается именно последовательностью действий - а не устройством, его реализующим.The figure 4 shows the voltage graphs in the main prototype [3]. Here 1 is the voltage of the main channel with a large number of turns, 2 is the voltage of the additional channel with a smaller number of turns. The output voltages of both channels are combined with each other, and the polarity of the voltages coincides. This ensures the formation of voltage with 12 ripples at the output of the circuit. This rectification method can be implemented on the basis of a classical circuit with a serial connection of channels (bridges), as shown in figure 3, differs from previously known rectifier control algorithms. That is, the technical effect of the main prototype is achieved precisely by the sequence of actions - and not by the device that implements it.

На фигуре 5 показаны графики напряжения в предлагаемом решении. Здесь 1 - это напряжение основного канала с большим числом витков, 2 - напряжение дополнительного канала с меньшим числом витков, 3 - общее напряжение двух каналов. Из графиков видно основной отличительный признак предлагаемого решения - формирование напряжения отрицательной полярности в дополнительном канале, то есть его вычитание из выходного напряжения основного канала. В результате, напряжение дополнительного канала не имеет постоянной составляющей и взаимодействует с пульсациями напряжения основного канала, приводя не только к снижению их амплитуды, но и увеличению числа пульсаций выходного напряжения выпрямителя.The figure 5 shows the voltage graphs in the proposed solution. Here 1 is the voltage of the main channel with a large number of turns, 2 is the voltage of the additional channel with a smaller number of turns, 3 is the total voltage of two channels. From the graphs you can see the main distinguishing feature of the proposed solution is the formation of a voltage of negative polarity in the additional channel, that is, its subtraction from the output voltage of the main channel. As a result, the voltage of the auxiliary channel does not have a constant component and interacts with the voltage ripples of the main channel, leading not only to a decrease in their amplitude, but also to an increase in the number of ripples in the output voltage of the rectifier.

Как это видно на фигуре 5, напряжение дополнительного канала не содержит постоянной составляющей, и совпадает по фазе с пульсациями в основном канале - но имеет противоположную полярность. Таким образом, максимуму пульсации основного канала соответствует максимум пульсации дополнительного канала, имеющего другую полярность.As can be seen in figure 5, the voltage of the additional channel does not contain a constant component, and coincides in phase with the ripples in the main channel - but has the opposite polarity. Thus, the maximum ripple of the main channel corresponds to the maximum ripple of the additional channel having a different polarity.

Происходит компенсация размаха пульсаций выходного напряжения предлагаемого решения, что более эффективно, чем сложение пульсаций. Симметрия (равенство) пульсаций выходного напряжения обеспечивается при определенной пропорции двух каналов, которая равна 4 к 1. Большее напряжение соответствует основному каналу, меньшее напряжение соответствует дополнительному каналу.Compensation of the amplitude of the ripple of the output voltage of the proposed solution occurs, which is more effective than the addition of ripple. The symmetry (equality) of the ripple of the output voltage is ensured with a certain proportion of two channels, which is 4 to 1. More voltage corresponds to the main channel, less voltage corresponds to the additional channel.

Как известно из литературы [2, 3], в трехфазной сети точки перехода полуволн напряжения повторяются через 60 электрических градусов, таким образом, такие точки являются моментами отсчета фазовых сдвигов для периодов коммутации любого алгоритма преобразования [2]. Это используют при описании алгоритмов, а также в узлах синхронизации устройств их реализующих. Из литературы известно, что все фазы имеют симметричный сдвиг, поэтому полуволны напряжений чередуются в последовательности следования фаз, причем спадающий фронт полуволны сменяет восходящий. Это означает, что принципиально возможно создание любого алгоритма коммутации трехфазного напряжения, когда переключения происходят в точках пересечения полуволн между собой (т.е. равенства их напряжений), называемых точками естественной коммутации - восходящие и спадающие фрагменты напряжений при этом будут чередоваться [1, 2]. Как это видно из фигуры 5, период между коммутациями в дополнительном канале составляет 30 электрических градусов, при нулевом фазовом сдвиге относительно точек равенства нулю напряжений полуволн отрицательной полярности.As is known from the literature [2, 3], in the three-phase network, the half-wave transition points of the voltage are repeated after 60 electrical degrees, thus, such points are the moments of the reference phase shifts for the switching periods of any transformation algorithm [2]. This is used in the description of algorithms, as well as in synchronization nodes of devices implementing them. From the literature it is known that all phases have a symmetric shift, therefore, half-waves of stress alternate in the sequence of phases, and the falling front of the half-wave replaces the rising one. This means that it is fundamentally possible to create any three-phase voltage switching algorithm, when switching occurs at the intersection points of the half-waves with each other (i.e., the equalities of their voltages), called the points of natural switching - ascending and falling voltage fragments will alternate [1, 2 ]. As can be seen from figure 5, the period between switching in the additional channel is 30 electrical degrees, with a zero phase shift relative to the points of equal zero voltage half-waves of negative polarity.

В таблице 1 представлена последовательность управления основного и дополнительно каналов в предлагаемом решении. Из таблицы видно, что период между коммутациями основного канала составляет 60 электрических градусов (π/3), период между коммутациями в дополнительном канале равен 30 электрическим градусам (π/6).Table 1 presents the control sequence of the main and additional channels in the proposed solution. The table shows that the period between switching of the main channel is 60 electrical degrees (π / 3), the period between switching in the additional channel is 30 electrical degrees (π / 6).

Figure 00000001
Figure 00000001

Автор считает, что наиболее подходящими для реализующего данный способ выпрямления устройства являются полностью управляемые ключи, которые могут и открываться и закрываться независимо по сигналам системы управления. К таким ключам относятся полностью управляемые тиристоры типа GTO и IGCT. Полярность включения выхода мостов двух каналов является согласной, что необходимо, поскольку ток в нагрузку протекает только в положительной полярности - определяемой полярностью основного канала. Отрицательное напряжение дополнительного канала вычитается при этом из напряжения основного канала, однако ключи в дополнительном канале останутся открытыми, так как направление протекания тока будет совпадать с полярностью их включения - а напряжение дополнительного канала много меньше, чем в основном.The author believes that the most suitable keys for implementing this method of straightening the device are fully controllable keys, which can be opened and closed independently by signals from the control system. These keys include fully controllable thyristors such as GTO and IGCT. The polarity of the inclusion of the output of the bridges of the two channels is consonant, which is necessary, since the current flows into the load only in the positive polarity - determined by the polarity of the main channel. The negative voltage of the additional channel is then subtracted from the voltage of the main channel, however, the keys in the additional channel will remain open, since the direction of the current flow will coincide with the polarity of their inclusion - and the voltage of the additional channel is much less than basically.

Отличие предлагаемого способа преобразования частоты от прототипа заключается в использовании компенсации переменной составляющей пульсаций напряжения основного канала - напряжением противоположной полярности дополнительного канала, в котором отсутствует постоянная составляющая. Таким образом, напряжение дополнительного канала не имеет уровня постоянной составляющей, и взаимодействует только с переменной составляющей выходного напряжения основного канала, уменьшая ее. Такое решение применяется впервые в преобразовательной технике, и кардинально отличает предлагаемый способ выпрямления напряжения от всех прочих. Для обеспечения симметричности пульсаций выходного напряжения двухканального выпрямителя используют особую пропорцию питающих напряжений основного и дополнительного канала, составляющую 4 к 1 соответственно. Все это в результате и обеспечивает выходное постоянное напряжение с двенадцатью пульсациями.The difference between the proposed method of frequency conversion from the prototype is to use the compensation of the variable component of the ripple voltage of the main channel - voltage of the opposite polarity of the additional channel, in which there is no constant component. Thus, the voltage of the auxiliary channel does not have a constant component level, and interacts only with the variable component of the output voltage of the main channel, reducing it. Such a solution is used for the first time in the converter technology, and fundamentally distinguishes the proposed method of voltage rectification from all others. To ensure the symmetry of the ripple of the output voltage of the two-channel rectifier, a special proportion of the supply voltages of the main and additional channels is used, which is 4 to 1, respectively. All this as a result and provides an output constant voltage with twelve ripples.

Заявляемый способ является новым решением, имеющим следующие принципиальные отличия от прототипа:The inventive method is a new solution having the following fundamental differences from the prototype:

- задают длительность периодов коммутации в дополнительном канале равной 30 электрическим градусам при фазовом сдвиге фрагментов, равном 0 электрических градусов для восходящих фронтов, и 30 электрических градусов для нисходящих фронтов, отсчитываемом от моментов равенства нулю полуволн в фазах;- set the duration of the switching periods in the additional channel equal to 30 electrical degrees with a phase shift of fragments equal to 0 electrical degrees for ascending fronts, and 30 electrical degrees for descending fronts, counted from the moments of zero half-waves in phases;

- восходящие и нисходящие фронты отрицательных полуволн в дополнительном канале чередуются;- ascending and descending fronts of negative half-waves in the additional channel alternate;

- задают соотношение напряжений основного и дополнительного каналов в пропорции 4 к 1 соответственно.- set the voltage ratio of the primary and secondary channels in a ratio of 4 to 1, respectively.

Таким образом, совокупность существенных признаков изобретения приводит к новому техническому результату - уменьшению числа витков питающей обмотки и снижению уровней коммутационных выбросов.Thus, the set of essential features of the invention leads to a new technical result - reducing the number of turns of the supply winding and lower levels of switching emissions.

Данное решение является новым, и вся совокупность отличительных признаков ранее неизвестна из уровня техники.This solution is new, and the entire set of distinctive features is previously unknown from the prior art.

Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена принципиальная схема трехфазного выпрямителя. На фигуре 2 изображен график выходного напряжения трехфазного выпрямителя. На фигуре 3 изображена принципиальная схема двухканального выпрямителя. На фигуре 4 изображены графики напряжений основного прототипа. Здесь 1 - напряжение основного канала, 2 - напряжение дополнительного канала, 3 - выходное напряжение двухканального выпрямителя. На фигуре 5 изображены графики напряжений предлагаемого решения. Здесь 1 - напряжение основного канала, 2 - напряжение дополнительного канала, 3 -выходное напряжение двухканального выпрямителя.A brief description of the drawings. The figure 1 shows a schematic diagram of a three-phase rectifier. The figure 2 shows a graph of the output voltage of a three-phase rectifier. The figure 3 shows a schematic diagram of a two-channel rectifier. The figure 4 shows the voltage graphs of the main prototype. Here 1 is the voltage of the main channel, 2 is the voltage of the auxiliary channel, 3 is the output voltage of the two-channel rectifier. The figure 5 shows the voltage graphs of the proposed solution. Here 1 is the voltage of the main channel, 2 is the voltage of the auxiliary channel, 3 is the output voltage of the two-channel rectifier.

Список использованной литературы.List of used literature.

1. Карташов Р.П., А.К. Кулиш, Э.М. Чехет Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. / Киев: ТЕХНИКА, 1979. - стр. 152.1. Kartashov R.P., A.K. Kulish, E.M. Case Thyristor frequency converters with artificial switching. / Kiev: TECHNOLOGY, 1979. - p. 152.

2. Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М. Судовые полупроводниковые преобразователи: учебник. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2015. - 556 с.2. Dmitriev B.F., Ryabenky V.M., Cherevko A.I., Music M.M. Marine semiconductor converters: a textbook. - Arkhangelsk: Publishing House of NArFU, 2015 .-- 556 p.

3. Коптяев Е.Н., Балашевич В.М., Абрамов С.С. Выпрямитель с "боковыми" пульсациями для вставок постоянного тока. // Электричество. - 2017. - №7. - с. 55-59.3. Koptyaev E.N., Balashevich V.M., Abramov S.S. Rectifier with "side" ripple for DC inserts. // Electricity. - 2017. - No. 7. - from. 55-59.

Claims (1)

Способ выпрямления напряжения, основанный на питании каждого из двух каналов от трехфазных источников напряжения, далее коммутировании питающих напряжений, длительность периодов коммутации в основном канале задают равной 60 электрическим градусам при фазовом сдвиге относительно начала полуволн в фазах, равном 60 электрическим градусам, суммировании выходных напряжений каналов, отличающийся тем, что задают длительность периодов коммутации в дополнительном канале равной 30 электрическим градусам при фазовом сдвиге, равном 0 электрических градусов относительно моментов равенства нулю отрицательных полуволн в фазах для восходящих полуволн и равном 30 электрических градусов для нисходящих фронтов, при чередовании восходящих и нисходящих фронтов задают соотношение напряжений основного и дополнительного каналов в пропорции 4 к 1 при отрицательной полярности дополнительного канала.The method of voltage rectification, based on the supply of each of the two channels from three-phase voltage sources, then switching the supply voltages, the duration of the switching periods in the main channel is set to 60 electrical degrees with a phase shift relative to the beginning of half waves in phases equal to 60 electrical degrees, summing the output voltage of the channels characterized in that the duration of the switching periods in the additional channel is set to 30 electrical degrees with a phase shift of 0 electrical x degrees relative to the vanishing points in the negative half-waves of the phases for the uplink half-waves and equal to 30 electrical degrees downward fronts alternation of ascending and descending fronts set voltage ratio of the main and additional channels in a ratio of 4 to 1 at negative polarity supplemental channel.
RU2019101315A 2019-01-16 2019-01-16 Double-channel straightening method RU2703984C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101315A RU2703984C2 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Double-channel straightening method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101315A RU2703984C2 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Double-channel straightening method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019101315A RU2019101315A (en) 2019-03-04
RU2019101315A3 RU2019101315A3 (en) 2019-09-19
RU2703984C2 true RU2703984C2 (en) 2019-10-23

Family

ID=65632489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019101315A RU2703984C2 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Double-channel straightening method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703984C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802419C1 (en) * 2023-03-10 2023-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Adjustable transformer-rectifier device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307763B1 (en) * 1999-12-20 2001-10-23 Powerware Corporation Twelve-pulse rectifiers including separate six-pulse controllers and methods of controlling same
FR2880739A1 (en) * 2005-01-07 2006-07-14 Technofan Sa STAGE OF RECOVERY OF A THREE-PHASE CURRENT.
RU139772U1 (en) * 2013-10-30 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Северное производственное объединение "Арктика" THREE-PHASE RECTIFIER WITH IMPROVED OVERALL INDICATORS
WO2015004622A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Itw Gse Aps 12-pulse rectifier with input capacitors for power factor improvement
JP2015527868A (en) * 2012-09-05 2015-09-17 アーベーベー テクノロジー アクチエンゲゼルシャフトABB Technology AG Interleaved 12-pulse rectifier
US9692311B2 (en) * 2013-08-29 2017-06-27 Korea Electric Power Corporation High-voltage direct current converter including a 12-pulse diode recitifier connected in series with a voltage-source converter
RU2639048C2 (en) * 2015-03-30 2017-12-19 Евгений Николаевич Коптяев Method of frequency conversion
RU2018137950A (en) * 2018-10-29 2018-12-06 Евгений Николаевич Коптяев METHOD FOR TWO-CHANNEL FREQUENCY CONVERSION

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307763B1 (en) * 1999-12-20 2001-10-23 Powerware Corporation Twelve-pulse rectifiers including separate six-pulse controllers and methods of controlling same
FR2880739A1 (en) * 2005-01-07 2006-07-14 Technofan Sa STAGE OF RECOVERY OF A THREE-PHASE CURRENT.
JP2015527868A (en) * 2012-09-05 2015-09-17 アーベーベー テクノロジー アクチエンゲゼルシャフトABB Technology AG Interleaved 12-pulse rectifier
WO2015004622A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Itw Gse Aps 12-pulse rectifier with input capacitors for power factor improvement
US9692311B2 (en) * 2013-08-29 2017-06-27 Korea Electric Power Corporation High-voltage direct current converter including a 12-pulse diode recitifier connected in series with a voltage-source converter
RU139772U1 (en) * 2013-10-30 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Северное производственное объединение "Арктика" THREE-PHASE RECTIFIER WITH IMPROVED OVERALL INDICATORS
RU2639048C2 (en) * 2015-03-30 2017-12-19 Евгений Николаевич Коптяев Method of frequency conversion
RU2018137950A (en) * 2018-10-29 2018-12-06 Евгений Николаевич Коптяев METHOD FOR TWO-CHANNEL FREQUENCY CONVERSION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802419C1 (en) * 2023-03-10 2023-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Adjustable transformer-rectifier device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019101315A3 (en) 2019-09-19
RU2019101315A (en) 2019-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU185666U1 (en) MULTI-PHASE VESSEL ELECTRIC MOVEMENT SYSTEM
Pulikanti et al. DC-link voltage ripple compensation for multilevel active-neutral-point-clamped converters operated with SHE-PWM
EP3682538B1 (en) Pulse width modulation control for a multilevel converter
RU105091U1 (en) HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER
RU2014108669A (en) SYSTEM AND METHOD FOR ENERGY CONVERSION
RU2365019C1 (en) Current phase-to-phase distributor
RU2357352C1 (en) Three-phase high ac voltage converter
RU2703984C2 (en) Double-channel straightening method
RU2379818C1 (en) Device for interphase current distribution
RU2566365C1 (en) Method of step-link control of output voltage for rectifier based on transformer with rotating magnetic field
RU2691635C2 (en) Double-channel frequency conversion method
RU195700U1 (en) SEMICONDUCTOR CONVERTER
RU187809U1 (en) MULTI-PHASE SYSTEM OF ELECTRIC MOTION OF VESSELS WITH A SWITCH IN NEUTRAL
RU2156024C1 (en) Three-phase sine-voltage regulator with high- frequency section
GB2050083A (en) Electrical converter
RU2469457C1 (en) Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions)
WO2015124461A1 (en) Apparatus and method for reducing harmonics
RU83878U1 (en) AC / DC COMBINED POWER SUPPLY DEVICE
RU2567747C1 (en) Three-phase balancing device and method of its control
SU1001380A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
RU148288U1 (en) HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER WITH ACTIVE RECTIFIERS
RU2691623C2 (en) Method of two-channel direct conversion of frequency
RU2717833C1 (en) Voltage regulation method in three-phase electric network
RU2366068C1 (en) Method of converting direct voltage to alternating voltage
RU187622U1 (en) REVERSE MULTI-PHASE RECTIFIER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210117