RU2713389C2 - Multi-zone dc/ac converter - Google Patents
Multi-zone dc/ac converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713389C2 RU2713389C2 RU2018121848A RU2018121848A RU2713389C2 RU 2713389 C2 RU2713389 C2 RU 2713389C2 RU 2018121848 A RU2018121848 A RU 2018121848A RU 2018121848 A RU2018121848 A RU 2018121848A RU 2713389 C2 RU2713389 C2 RU 2713389C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- valves
- controlled
- load
- uncontrolled
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion 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
- H02M7/21—Conversion 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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion 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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования постоянного тока в регулируемый переменный, и может быть использовано в регулируемых электроприводах переменного тока и в качестве регулируемого второго преобразователя в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного напряжения.The present invention relates to semiconductor converters of electrical energy intended for converting direct current into a controlled alternating current, and can be used in controlled alternating current electric drives and as an adjustable second converter in frequency converters with an intermediate DC voltage link.
Известен преобразователь постоянного тока в переменный (Максимов Евгений Андреевич, «Автономный инвертор тока» патент №2045812 Н02М 7/515 от 28.06.1993), который содержит источник тока, к выводам которого подключены управляемые вентили с последовательно соединенными диодами, образующие анодную (катодную) группу вентилей преобразователя постоянного тока в переменный, то есть инвертора тока.A known DC-to-AC converter (Maksimov Evgeny Andreevich, "Autonomous current inverter" patent No. 2045812 Н02М 7/515 from 06/28/1993), which contains a current source, to the terminals of which are connected controlled valves with series-connected diodes forming the anode (cathode) a group of valves of a DC-to-AC converter, i.e. a current inverter.
Поскольку инвертор собран по мостовой схеме, то при больших напряжениях питания обратное напряжение на вентилях достигает величины двойного значения амплитуды выходного напряжения, а также увеличивается количество последовательно включенных управляемых вентилей, если используются вентили низкого класса.Since the inverter is assembled according to the bridge circuit, at high supply voltages, the reverse voltage at the valves reaches a double value of the output voltage amplitude, and the number of controllable valves connected in series increases if low-class valves are used.
Кроме того, известен многозонный преобразователь постоянного тока в переменный (Волков А.Г., Зиновьев Г.С. «Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный», патент №2523001 Н02М 7/217 от 19.11.2012), являющийся прототипом, содержащий источник тока и три одинаковых вентильных комплекта, соединенных средней точкой с соответствующей фазой нагрузки. Каждый из вентильных комплектов состоит из двух групп управляемых однонаправленных вентилей - первой анодной и второй катодной группы, подключенных к источнику постоянного тока. Причем, первая группа подключена анодами к «+» источника постоянного тока, а катодами - к фазе А нагрузки. Вторая группа подключена анодами к фазе А нагрузки, а катодами - к «-» источника постоянного тока фазы.In addition, a multi-zone DC to AC converter is known (A. Volkov, G. Zinoviev, “Multi-zone DC to AC converter”, Patent No. 2523001 Н02М 7/217 of 11/19/2012), which is a prototype containing a current source and three identical valve sets connected by a midpoint to the corresponding load phase. Each of the valve sets consists of two groups of controlled unidirectional valves - the first anode and second cathode groups connected to a DC source. Moreover, the first group is connected by anodes to the “+” of the DC source, and by cathodes to the phase A of the load. The second group is connected by anodes to the phase A of the load, and by cathodes to the “-” of the DC source of the phase.
Второй аналогичный вентильный комплект подключен анодами первой группы n управляемых однонаправленных вентилей с анодами первой группы управляемых однонаправленных вентилей первого вентильного комплекта, а также с «+» источника постоянного тока. Вторая же группа n управляемых однонаправленных вентилей второго вентильного комплекта, в свою очередь, соединена катодами с катодами второй группы однонаправленных управляемых вентилей первого вентильного комплекта, а также с «-» источника постоянного тока, а анодами соединена с катодами первой группы n управляемых однонаправленных вентилей второго вентильного комплекта, а также с фазой В нагрузки.The second similar valve set is connected by the anodes of the first group of n controlled unidirectional valves with the anodes of the first group of controlled unidirectional valves of the first valve set, as well as a “+” DC source. The second group of n controlled unidirectional valves of the second valve set, in turn, is connected by cathodes to the cathodes of the second group of unidirectional controlled valves of the first valve set, and also with a “-” direct current source, and the anodes are connected to the cathodes of the first group of n controlled unidirectional valves of the second valve set, and also with phase B of loading.
Третий вентильный комплект подключен анодами первой группы n управляемых однонаправленных вентилей с анодами первой группы n однонаправленных управляемых вентилей второго вентильного комплекта, а также с «+» источника постоянного тока. Вторая же группа n управляемых однонаправленных вентилей второго вентильного комплекта, в свою очередь, соединена катодами с катодами второй группы n однонаправленных управляемых вентилей второго вентильного комплекта, а также с «-» источника постоянного тока, а анодами соединена с катодами первой группы n однонаправленных управляемых вентилей третьего вентильного комплекта, а также с фазой С нагрузки.The third valve set is connected by the anodes of the first group of n controlled unidirectional valves with the anodes of the first group of n unidirectional controlled valves of the second valve set, as well as a “+” DC source. The second group of n controlled unidirectional valves of the second valve set, in turn, is connected by cathodes to the cathodes of the second group of n unidirectional controlled valves of the second valve set, and also with a “-” DC source, and the anodes are connected to the cathodes of the first group of n unidirectional controlled valves third valve kit, as well as phase C load.
Недостатком преобразователя является его сложность, большое количество полупроводниковых элементов и высокие массогабаритные параметры.The disadvantage of the converter is its complexity, a large number of semiconductor elements and high weight and size parameters.
Задачей предлагаемого изобретения является создание более простого многозонного преобразователя постоянного тока в переменный с уменьшенным количеством неуправляемых вентилей и улучшенными массогабаритными параметрами.The objective of the invention is to provide a simpler multi-zone DC / AC converter with a reduced number of uncontrolled valves and improved weight and size parameters.
Поставленная задача достигается тем, что в преобразователе постоянного тока в переменное, содержащий источник тока и 3-фазную мостовую схему, в которой каждое плечо моста выполнено из 2 групп n последовательно включенных управляемых вентилей, каждая из которых выполнена в виде последовательного соединения n управляемых вентилей и неуправляемого вентиля, к точкам соединения вентилей в каждой группе в каждом плече моста введены дополнительно две группы неуправляемых вентилей, причем первая группа n управляемых вентилей подключена катодом крайнего неуправляемого вентиля к нагрузке, а анодом другого крайнего управляемого вентиля группы - к «+» источника тока, вторая же группа управляемых вентилей подключена анодом крайнего неуправляемого вентиля к нагрузке, а катодом другого крайнего управляемого вентиля - к «-» источника тока, при этом между катодом и анодом последовательно включенных управляемых вентилей первой группы и нагрузкой включены диоды первой дополнительной группы, катодами к нагрузке, аналогично, между катодом и анодом управляемых вентилей второй группы и нагрузкой также включены диоды второй дополнительной группы, анодами к нагрузке.The problem is achieved in that in a DC-to-AC converter containing a current source and a 3-phase bridge circuit, in which each bridge arm is made of 2 groups of n controllable valves connected in series, each of which is made in the form of a series connection of n controlled valves and uncontrolled valve, to the connection points of the valves in each group in each arm of the bridge two additional groups of uncontrolled valves are introduced, and the first group of n controlled valves is connected by a cathode of the extreme uncontrolled valve to the load, and the anode of the other extreme controlled valve of the group to the “+” current source, the second group of controlled valves is connected by the anode of the extreme uncontrolled valve to the load, and the cathode of the other extreme controlled valve to the “-” of the current source, between the cathode and anode of the series-connected controlled valves of the first group and the load, the diodes of the first additional group are turned on, the cathodes to the load, similarly, between the cathode and anode of the controlled valves of the second group and The diodes of the second additional group, anodes to the load, are also included.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя на примере двузонного, на фиг. 2 приведена диаграмма выходного тока и напряжения для второго поддиапазона регулирования. На фиг. 3 приведена диаграмма выходного тока и напряжения для первого поддиапазона регулирования. Преобразователь постоянного тока в переменный (фиг. 1) содержит источник тока 1. Для каждой фазы выходного тока существует 3 одинаковых вентильных комплекта (2, 3, 4), один из которых будет рассмотрен ниже. Вентильный комплект состоит из первой группы n последовательно включенных управляемых вентилей 5 (в рассматриваемой фиг. 1 с n=2 выполнена в виде последовательного соединения управляемых вентилей 17, 18 и неуправляемого вентиля 19), подключенной катодом к средней точке конденсаторов 38, 39 нагрузки фазы А 35 и анодом к «+» источника входного тока 1, а также второй группы n-последовательно включенных управляемых вентилей 6 (в рассматриваемой фиг. 1 с n=2 выполнена в виде последовательного соединения управляемых вентилей 21, 22 и неуправляемого вентиля 20), подключенных анодом к средней точке конденсаторов 38, 39 нагрузки фазы А 35 и катодом к «-» входного источника тока 1 нагрузки преобразователя, при этом между катодом и анодом последовательно включенных управляемых вентилей 17 и 18 первой группы 5 n-последовательно включенных управляемых вентилей и нагрузкой 35 включены диоды первой дополнительной группы 11, состоящих из n-1 неуправляемых вентилей, катодами к нагрузке, аналогично, между катодом и анодом управляемых вентилей 21 и 22 второй группы 6 n-последовательно включенных управляемых вентилей и нагрузкой также включены диоды второй дополнительной группы 12, состоящих из n-1 неуправляемых вентилей, анодами к нагрузке.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed Converter on the example of two-zone, in FIG. 2 is a diagram of the output current and voltage for the second control sub-range. In FIG. 3 is a diagram of the output current and voltage for the first control sub-range. The DC to AC converter (Fig. 1) contains a
Вентильный комплект 3 фазы В выходного тока состоит из двух групп n-последовательно включенных управляемых вентилей 7 и 8, которые в свою очередь состоят из управляемых вентилей 23, 24, 27, 28 и неуправляемых вентилей 25, 26, а также двух групп неуправляемых вентилей 13 и 14, и подключаются к конденсаторному делителю 40, 41 фазы В нагрузки 36, аналогично вентильному комплекту 2.The valve set 3 phases of the output current consists of two groups of n-series-connected controlled valves 7 and 8, which in turn consist of controlled
Вентильный комплект 4 фазы С выходного тока состоит из двух групп n-последовательно включенных управляемых вентилей 9 и 10, которые в свою очередь состоят из управляемых вентилей 29, 30, 33, 34 и неуправляемых вентилей 31, 32, а также двух групп неуправляемых вентилей 15 и 16, и подключаются к конденсаторному делителю 42, 43 фазы С нагрузки 37, аналогично вентильному комплекту 2.The valve set of the 4 phase C output current consists of two groups of n-series-connected controlled
Устройство работает следующим образом. Весь диапазон регулирования выходного тока разделен на n поддиапазонов, в рассматриваемом случае на n=2 поддиапазона. Во втором поддиапазоне импульсы управления, сгенерированные по принципу синусоидальной модуляции с нулевыми интервалами времени, подаются на вентили 17, 18, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 29, 30, 33, 34 вентильных групп управляемых вентилей 5, 6, 7, 8, 9, 10 соответственно. Мгновенное значение выходного тока на нагрузке во втором поддиапазоне регулирования возрастает до максимального значения, как показано на фиг. 2, где наряду с выходным током показаны фазные напряжения нагрузки.The device operates as follows. The entire range of regulation of the output current is divided into n subbands, in this case, n = 2 subbands. In the second subband, control pulses generated by the principle of sinusoidal modulation with zero time intervals are fed to
В первом поддиапазоне регулирования импульсы управления, сгенерированные по принципу синусоидальной модуляции с нулевыми интервалами времени, подаются на вентили 17, 22, 23, 28, 29, 34 вентильных групп управляемых вентилей 5, 6, 7, 8, 9, 10 соответственно. На вентили 18, 21, 24, 27, 30, 33 импульсы управления не подаются. Мгновенное значение выходного тока на нагрузке в первом поддиапазоне регулирования возрастает до максимального значения, как показано на фиг. 3, где наряду с выходным током показаны фазные напряжения нагрузки.In the first control sub-range, control pulses generated by the principle of sinusoidal modulation with zero time intervals are supplied to the
Реализация групп n последовательно включенных управляемых вентилей 5, 6, 7, 8, 9, 10 с меньшим количеством неуправляемых вентилей в каждой из групп позволяет уменьшить массогабаритные показатели многозонного преобразователя постоянного напряжения в переменное. Таким образом, создан более простой многозонный преобразователь постоянного тока в переменный, имеющий лучшие массогабаритные показатели за счет меньшего количества неуправляемых вентилей.The implementation of the groups of n sequentially connected controlled
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121848A RU2713389C2 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Multi-zone dc/ac converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121848A RU2713389C2 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Multi-zone dc/ac converter |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018121848A3 RU2018121848A3 (en) | 2019-12-13 |
RU2018121848A RU2018121848A (en) | 2019-12-13 |
RU2713389C2 true RU2713389C2 (en) | 2020-02-05 |
Family
ID=69005079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121848A RU2713389C2 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Multi-zone dc/ac converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713389C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2045812C1 (en) * | 1993-06-28 | 1995-10-10 | Евгений Андреевич Максимов | Self-contained current inverter |
CN102130613A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-20 | 电力集成公司 | Power converter having a switch coupled between windings |
RU2523001C2 (en) * | 2012-11-19 | 2014-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | Multizone direct to alternate current converter |
-
2018
- 2018-06-13 RU RU2018121848A patent/RU2713389C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2045812C1 (en) * | 1993-06-28 | 1995-10-10 | Евгений Андреевич Максимов | Self-contained current inverter |
CN102130613A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-20 | 电力集成公司 | Power converter having a switch coupled between windings |
RU2523001C2 (en) * | 2012-11-19 | 2014-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | Multizone direct to alternate current converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018121848A3 (en) | 2019-12-13 |
RU2018121848A (en) | 2019-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9325252B2 (en) | Multilevel converter systems and sinusoidal pulse width modulation methods | |
US9831778B2 (en) | Power-converting device and power conditioner using the same | |
US9859814B2 (en) | Method and apparatus for independent control of multiple power converter sources | |
US10079558B2 (en) | Switching scheme for static synchronous compensators using cascaded H-bridge converters | |
US20090244936A1 (en) | Three-phase inverter | |
da Silva et al. | Voltage balancing in flying capacitor converter multilevel using space vector modulation | |
Kannan et al. | A comparision of three phase 27 level inverter scheme under no load and multiple load conditions | |
KR20210004589A (en) | Multi-level converter | |
CN112930645A (en) | Flexible and efficient switching string converter | |
Mahendran et al. | Triangular multicarrier SPWM technique for nine level cascaded inverter | |
Nguyen-Van et al. | An indirect hysteresis voltage digital control for half bridge inverters | |
RU2713389C2 (en) | Multi-zone dc/ac converter | |
RU2373625C1 (en) | Variable voltage zoned regulator | |
RU2523001C2 (en) | Multizone direct to alternate current converter | |
RU2709186C1 (en) | Three-phase sinusoidal voltage stabilizer with increased frequency link | |
KR101287444B1 (en) | Multi-level Inverter and Driving Method Thereof | |
Rajesh et al. | Seven-level packed U-cell (PUC) converter with natural balancing of capacitor voltages | |
AU2012331406B2 (en) | Voltage converter having a first parallel circuit | |
RU2599624C1 (en) | Multi zone direct to alternate current converter | |
RU2368937C1 (en) | Ac voltage controller | |
KR20130062970A (en) | Multi-level inverter and driving method thereof | |
US12034301B2 (en) | Multi-way power controller and related methods | |
RU148288U1 (en) | HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER WITH ACTIVE RECTIFIERS | |
Krystkowiak et al. | Methods of Current Modulation in Diode Rectifiers | |
Gwóźdź et al. | 3-Phase Diode Rectifier with Current Modulation in DC Circuit |