RU2719549C1 - Two-phase-six-phase transformer with rotating magnetic field - Google Patents
Two-phase-six-phase transformer with rotating magnetic field Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719549C1 RU2719549C1 RU2019133088A RU2019133088A RU2719549C1 RU 2719549 C1 RU2719549 C1 RU 2719549C1 RU 2019133088 A RU2019133088 A RU 2019133088A RU 2019133088 A RU2019133088 A RU 2019133088A RU 2719549 C1 RU2719549 C1 RU 2719549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- magnetic field
- transformer
- rotating magnetic
- 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
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
- H02M5/14—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion between circuits of different phase number
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропривода и электроснабжения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, converter technology and can be used in electric drive and power supply systems.
Известен двухфазно-шестифазный трансформатор с вращающимся магнитным полем (патент RU 2333562, МПК H01F 30/14, опубл. 10.09.2008 в Бюл. №25), который можно принять за близкий аналог по признаку формирования кругового магнитного поля при помощи двухфазной системы напряжений. Он содержит четыре первичные обмотки, расположенные на тороидальном сердечнике, балластные резистор и индуктивность и многофазные вторичные обмотки. Для получения вращающегося магнитного поля первая, вторая и третья, четвертая обмотки расположены друг относительно друга на тороидальном магнитном сердечнике со сдвигом на 90°. Количество витков первой и четвертой обмоток больше в два раза, чем второй и третьей.Known two-phase-six-phase transformer with a rotating magnetic field (patent RU 2333562, IPC
Недостатком данного трансформатора является, невысокие энергетические показатели, из-за несимметричного исполнения первичных обмоток.The disadvantage of this transformer is its low energy performance, due to the asymmetrical design of the primary windings.
За прототип взят двухфазно-шестифазный трансформатор с вращающимся магнитным полем (патент RU 191500, МПК: H01F 38/18, H01F 30/14, опубл. 08.08.2019 в Бюл. №22). Он содержит шестифазную вторичную обмотку и две намотанные на тороидальном сердечнике фазные первичные обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°. При этом каждая фазная первичная обмотка содержит две полуобмотки, включенные встречно. Первичные полуобмотки подключены к источнику постоянного напряжения посредством полностью управляемых ключей, коммутация которых между двумя первичными обмотками осуществляется с фазовым сдвигом в 90° и через 180° между полуобмотками каждой первичной обмотки.The prototype is a two-phase-six-phase transformer with a rotating magnetic field (patent RU 191500, IPC: H01F 38/18,
К недостаткам прототипа, прежде всего, следует отнести большие искажения токов в первичных обмотках трансформатора и низкие в связи с этим энергетические показатели. Кроме этого, устройство - прототип имеет ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью регулирования напряжения при подключении его к нерегулируемому источнику питания.The disadvantages of the prototype, first of all, include large distortion of the currents in the primary windings of the transformer and low energy indicators in this regard. In addition, the prototype device has limited functionality associated with the inability to regulate the voltage when it is connected to an unregulated power source.
Задачей технического решения является повышение энергетических показателей и расширение функциональных возможностей.The objective of the technical solution is to increase energy performance and expand functionality.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в улучшении формы токов в первичных обмотках трансформатора, достижении вследствие этого, высокого качества кругового вращающегося магнитного поля и снижении у трансформатора магнитных и электрических потерь. Кроме этого, достигается расширение функциональных возможностей за счет возможности одновременного регулирования частоты и действующего значения напряжения в процессе преобразования двухфазной системы напряжения в шестифазную.The technical result from the solution of the problem is to improve the shape of the currents in the primary windings of the transformer, thereby achieving a high quality circular rotating magnetic field and reducing the magnetic and electrical losses of the transformer. In addition, an expansion of functionality is achieved due to the possibility of simultaneously controlling the frequency and the effective voltage value during the conversion of a two-phase voltage system into a six-phase one.
Указанный технический результат достигается тем, что первая и вторая фазные первичные обмотки подключены соответственно к выходам первого и второго однофазных мостовых инверторов напряжения, входы которых объединены и подключены к источнику постоянного напряжения, при этом оба однофазных мостовых инвертора напряжения выполнены со 180-градусным алгоритмом управления и широтно-импульсной модуляцией, а их выходные напряжения сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°.The specified technical result is achieved by the fact that the first and second phase primary windings are connected respectively to the outputs of the first and second single-phase bridge voltage inverters, the inputs of which are combined and connected to a constant voltage source, while both single-phase bridge voltage inverters are made with a 180-degree control algorithm and pulse-width modulation, and their output voltages are phase-shifted relative to each other by 90 °.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемым к нему графическим материалом, где на фиг. 1 приведена схема двухфазно-шестифазного трансформатора, а на фиг. 2 осциллограммы токов и напряжений на двухфазном входе трансформатора.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following description and the accompanying graphic material, where in FIG. 1 shows a diagram of a two-phase-six-phase transformer, and in FIG. 2 oscillograms of currents and voltages at the two-phase input of the transformer.
На фиг. 1 введены следующие обозначения: 1, 2 - первый и второй однофазные мостовые инверторы напряжения, 3, 4 - зажимы источника постоянного напряжения, 5, 6, 7, 8 - ключи первого инвертора, 9, 10, 11, 12 - ключи второго инвертора, 13, 14 - первая и вторая первичные обмотки, 15 - тороидальный сердечник магнитопровода, 16 - 21 - фазные вторичные обмотки трансформатора. На фиг. 2 показана временная диаграмма управляющих импульсов IGBT-модулей (полностью управляемые транзисторные модули), где Uy1, Uy2 - сигналы управления, подаваемые на ключи первого и второго инвертора соответственно. При этом открытое состояние ключей 5, 6 первого инвертора обеспечивает наличие положительного импульса напряжения в обмотке 13, а открытое состояние ключей 5, 7 - отсутствие напряжения в этой обмотке. Открытое состояние ключей 7, 8 обеспечивает наличие отрицательного импульса напряжения в обмотке 13, открытое состояние ключей 8, 6 - отсутствие напряжения в этой же обмотке. Работа ключей 9, 10, 11, 12 аналогична работе ключей второго инвертора 5, 6, 7, 8 соответственно, но с временным фазовым сдвигом в 90°.In FIG. 1, the following designations are introduced: 1, 2 - the first and second single-phase bridge voltage inverters, 3, 4 - clamps of a constant voltage source, 5, 6, 7, 8 - keys of the first inverter, 9, 10, 11, 12 - keys of the second inverter, 13, 14 - the first and second primary windings, 15 - the toroidal core of the magnetic circuit, 16 - 21 - phase secondary windings of the transformer. In FIG. 2 shows a timing diagram of the control pulses of IGBT modules (fully controllable transistor modules), where U y1 , U y2 are control signals supplied to the keys of the first and second inverters, respectively. In this case, the open state of the
Элементы устройства соединены следующим образом.The elements of the device are connected as follows.
Зажимы 3 и 4 трансформатора подключаются к источнику постоянного напряжения. Далее зажим 3 подключается к левым входам первого и второго инверторов, зажим 4 подключается к правым входам первого и второго инверторов. Катушка первой первичной обмотки 13 подключается к выходу первого однофазного мостового инвертора напряжения, катушка второй первичной обмотки 14 подключается к выходу второго однофазного мостового инвертора напряжения.
Двухфазно-шестифазный трансформатор с вращающимся магнитным полем работает следующим образом. На первую первичную обмотку посредством управления ключами первого инвертора, подаются импульсы постоянного напряжения, которые формируют ток близкий к синусоидальному, сдвинутый на некоторый угол относительно подаваемого напряжения. На вторую первичную обмотку со сдвигом в 90°, относительно момента подачи импульсов на первую первичную обмотку, подаются импульсы постоянного напряжения, которые формируют ток близкий к синусоидальному, сдвинутый на 90° относительно тока на первой первичной обмотке. Таким образом, в сердечнике магнитопровода формируется вращающееся магнитное поле, наводящее в системе вторичной обмотки многофазный ток.Two-phase-six-phase transformer with a rotating magnetic field operates as follows. Through the control of the keys of the first inverter, direct current pulses are applied to the first primary winding, which form a current close to sinusoidal, shifted by a certain angle relative to the applied voltage. To the second primary winding with a shift of 90 °, relative to the moment of supplying pulses to the first primary winding, DC voltage pulses are applied, which form a current close to sinusoidal, shifted 90 ° relative to the current on the first primary winding. Thus, a rotating magnetic field is formed in the core of the magnetic circuit, which induces a multiphase current in the secondary winding system.
Новизна заявляемого технического решения заключается в том, что повышаются энергетические показатели и расширяются функциональные возможности.The novelty of the claimed technical solution lies in the fact that increased energy performance and expanded functionality.
Изобретение может быть использовано в качестве вторичных источников питания в системах электроснабжения и электропривода.The invention can be used as secondary power sources in power supply systems and electric drives.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019133088A RU2719549C1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Two-phase-six-phase transformer with rotating magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019133088A RU2719549C1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Two-phase-six-phase transformer with rotating magnetic field |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2719549C1 true RU2719549C1 (en) | 2020-04-21 |
Family
ID=70415351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019133088A RU2719549C1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Two-phase-six-phase transformer with rotating magnetic field |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2719549C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU220444U1 (en) * | 2023-07-17 | 2023-09-14 | Александр Владимирович Кондратьев | Toroidal transformer |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2333562C1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Single-phase transformer with rotating magnetic field |
CN106920664A (en) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 上海稳得新能源科技有限公司 | The change number of phases high-tension transformer of rotating excitation field mechanism |
RU191500U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | ROTATING MAGNETIC FIELD TRANSFORMER |
-
2019
- 2019-10-16 RU RU2019133088A patent/RU2719549C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2333562C1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Single-phase transformer with rotating magnetic field |
CN106920664A (en) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 上海稳得新能源科技有限公司 | The change number of phases high-tension transformer of rotating excitation field mechanism |
RU191500U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | ROTATING MAGNETIC FIELD TRANSFORMER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU220444U1 (en) * | 2023-07-17 | 2023-09-14 | Александр Владимирович Кондратьев | Toroidal transformer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2638411T3 (en) | Integrated magnetic transformer set | |
JP6271099B1 (en) | DC voltage conversion circuit | |
EP3391526B1 (en) | Control circuit and method for controlling a resonant converter and power inverter comprising the resonant converter and the control circuit | |
US9825532B2 (en) | Current control for DC-DC converters | |
US11349404B2 (en) | Power conversion circuit and power conversion apparatus with same | |
CN111509980B (en) | Power converter | |
JP5731923B2 (en) | Inverter circuit, power conversion circuit, and electric propulsion vehicle | |
JP2013005547A (en) | Switching power supply device | |
JP2013038876A (en) | Dc-dc converter and battery charger | |
JP2007159364A (en) | Converter | |
CN107925344B (en) | Asymmetric bipolar voltage supply device | |
JP2005287291A (en) | Voltage regulator | |
RU2719549C1 (en) | Two-phase-six-phase transformer with rotating magnetic field | |
KR20190025196A (en) | Isolated DC-DC converter and driving method thereof | |
RU191500U1 (en) | ROTATING MAGNETIC FIELD TRANSFORMER | |
Perera et al. | A preprocessed PWM scheme for three-limb core coupled inductor inverters | |
RU2705586C1 (en) | Three-phase static frequency converter with direct coupling | |
KR102616665B1 (en) | Phase Shift Full Bridge Converter And Method Of Driving The Same | |
EP4322382A1 (en) | Resonant converter, and controlling method for the same | |
Solanki et al. | Design of bidirectional push pull converter for microgrid applications | |
US8901824B2 (en) | Dual-switch current converter | |
SU771824A1 (en) | Dc-to-multiphase voltage converter | |
RU2697191C2 (en) | Three-phase inverter | |
WO2013038963A1 (en) | Inverter device | |
JP2023046117A (en) | Power conversion device |