SK942018A3 - Ovládanie jednovetvového maticového meniča - Google Patents

Abstract

Ovládanie jednovetvového maticového meniča pozostáva z jednovetvového maticového meniča (1) so symetrickým napájacím zdrojom, zdroja (2) referenčného signálu, bloku (3) merania, generátora (4) píly, ŠIM (5) a budiča (6). Ovládanie jednovetvového maticového meniča sa vyznačuje tým, že jednovetvový maticový menič zo symetrických napätí zdroja vytvára pre záťaž napätie presne podľa referenčného signálu, čím sa dosiahne požadované správanie záťaže. Je možné plynule meniť veľkosť prúdu a napätia, frekvenciu a výkon.

Description

Oblasť techniky

Predmetom vynálezu je ovládanie jednovetvového maticového meniča, ktoré je určené predovšetkým pre ovládanie jednovetvového maticového meniča napájaného zo symetrického zdroja s vyvedeným stredom Vynález patrí do oblasti výkonovej elektroniky.

Doterajší stav techniky

Maticové meniče sú meniče, ktoré umožňujú napájať striedavé spotrebiče priamo zo striedavej napájacej sústavy, priamou premenou energie (bez nutnosti usmernenia). Uplatňujú sa predovšetkým v oblasti (troj - a viacfázových) pohonov s vyššími výkonmi. Najčastejšie sú napájané z trojfázovej siete, pričomvýstup meniča môže mať nižší, alebo vyšší počet fáz, podľa typu záťaže (Antoni Arias: Notes on Matrix Converters, http://egdk.ttu.ee/files/2013/Tema_Matrix._Tallinn_May_2013.pdf). Pre svoju činnosť si vyžadujú použitie spínačov umožňujúcich viesť a ovládať tokprúdu v oboch smeroch. Samostatnou kategóriou sú jednofázové maticové meniče, určené pre napájanie jednofázových aplikácií z jednofázovej siete (A. Zuckerberger ; D. Weinstock ; A. Alexandrovitz, Single-phase matrix converter, ľEE Proceedings - Electric Power Applications, Volume: 144, Issue: 4, Jul 1997, pp. 235-240, ISSN 1350-2352). Nevýhodou jednofázových maticových meničov je fakt, že pri prechode sieťového napätia nulou nedokážu dodávať napätie do záťaže (pri viacfázových aplikáciách tento problém nenastáva), a teda výkon dodávaný do záťaže má pulzujúci charakter. Správnou voľbou frekvencií výstupného napätia sa tento problém dá odstrániť, ale v konečnom dôsledku je možnosť použitia tohto meniča veľmi obmedzená. Jednovetvový maticový menič (S. Kascak, R. Konárik, B. Dobručký, M, Praženica, M. Jarabicova: Enhanced single-leg LC matrix converter by switched capacitor and LC filter, 2017 19th Intemational Conference on Electrical Drives and Power Electronics - EDPE, ISSN 1339-3944) predstavuje topologicky jednoduchšie zapojenie, ktoré si avšak vyžaduje komplikovanejší napájači zdroj - symetrický zdroj s vyvedeným stredom Predkladaný vynález umožňuje vytvoriť výstupné napätie piesne odpovedajúce referenčnému napätiu pomocou jednovetvového maticového meniča spínaním symetrických napájacích napätí voči nulovému bodu.

Podstata vynálezu

Ovládanie jednovetvového maticového meniča pozostáva z dvoch častí.

Prvá časť systému je tvorená jednovetvovým maticovým meničom napájaným zo symetrického napájacieho zdroja, pričom záťaž je zapojená medzi vyvedený stred napájacieho zdroja a výstup jednovetvového maticového meniča.

Druhá časť systému je ovládacia, kde sa porovnáva požadované referenčné napätie s pílovýmpriebehom a na základe nameraného aktuálne dostupného napätia zo symetrického zdroja sa v štrkovom impulzovom modulátore (ďalej SIM) vyhodnotí na spínacie impulzy. Výhodnotené spínacie impulzy sa v budiči zosilnia na napäťovú a prúdovú úroveň potrebnú pre obojsmerné spínače jednovetvového maticového meniča.

Ovládanie jednovetvového maticového meniča sa vyznačuje tým, že jednovetvový maticový menič zo symetrických napätí zdroja vytvára pre záťaž napätie piesne podľa referenčného signálu. Ovládanie dosahuje vysokú presnosť a dynamiku pri zachovanívšetkýchvlastností jednovetvového maticového meniča.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je zobrazená bloková schéma ovládania jednovetvového maticového meniča

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ovládanie jednovetvového maticového meniča, podľa obr. 1, sa skladá z jednovetvového maticového meniča 1 so symetrickým napájacím zdrojom, ktorého aktuálne napätia symetrického zdroja sa snímajú a vyhodnocujú v bloku 3 merania. SIM modulátor 5 na základe žiadanej referencie zo zdroja 2 referenčného signálu, napätia z bloku 3 merania a aktuálnej hodnoty píly z generátora 4 píly vyhodnotí spínací stav pre jednovetvový maticový menič 1 so symetrickým napájacím zdrojom Tento spínací stav je vo forme impulzov privedený do budiča 6, ktoiý ho výkonovo prispôsobí potrebám obojsmerných spínačov SI a S2 jednovetvového maticového meniča 1 so symetrickým napájacím zdrojom

S K 94-2018 Α3

Priemyselná využiteľnosť

Ovládanie jednovetvového maticového meniča je určené predovšetkým pre jednofázové aplikácie, po doplnení kondenzátorom je ho všakmožné použiť aj pie dvojfázové aplikácie.

Týmto ovládaním možno dosiahnuť, že napätie na záťaži bude presne odpovedať referenčnému - požadovanému signálu a navyše ovládanie umožňuje plynulé meniť veľkosť prúdu a napätia, frekvenciu, a teda aj výkon pripojenej záťaže.

S K 94-2018 Α3

Zoznam vzťahových značiek

- Jednovetvový maticový menič so symetrickým napájacím zdrojom

- Zdroj referenčného signálu

3 - Blok merania

- Generátor píly

-ŠIM

- Budič

- obojsmerný spínač

52 - obojsmerný spínač

GND - Zem zariadenia

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Ovládanie jednovetvového maticového meniča pozostávajúce z jednovetvového maticového meniča (1) so symetrickým napájacím zdrojom, zdroja (2) referenčného signálu, bloku (3) merania, generátora (4) píly, 5 SIM (5), budiča (6) a obojsmerných spínačov (SI) a (S2), vyznačujúce sa tým, že pomocou signálových vodičov je blok (3) merania pripojený ku symetrickým napájacím zdrojomjednovetvového maticového meniča (1), ďalej že zdroj (2) referenčného signálu, generátor (4) píly a výstup z bloku (3) merania je pripojený pomocou signálových vodičov ku SIM (5), ktorého výstup je pomocou signálových vodičov pripojený na vstup budiča (6), ďalej že pomocou signálových vodičov je výstup budiča (6) pripojený na riadiace 10 elektródy obojsmerných spínačov (SI) a (S2) jednovetvového maticového meniča (1) so symetrickýmnapájacím zdrojom