SU1086546A1 - Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage - Google Patents

Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage Download PDF

Info

Publication number
SU1086546A1
SU1086546A1 SU823412245A SU3412245A SU1086546A1 SU 1086546 A1 SU1086546 A1 SU 1086546A1 SU 823412245 A SU823412245 A SU 823412245A SU 3412245 A SU3412245 A SU 3412245A SU 1086546 A1 SU1086546 A1 SU 1086546A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
voltage
transforming
converting
keys
Prior art date
Application number
SU823412245A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Николаевич Седов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
Priority to SU823412245A priority Critical patent/SU1086546A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1086546A1 publication Critical patent/SU1086546A1/en

Links

Abstract

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ , заключающийс  в преобразовании посто нного напр жени , в многофазное переменное напр жение повьвивнной частоты, трансформации его и преобразовании в напр жение заданной частоты путем циклического подключени  каждой из фаз напр жени  повышенной частоты в пор дке их чередовани  к вЕа1хсщным тюбдам преобразовател  с помоЕЦью ключей с двухсторонней проводимостью , отличающийс  тем, что, с целыо улучшени  качества преобразованной электроэнергии и расширени  области применени , на вторичной стороне трансформатор- Иого узла форъщруют симметричную (Л четырехфазную систему напр жений, имеющих в каждом полупериоде паузу длительностью 90 эл. град.A METHOD FOR CONVERSION OF CONSTANT VOLTAGE TO QUASISINUSIDOIDAL, which consists in converting a constant voltage into a multi-phase alternating frequency wave arrays, increasing the frequency arcs, transforming it into a voltage of a predetermined frequency, by cyclic connection of frequency arrests with frequency arcs, transforming it, and transforming it into a voltage of a predetermined frequency, by looping the frequency patterns with frequency gains, with the frequency gains, by transforming it into the voltage of a given frequency, by cyclically connecting the frequency patterns with frequency gain signals, by transforming it into the voltage of a given frequency, by cyclic connection of frequency patterns with frequency gains, with the frequency amplifiers; A converter with two-conductor keys, which is characterized in that, with the aim of improving the quality of the converted electricity and expanding domain application, on the secondary side transformator- Iogo forschruyut symmetrical node (A it four system voltages having in each half-cycle pause duration 90 e. degree.

Description

У«"

эо а: елeo a: ate

4four

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропита ни  и электропривода дл  получени  переменного напр жени , квазисинусоидальной формы при улучшенном качестве электроэнергии. Известен способ преобразовани  посто нного напр жени  в переменное заключающийс  в преобразовании посто нного напр жени  в однофазное переменное напр жение повьвиенной частоты, трансформации его и преобразовании в переменное напр жение заданной частоты с помощью непосредственного преобразовател  частоты , выполненного на ключах с двухсторонней проводимостью l . Недостатком такого решени   вл етс  низкое качество кривой выходного напр жени  за счет большой . амплитуды пульсаций. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ преобразовани , заклкгчахщийс в том, что посто нное напр жение преобразуют в многофазное (например в трехфазное) напр жение повшвенной частоты, трансформируют его и преобразуют в переменное напр жение зг данной частоты с помсвдью ключей с двухсторонней проводи юстью 2 . Увеличение числа фаз несущей приводит к увеличению частоты пульсаций в кривой выходного напр жени  однако oc oвнoй недостаток - больша амплитуда пульсаций-сохран етс . Кроме того, область применени  прототипа ограничена, так как реализаци  способа возможна только на полностью управл емых ключах. Г . Цель изобретени  - улучшение качества преобразовани  электроэнер гии и расширение области применени  Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу преобразо вани  посто нного напр жени  в квазисинусоидальное, заключающемус  в преобразовании посто нного напр жени  в многофазное переменное напр жение повышенной частоты, трансформации его и преобразовании в напр жение заданной частоты путем циклического подключени  каждой из фаз напр жени  повышенной частоты- к вы ходным зажимам преобразовател  с помощью ключей с двухсторонней проводимостью на вторичной стороне трансформаторного узла формируют симметричную четырехфазную систему напр жений, имеющих в каждом полупериоде паузу длительностью 90 эл.град. На фиг. 1 изображены диаграммы, по сн ющие получение напр жени  по известному способу;на фиг. 2 то же,по предлагаемому сопособу; на . 3 - пример схемы реализации , предлагаемого способа; на фиг. 4 - диаграммы работы преобразовател  (ё.) и блок-схема канала управлени  (6). Согласно фиг. 1,участки кривой напр жени  низкой частоты UH при различных углах управлени  получают на выходе непосредственного преобразовател  при питании его ttecytteK UH пр моугольной формы. Наличие индуктивности в цепи нагрузки приводит к по влению в кривой выходного напр жени  импульсов противоположной пол рности на участках, соответствукицих времени сдвига отпирани  очередного ключа преобразовател  относительно начала полупериода несущей, что и определ ет большую амплитуду пульсаций. Увеличение числа фаз несущей не приводит к уменьшению амплитуды пульсаций. СЬгласио фиг. 2 участки кривой напр жени и ц при различных углах управлени  получают при питании непосредственного преобразовател  несущей, сформированной по предлагаемому способу. Как видно, несуща  формируетс  в виде симметричной четырехфазной системы напр жений (напр жени , сдвинутые на 180 эл.град. относительно изображенных, не показаны ) , сдвинутых между собой на 90 эл.град. и имекнцих в каждом полупериоде паузу длительностью 90 эл. град. Это обеспечивает во всем диапазоне углов управлени  по вление пауз в кривой на выходе вместо импульсов противоположной пол рности , что приводит к уменьшению вдвое амплитуды пульсаций, т.е. улучшению качества кривой на выходе. Схема (фиг.З) включает ключи инвертора 1-8, трансформаторы инвертора 9 и 10 и ключи с двухсторонней проводимое тькг 11-12. Преобразование посто нного напр жени  в напр жение повьввенной частоты осуществл етс  инвертором, выполненным на ключах 1-8 в виде двух мостов. В качестве ключей 1-8 могут быть использованы шунтированные обратными диодами транзисторы или тиристоры с узлами принудительной коммутации. В каждом мосту переключение ключей одной стойки 1 и 2 (5 и 6) осуществл етс  синфазно (т.е. обе стойки могут быть заменены одной), а переключение ключей другой стойки в одном мосту (3 и 4) осуществл етс  с опережением на 90 эл.град.,в другом (7 и 8) - с отставанием.В результате на первичных обмотках трансформаторов 9 и 10 образуютс  одинаковые по формеThe invention relates to converter technology and can be used in power supply and electric drive systems for producing alternating voltage, quasi-sinusoidal shape with improved power quality. A known method of converting a DC voltage to an AC is converting a DC voltage into a single-phase AC voltage of the lower frequency, transforming it and converting it to an AC voltage of a given frequency using a direct frequency converter performed on the keys with two-way conductivity l. The disadvantage of this solution is the low quality of the output voltage curve due to the large one. ripple amplitudes. The closest to the technical essence of the present invention is a method of conversion, which consists in converting a constant voltage into a multi-phase (for example, three-phase) voltage of a higher frequency, transforming it and transforming it into an alternating voltage of a given frequency with two-way keys. make it easy 2. An increase in the number of carrier phases leads to an increase in the frequency of the ripple in the output voltage curve, however, the oc os disadvantage — the large ripple amplitude is conserved. In addition, the scope of application of the prototype is limited, since the implementation of the method is possible only on fully controlled keys. G. The purpose of the invention is to improve the quality of power conversion and expand the scope of use. The goal is achieved by converting a constant voltage to quasi-sinusoidal, which involves converting a constant voltage to a multiphase alternating voltage of high frequency, transforming it and transforming it into voltage. a given frequency by cyclically connecting each of the phases of the high-frequency voltage to the output terminals of the converter using two-way keys sided conductivity on the secondary side of the transformer assembly formed it four symmetrical voltage system, having in each half-cycle pause duration 90 el.grad. FIG. Figure 1 shows diagrams explaining the voltage produced by a known method; Fig. 2 the same, according to the proposed method; on . 3 is an example of the implementation scheme of the proposed method; in fig. 4 - diagrams of the converter operation (e.) And the block diagram of the control channel (6). According to FIG. 1, portions of the low frequency UH voltage curve at various control angles are obtained at the output of the direct converter when it is powered with a square corner U ttecytteK. The presence of inductance in the load circuit leads to the appearance in the curve of the output voltage of pulses of opposite polarity in the sections, corresponding to the shift time of unlocking the next converter key relative to the beginning of the carrier half period, which determines the large amplitude of the pulsations. An increase in the number of carrier phases does not lead to a decrease in the amplitude of the pulsations. The FIG. 2 plots of the voltage curve and q at different control angles are obtained by feeding the direct carrier converter formed by the proposed method. As can be seen, the carrier is formed in the form of a symmetrical four-phase system of voltages (voltages shifted by 180 degrees electr. Relative to those shown, not shown) shifted among themselves by 90 degrees electr. and imekntsih in each half-pause duration of 90 e. hail. This ensures, in the entire range of control angles, the appearance of pauses in the output curve instead of pulses of opposite polarity, which halves the amplitude of the pulsations, i.e. improving the quality of the output curve. The circuit (fig. 3) includes the keys of the inverter 1-8, the transformers of the inverter 9 and 10, and the keys with two-sided conductors 11-12. Conversion of a constant voltage to a voltage of superficial frequency is carried out by an inverter made on keys 1-8 in the form of two bridges. As switches 1-8, reverse transistor-biased transistors or thyristors with forced switching nodes can be used. In each bridge, the switching of keys of one rack 1 and 2 (5 and 6) is carried out in phase (i.e., both racks can be replaced by one), and the switching of keys of the other rack in one bridge (3 and 4) is carried out 90 degrees ahead el.grad., in the other (7 and 8) - with a lag. As a result, the primary windings of transformers 9 and 10 form the same form

и сдвинутые на 90 эл.град. напр жени  (фиг.2).and shifted by 90 el.grad. voltage (figure 2).

Полученные напр жени  трансформируютс  и образуют на вторичных обмотках трансформаторов 9 и 10 си ««етричную четырехфазную систему напр жений, котора  преобразуетс  в трехфазную систему заданной частоты с помощью ключей с двухсторонней проводимостью 11-12, образующих непосредственный преобразователь частоты по четырехпульсной нулевой схеме с трехфазным выходом.The resulting voltages are transformed and form a secondary four-phase voltage system on the secondary windings of transformers 9 and 10, which is transformed into a three-phase system of a given frequency using 11-12 double-conductor keys, which form a direct four-pulse zero-frequency converter with a three-phase output .

При реализации предлагаемого спосова ключи 11-22 могут быть либо полностью управл емые (транзисторы с диодами), либо неполностью управл емые (тиристоры), так как при выбранной форме кривых фазных напр же11ий повьаненной частоты линейные напр жени ,  вл к иес  коммутирунщими дп  каждого ключа, имеют пр моугольную форму без паузы, что позвол ет KONwyTHpoBaTb ключи без дополнительных устройств коммутации во всем диапазоне отстежвцих углов управлени .When implementing the proposed spacing keys 11-22, they can be either fully controllable (transistors with diodes) or partially controlled (thyristors), since with the selected form of phase voltage curves, the linear voltages have shown that each switch They have a rectangular shape without a pause, which allows KONwyTHpoBaTb keys without additional switching devices in the whole range of disconnected control angles.

Изменение (модул ци ) углов управлени  ключей 11-22 может осуществл тьс  по любому требуемому закону С одновременным регулированием глубины модул ции при необходимости регулировани  выходного напр жени .The change (modulation) of the control angles of the keys 11-22 can be carried out according to any desired law. With simultaneous adjustment of the modulation depth, if necessary, the output voltage is controlled.

Управление преобразователем, выполненным по предлагаемому способу, осуществл етс  известными системами управлени .The control of the converter made by the proposed method is carried out by known control systems.

Блок-схема одного канала такой (фиг.4) включает устройство синхронизации (УС) 23, св зывающее капа  управлени  с питающей сетью; формирователь (Ф) 24 опорного сигна  а пилообразной задающий геиратор (ЗГ) 25 низкой частоты, компаратор (К) 26, формирующий сигнагал в .«эмеиты равенства опорного сигнала и сигнала ЗГ, формирователь импульсов (ФИ) 27, вырабатывающий сигнал заданной длительности, логическое устройство (ЛУ) 28, обеспечй при раздельном управлении сн тие и подачу импульсов, датчик состо ни  вентилей (ДСВ) 29, выходное устройство (ВУ) 30, формирующее сигналы с заданными параметрами дл  подачи в цепь управл ющего электрод вентил .The block diagram of one channel such (Fig. 4) includes a synchronization device (US) 23 connecting the control cap to the supply network; shaper (F) 24 of the reference signal and a saw-tooth low-frequency driver (SG) 25, a comparator (K) 26 that generates a signal “equality of the reference signal and the SG signal, pulse shaper (FI) 27, generating a signal of a given duration, logical device (LU) 28, provide, with separate control, removal and supply of pulses, valve state sensor (DSV) 29, output device (IU) 30, which generates signals with specified parameters for supplying a valve to the control electrode.

Согласно фиг. 4,фазные напр жени . Ч, - и ч на вторичных обмотках трансформаторного узла отпирают импульсы (заштрихованы) ключей 11-14 и формируют одну фазу выходного напр жени  и фазное напр жение на выходе Иф (Ьф) при трапецеидальном сигнал ЭГ. Если ключи  вл ютс  полностью управл емыми, импульсы управлени  дл  них могут фоЕ 1ироватьс  дво ко (один вариант показан .над осью, другсЛ - под осью). Соответственно этим вариантам фазные напр жени  обозначены Цф и Uq,. Бели ключи  вл ютс  неполностью управл емыми (встречно-параллельно включенные тиристоры,,формируютс  обе системы импульсов, но подача их на тиристоры осуществл етс  в зависимости от направлени  тока (при раздельном управлении). При согласованном управлении пр 11ше и обратные группы тиристоров объедин ютс  через реакторы , а импульсы подаютс  на все тиристоры. За счет выравнивани  с помо1цью реакторов мгновенных значе.ний напр жений и Оф обеих групп крива  выходного напр жени , как известно, еще более улучшаетс .According to FIG. 4, phase voltages. H, - and h on the secondary windings of the transformer node unlock pulses (hatched) of keys 11-14 and form one phase of the output voltage and phase voltage at the output of If (ф) at the trapezoidal signal of the EG. If the keys are fully controllable, control pulses for them can be doubled (one option is shown above the axis, the other under the axis). Corresponding to these variants, the phase voltages are denoted by Zf and Uq ,. Whitewash keys are not fully controllable (anti-parallel thyristors, both pulse systems are formed, but they are fed to the thyristors depending on the current direction (with separate control). With consistent control, the previous 11 and reverse thyristor groups are combined through reactors and pulses are applied to all thyristors. Due to the equalization of instantaneous voltages with the help of reactors and Of both groups, the output voltage curve is known to be further improved.

1one

Построение моментов возникновениThe construction of the moments of occurrence

импульсов показано дл  одного ключа Моменты окончани  импульсов формируютс  в момент возникновени  импульса в очередном канале. Ключи других фаз непосредственного преобразовател  работают при том же сигнале ЗГ, сдвинутом на 120 эл.град. в ту или иную сторону.pulses are shown for one key. Pulse end points are generated at the moment of occurrence of a pulse in the next channel. The keys of the other phases of the direct converter work with the same ZG signal shifted by 120 al. in one direction or another.

Приведенный пример преобразовател  с трехфазным выходом позвол ет исключить пульсации активной мс дности и потребление реактивной мощности с удвоенной выходной частотой, что свойственно преобразовател м такого же типа с однофазным выходомThis example of a converter with a three-phase output eliminates the pulsation of the active system and the consumption of reactive power with a doubled output frequency, which is typical of converters of the same type with a single-phase output.

Использование предлагаемого способа позвол ет улучшить качество преобразовани  электроэнергии за счет уменьшени  амплитуды пульсацир в кривой выходного напр жени , что приводит к уменьшению затрат на его фильтрацию, а также позвол ет pacmHpHtb область применени  за сче использовани  ключей с неполной управл емостью, (тиристоров) , что дает возможность выполнени  преобразователей , реализирующих способ, на более широкий диапазон мощностеUsing the proposed method allows to improve the quality of electricity conversion by reducing the amplitude of the pulsator in the output voltage curve, which leads to a decrease in the cost of filtering it, and also allows the pacmHpHtb application area for using control keys with incomplete control, (thyristors), which enables the implementation of converters that implement the method to a wider range of power

rvrv

ТT

11eleven

пP

1515

19 2019 20

r ±

лесforest

иг,3 Lr U U 10 П П nmrrmig, 3 Lr U U 10 P P nmrrm

a П П nnnnnrrmnn n 11a П П nnnnnrrmnn n 11

4four

aa

linjUULJIJLR. leUUUUULJLlL U LJ nnn n nlinjUULJIJLR. leUUUUULJLlL U LJ nnn n n

Claims (1)

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ, заключающийся в преобразовании постоянного напряжения, в многофазное переменное напряжение повышенной частоты, трансформации его и преобразовании в напряжение заданной частоты путем циклического подключения каждой из фаз напряжения повышенной частоты в порядке их чередования к выходным выводам преобразователя с помощью ключей с двухсторонней проводимостью, отличают ийс я тем, что, с целью улучшения качества преобразованной электроэнергии и расширения области применения, на вторичной стороне трансформатор- § кого узла форашруют симметричную четырехфазную систему напряжений, имеющих в каждом полупериоде паузу длительностью 90 эл. град.A METHOD FOR CONVERTING A DC VOLTAGE TO A QUASI-SINUSOIDAL method, which consists in converting direct voltage to a multiphase alternating voltage of increased frequency, transforming it and converting it into a voltage of a given frequency by cyclically connecting each of the phases of the voltage of increased frequency in the order of their rotation to the output terminals of the converter using two-way keys conductivity, they are distinguished by the fact that, in order to improve the quality of the converted electricity and expand the field at changes, on the secondary side of the transformer unit, a symmetrical four-phase voltage system is routed, having a pause of 90 el. in each half-period. hail. m1086546 m 1086546
SU823412245A 1982-03-25 1982-03-25 Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage SU1086546A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823412245A SU1086546A1 (en) 1982-03-25 1982-03-25 Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823412245A SU1086546A1 (en) 1982-03-25 1982-03-25 Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1086546A1 true SU1086546A1 (en) 1984-04-15

Family

ID=21002832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823412245A SU1086546A1 (en) 1982-03-25 1982-03-25 Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1086546A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Грабовецкий Г.В. и др.ч ТИристорный преобразователь с однофазным промежуточным звеном повгдаенной частоты.-в кн .Довышение эффективности устройств поеобоазователь. ной техники. Киев,Наукова думка 1972, ч.З, с.204-210. . 2. Мыцык Г.С. и др. Исследование некоторых способов непосредственного формировани сигналов с.двухпол рной и однопол рной широтно-импульсной модул цией дл управлени инвертора1«1.-В кн.: Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. Киев, Наукова думка, 1972, ч.2, с. 377-385. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bhagwat et al. Generalized structure of a multilevel PWM inverter
Matsui et al. Application of parallel connected NPC-PWM inverters with multilevel modulation for AC motor drive
US4680694A (en) Ozonator power supply
US3742336A (en) Versatile cycloinverter power converter circuits
Steimer et al. Practical medium voltage converter topologies for high power applications
US3246231A (en) Frequency conversion system utilizing controlled frequency feedback
US4330817A (en) Process and system for controlling the energization of a load
EP0152796A1 (en) Control circuit for power converter apparatus
US4352156A (en) AC to AC Power converter with a controllable power factor
US5168437A (en) Phase displaced, multiple inverter bridge circuits with waveform notching for harmonic elimination
Holtz et al. Reduced harmonics PWM controlled line-side converter for electric drives
US4713220A (en) Ozonator power supply
US4642751A (en) Hidden DC-link AC/AC converter using bilateral power switches
KR920006267B1 (en) Frequency changer system
US4344123A (en) Multilevel PWM inverter
US5831843A (en) Pulse width modulation device for converting direct voltage into a three-phase alternating voltage
US3739253A (en) Displaced waveform for a pulse width modulated power source
Dabour et al. Carrier-based PWM strategy for quasi-Z source nine-switch inverters
US3704408A (en) Controlled rectifier firing system with voltage compensation
SU1086546A1 (en) Method for converting d-c voltage into quazisinusoidal voltage
US4538220A (en) Adjustable frequency AC motor drive using an unrestricted frequency changer system
Patnaik et al. An investigation into even harmonic injection in pole voltages of a single phase inverter
SU1130996A1 (en) Thyristor converter of d.c.voltage to m-phase quasi-sinusoidal voltage
SU1144185A1 (en) Method of control of three-phase-to-m-phase direct frequency converter
Deshpande Simulation of Matrix Converter by using MATLAB-Simulink