SU1415370A1 - Device for controlling a.c. voltage - Google Patents

Device for controlling a.c. voltage Download PDF

Info

Publication number
SU1415370A1
SU1415370A1 SU864110589A SU4110589A SU1415370A1 SU 1415370 A1 SU1415370 A1 SU 1415370A1 SU 864110589 A SU864110589 A SU 864110589A SU 4110589 A SU4110589 A SU 4110589A SU 1415370 A1 SU1415370 A1 SU 1415370A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
outputs
keys
terminals
windings
Prior art date
Application number
SU864110589A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Сергеевич Мыцык
Original Assignee
Московский энергетический институт
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 Московский энергетический институт filed Critical Московский энергетический институт
Priority to SU864110589A priority Critical patent/SU1415370A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1415370A1 publication Critical patent/SU1415370A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области силовой преобразовательной техники. Цель изобретени  - обеспечение линейности регулировочной характеристики , повышение КПД и расширение области использовани  за счет организации сильноточного выхода. Устройство содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и вторичными обмотками 3-5, ключи 6-11, включенные попарно между выводами вторичных обмоток 3-5. Выводы ключей 7, 9, 11 образуют выводы регулировочных секций, соединенных параллельно через обмотки 13, расположенные на трехстержне- вом замкнутом магнитопроводе 14. Особенностью работы устройства  вл етс  фазовый сдвиг между управл ющими импульсами ключей, относ щихс  к сосед2Т ним секци м, на угол тт-, эа счет чего достигаетс  поставленна  цепь. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. с (ЛThis invention relates to the field of power conversion technology. The purpose of the invention is to ensure the linearity of the adjustment characteristic, increase the efficiency and expand the scope of use by organizing a high-current output. The device contains a transformer 1 with a primary winding 2 and secondary windings 3-5, keys 6-11, connected in pairs between the terminals of the secondary windings 3-5. The terminals of the keys 7, 9, 11 form the terminals of the adjusting sections connected in parallel through the windings 13 located on the three-core closed magnetic circuit 14. A feature of the device operation is the phase shift between the control pulses of the keys related to the neighbor sections. tt-, ea by which the supplied circuit is achieved. 1 hp f-ly, 6 ill. with (L

Description

У i/,N I t/i At i /, N I t / i

Г .JJ Ц   Mr.JJ C

фСТ |/FST | /

СЛSL

0000

Фиг.FIG.

1one

Изобретение относитс  к области силовой преобразовательной техники.This invention relates to the field of power conversion technology.

Цель изобретени  - обеспечение линейности регулировочной характеристики , повьпиение КПД и расширение области использовани .The purpose of the invention is to ensure the linearity of the regulating characteristic, efficiency and expansion of the field of use.

На фиг. 1 показан вариант вьшол- нени  силовой части предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариант выполнени  блока управлени } на фиг фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройстваi на фиг.4 - временные диаграммы, по сн ющие работу блока управлени i на фиг, 5 - временные диаграммы, по сн ющие возможность попутной реализации в устройстве свойств преобразовател  частоты и числа фаз (из одной в М 3); на фиг. 6 - регулировоч№1е характеристики , f(ci) И U}(,j fCot), где ,), U(5, V)- относительна  величина напр жени  соответственно первой, третьей и п той гармоник дл  основного и дополнительного выходов (а)f и зависимость величины искажений выходного тока, измер емых коэффициентом гармоник тока Кр,;., от угла регулировани  oi при различньпс углах сдвига фаз Срц по основной гармонике RL-нагрузки (б); на фиг. 7 - другой вариант силовой част устройства.FIG. 1 shows a variant of the power part of the proposed device; in fig. 2 shows an embodiment of the control unit in FIG. 3 - timing diagrams explaining the operation of the device i in FIG. 4 - timing diagrams explaining the operation of the control unit i in FIG. 5; timing diagrams explaining the possibility of implementing in a device the properties of the frequency converter and the number of phases (from one in M 3); in fig. 6 - adjustment characteristics 1, f (ci), and U} (, j fCot), where,), U (5, V) is the relative voltage value of the first, third and fifth harmonics, respectively, for the main and auxiliary outputs (and ) f and the dependence of the magnitude of the distortion of the output current, measured by the harmonic current coefficient Kp,;., on the angle of control oi at different angles of phase shift Cpc according to the main harmonic of the RL-load (b); in fig. 7 is another variant of the power part of the device.

Силова  часть устройства (фиг. 1 и 7) содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 с вторичными обмотками 3-5 (число которых дл  определенности в дальнейшем прин то равным 3). Между вьшодами каждой из обмоток включены цепочки из последовательно соединенных ключей 6-11 основ ного и шунтирующего. Совокупность ключей 6-11 образует коммутатор 12. Вторична  обмотка с цепочкой ключей образует регулировочную секцию. В варианте на фиг. 1 выходы секций, образованные силовыми выводами ключей 7, 9 и 11, соединены через обмотки 13, расположенные на М стержн х М-стрежневого замкнутого магнито провода 14 с выходными вьгеодами. Выводы дополнительной М-фазной обмотки 15 формируют дополнительные выходные вьшоды, с которых можно снимать М-фазное напр жение, ближайшими гармониками в спектре которого  вл ютс  гармоники с кратностью по отношению к частоте сети f равныеThe power part of the device (Figs. 1 and 7) contains a transformer 1 with primary winding 2 with secondary windings 3-5 (the number of which, for definiteness, is subsequently taken to be 3). Between the outputs of each of the windings are included chains of series-connected keys 6–11 of the main and shunt keys. A set of keys 6-11 forms a switch 12. A secondary winding with a key chain forms an adjustment section. In the embodiment of FIG. 1 the outputs of the sections formed by the power terminals of the keys 7, 9 and 11 are connected through the windings 13 located on the M rods of the M-core closed magnetic wire 14 with the output voltages. The outputs of the additional M-phase winding 15 form additional output terminals, from which the M-phase voltage can be removed, the nearest harmonics in the spectrum of which are harmonics with multiplicity relative to the network frequency f

1537015370

(а-1) и (а+1), где а -г - отношеГ 1(a-1) and (a + 1), where a -r is the ratio of 1

ние частоты „переключени  ключей коммутатора 12 к частоте f,сети. В рассматриваемых на фиг. 3 и 5 примерах а 6.frequency switching key switch 12 to the frequency f, the network. In the FIG. 3 and 5 examples a 6.

Блок управлени  (фи.2) содержит управл ющий вход 16, задатчик 17 частоты с выходным сигналом U- -(фиг.4), первый и второй М-канальные распределители импульсов (РИ) 18 и 19 по пересчетной схеме с парафазными выходами , тактовыми входами св занные с выходом задатчика 17 частоты непосредственно и через управл емый фа- зосдвигакшщй (ФСУ) 20 соответственно . Дл  обеспечени  возможности стопроцентного регулировани  выходного напр жени  ФСУ 20 вьшолн етс  в виде последовательно соединенных идентичных ФСУ 21-23, объединенных по управл ющему входу 16. Каждьй из ФСУ 21-23, представл ющий собой блок управл емой задержки, обеспечивает в предельном случае максимальную эа-The control unit (Fig.2) contains a control input 16, a frequency adjuster 17 with an output signal U- - (Fig.4), the first and second M-channel pulse distributors (RI) 18 and 19 according to a scaling circuit with paraphase outputs, clock inputs connected to the output of the frequency adjuster 17 directly and through controlled phase-shifting (FSC) 20, respectively. To enable one hundred percent adjustment of the output voltage of the FSA 20, it is implemented in the form of serially connected identical FSA 21-23, connected via control input 16. Each of the FSU 21-23, which is a controllable delay unit, provides in the limiting case the maximum -

ТтTm

держку на врем , равное uthold for a time equal to ut

МM

00

5five

00

5five

00

5five

где 1 f - период регулировани , а весь ФСУ 20 - в М раз больше (на JBpeм , равное Т). Выходы а, а, Ь, Ь, с, с распределител  18 и выходы а , а , Ь , Ь , с , распределител  19 подключены к входам М-каналь- ного логического узла. Каждый из его каналов 24-26 выполнен в виде логических элементов 2И 27 и 28, логического элемента 2ИЛИ 29 и логического элемента НЕ 30. С выходов 31-36 блока управлени  сигналы поступают на входы соответствующих ключей 6-11,where 1 f is the regulation period, and the entire FSU 20 is M times larger (by JBrem, equal to T). The outputs a, a, b, b, c, c of the distributor 18 and the outputs a, a, b, b, c, of the distributor 19 are connected to the inputs of the M-channel logical node. Each of its channels 24-26 is made up of logic gates 2and 27 and 28, logic gamut 2ILI 29, and a logic circuit HE 30. From the outputs 31-36 of the control unit, signals are fed to the inputs of the corresponding keys 6-11,

Алгоритмическа  характеристика силовой части, определ ема  блоком управлени , по сн етс  диаграммами на фиг, 3, где U,,-U,- сигналы на выходах 31-36 блока управлени  соответственно , подаваемые на управл ющие входы ключей 6-11 соответственно и характеризующие их состо ние. В результате переключени  ключей по указанному алгоритму на выходах регулировочных секций устройства образуютс  напр жени  U , uj и , имеющие вид сигналов с широтно-импульс- ным регулированием (ШИР). Римские цифры при сигналах обозначают номер секции при отсчете сверху вниз.The algorithmic characteristic of the power section, defined by the control unit, is explained by the diagrams in FIG. 3, where U ,, - U, are the signals at the outputs 31-36 of the control unit, respectively, supplied to the control inputs of the keys 6-11, respectively, and characterizing them condition. As a result of switching the keys according to the indicated algorithm, voltages U, uj and having the form of signals with pulse width control (WID) are formed at the outputs of the adjusting sections of the device. Roman numerals with signals indicate the section number when counting down from top to bottom.

При суммировании напр жений U, и и и результирующее выходное наWhen summing the voltages U, and and and the resulting output to

лl

пр жение определ етс  по The strap is determined by

II II пг м г Ui + Uj) . Напр жени II II pg m g Ui + Uj). Stress

и(,, и Ujci которые прикладываютс  к фазам А1, В1, С1 обмотки 13 трехфазного трансформатора, имеют вид, показанный на фиг. 3 (и более детально на фиг. 5).and (,, and Ujci which are applied to phases A1, B1, C1 of the winding 13 of a three-phase transformer, have the form shown in Fig. 3 (and in more detail in Fig. 5).

Работа блока управлени  по сн етс  фиг. 4.The operation of the control unit is illustrated in FIG. four.

Кажда  из ФСУ 21-23 может быть выполнена по любой общеизвестной схеме. Чаще всего ФСУ выполн ют в виде последовательно включенных генератора пилообразного напр жени  (ГГТН) с напр жением f (фиг.4) и компаратора, на управл ющий вход которого подают сигнал Un. В результате сравнени  в компараторе сигналов U|.f, и U|j получают сигнал Uji , передний фронт которого отстает от входного , тактирующего ФСУ сигнала U, на угол об (фиг.4).Each of the FSU 21-23 can be performed according to any well-known scheme. Most often, the FSU is made in the form of a series-connected sawtooth voltage generator (GGTN) with voltage f (Fig. 4) and a comparator, whose control input is given a signal Un. As a result of the comparison, in the comparator, signals U | .f and U | j receive a signal Uji, the leading edge of which is lagging behind the input, clocking FSU signal U, by an angle about (figure 4).

РИ 19 запускаетс  передним фронтом этих импульсов и., в результате чего его выходные сигналы оказываютс  сдвинутыми на угол oi, по отношению к выходным сигналам РИ 18. Использованный в системе управлени  одно- канальный принцип построени  позвол ет обеспечить синхронное (симметричное по углу об) регулирование во всех регулировочных секци х и 1ЭТИМ самым максимально реализовать преимущества используемого алгоритма управлени .RI 19 is triggered by the leading edge of these pulses and., As a result of which its output signals are shifted by an angle oi, with respect to the output signals of RI 18. The single-channel construction principle used in the control system allows for synchronous (symmetric in angle of rotation) regulation in all adjustment sections and 1ETIM, it is the most possible to realize the advantages of the control algorithm used.

Дл  расширени  функциональных возможностей М-стержневой замкнутый магнитопровод 14 снабжают дополнительной М-фазной обмоткой 15, с которой снимают М-фазную систему напр жений , и,в ближайшими гармониками в которых  вл ютс  гармоники (в примере U,(5) и U(7)) частот (a-l)f,f и (a+1)f, имеющие одинаковы пор док чередовани  фаз (фиг.5). Несмотр  на не очень высокое качество этого напр жени  (которое может быть улучшено фильтром), его тем не менее можно использовать непосредственно , например, дл  питани  электродвигателей асинхронного типа (АД), устанавливаемых в системе вентил ционного охлаждени  этого же устройства . Повьшенна  частота питани  АД, устанавливаема  соответствующем выбором параметра а, позвол ет реализо0 To extend the functionality, the M-rod closed magnetic circuit 14 is provided with an additional M-phase winding 15, from which the M-phase voltage system is removed, and in the nearest harmonics in which are harmonics (in the example U, (5) and U (7 )) frequencies (al) f, f and (a + 1) f, having the same phase rotation order (Fig.5). Despite the not very high quality of this voltage (which can be improved by the filter), it can nevertheless be used directly, for example, to power asynchronous type (BP) motors installed in the ventilation cooling system of the same device. The increased frequency of supplying blood pressure, set by an appropriate choice of the parameter a, allows the implementation of

вать систему охлаждени  с улучшенными массо-габаритными показател ми. Регулировочные характеристикиto incorporate a cooling system with improved mass-dimensional indicators. Adjustment characteristics

иг(0 ). UMO f/«) и U,V, f,(oi) сло  основной и дл  этих двух неосновных (ставших полезным 1) гармоник в относительных единицах представлены на фиг. 6а.u (0). UMO f / «) and U, V, f, (oi) layer is the main one and for these two minor (which have become useful 1) harmonics in relative units are presented in FIG. 6a.

Изменение показател  качества , выходного тока при дл  различных углов RL-нагрузки Ц), по основной гармонике в функции угла регулировани  od показано на фиг.бб.The change in the quality indicator, the output current for different angles of the RL-load (C), according to the main harmonic as a function of the control angle od, is shown in FIG. 6b.

Как видно, значени ми углов о/ 0 0,333, 0,566 область регулировани  разбиваетс  на три зоны, причем в точках oi о К p(.j 0. В отличие от известных решений, в которых неидеальность характеристик используемой в блоке управлени  элементной базы при переходах из одной зоны регулировани  в другую влечет за собой скачок в регулировочной характеристике, вAs can be seen, the values of the angles o / 0 are 0.333, 0.566 and the regulation area is divided into three zones, moreover, at points oi о К p (.j 0. In contrast to the known solutions, in which the non-ideal characteristics used in the control unit of the element base during transitions from one control zone to another entails a jump in the regulation characteristic, in

предлагаемом решении эта характеристика принципиально имеет строго линейный характер (фиг.ба).the proposed solution, this characteristic is fundamentally strictly linear in nature (fig.ba).

00

5five

00

5five

00

5five

Claims (1)

1. Устройство дл  регулировани  переменного напр жени , содержащее трансформатор с первичной и М числом вторичных обмоток, между выводами каждой из которых включена цепочка H j двух последовательно соединенных основного и шунтирующего ключей переменного тока, формирующую вместе с соответствующей вторичной обмоткой регулировочную секцию, а также блок управлени , причем силовые вьшоды шунтирующих ключей образуют выходы регулировочных секций, которые соединены между собой по схеме суммировани , отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  линейности регулировочной характеристики, повьш1ени  КПД и расширени  области использовани  за счет организации сильноточного выхода при одновременном уменьшении установленной мощности , оно снабжено М-стержневым замкнутым магнитопроводом с расположенными на его стержн х одинаковыми по числу витков обмотками, одни одноименные по пол рности выходные выподы регулировочных секций объединены между собой, образу  первьп выходной вьгаод каждый из других выходных вьшодов1. An alternating voltage control device comprising a transformer with primary and M number of secondary windings, between the terminals of each of which a chain H j of two main and shunt alternating current keys connected in series, forming together with the corresponding secondary winding an adjusting section, as well as a unit control, wherein the power outputs of the shunt keys form the outputs of the adjusting sections, which are interconnected according to a summation scheme, characterized in that, in order to ensure linearity of the adjustment characteristic, increasing the efficiency and expanding the area of use by organizing a high-current output while reducing the installed power, it is equipped with an M-rod closed magnetic circuit with windings of identical number of turns on its rods, one of the same polarity output outlets of the adjustment sections are combined among themselves, the image of the first output output of each of the other output outputs 1& f1 & f 7777 2020 2121 НИ п NI I LI L ГR J/J / фиг. 2FIG. 2 и,and, Usi Un % Uy,Usi Un% Uy, иand иand 3S3S 3g 3g i/ti / t tft(coy)tft (coy) изл1out1 U«1U "1 Фиг.зFig.z UfUf ruHruH 66 сwith о about В AT С WITH а-а ahh S-S Ss а 8 с а a 8 with a 8 с 8 s зг JJ изй 35jg jz 35 3S3S ф1/г.f1 / g. fit9.ffit9.f 1)1.0 0,8 0.6 0, 0.21) 1.0 0.8 0.6 0, 0.2 ОABOUT %% гИ)gi) 0,2 Q, t 0.6 0,8 1,0 О 0.2 0. 0,6 0,6 1,00.2 Q, t 0.6 0.8 1.0 O 0.2 0. 0.6 0.6 1.0 Раг. 6Rag. 6 ГГI :GGI: Ч .H з1s1 8eight -й„ .&1.th „. & 1. Фиг.FIG. 4four 1.one. иand ЛL
SU864110589A 1986-06-09 1986-06-09 Device for controlling a.c. voltage SU1415370A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864110589A SU1415370A1 (en) 1986-06-09 1986-06-09 Device for controlling a.c. voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864110589A SU1415370A1 (en) 1986-06-09 1986-06-09 Device for controlling a.c. voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1415370A1 true SU1415370A1 (en) 1988-08-07

Family

ID=21253948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864110589A SU1415370A1 (en) 1986-06-09 1986-06-09 Device for controlling a.c. voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1415370A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Этво, вьт. радио, 1977, с. Гельман М.В. Советское 9. - М.: 70-73. и др. Тиристорные регул торы переменного напр жени . - М.: Энерги , 1975, с. 97. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4276589A (en) Twelve-step current source inverter
US3775662A (en) Constant frequency power inverter having silicon controlled rectifier multibridge inputs for output wave shaping with variable phase control for overload conditions
Baiju et al. A five-level inverter voltage space phasor generation for an open-end winding induction motor drive
US4578746A (en) Interlaced pulse-width modulated unrestricted frequency changer system
EP0127306A1 (en) Improved unrestricted frequency changer system and adjustable frequency AC motor drive using such a system
SU1415370A1 (en) Device for controlling a.c. voltage
US6885569B2 (en) Energy converting device
US2141921A (en) Rectifier
US4685049A (en) Unrestricted frequency changer switch topology
SU1001371A1 (en) Voltage regulator with elevated frequency stage
RU2806899C1 (en) Machine-electronic generating system with voltage and frequency stabilization
SU1644331A1 (en) Device for dc-to-three-phase voltage converter control
US2834932A (en) Control system for preventing contact sparking in synchronous switching apparatus
RU2784845C1 (en) Three-phase voltage inverter of increased power for solar photovoltaic power plant
SU1517109A1 (en) A.c. electric drive
SU1624634A1 (en) Device for controlling bridge inverter
SU1372543A1 (en) Method of controlling direct three-phase frequency converter
SU736306A1 (en) Dc voltage-to-three-phase pulse-amplitude modulated ac voltage converter
RU1817221C (en) Electrical drive
SU1097983A1 (en) Device for adjusting three-phase voltage
SU785935A1 (en) Dc-to-three phase voltage converter with high-frequency intermediate stage
SU1173505A1 (en) Method of controlling the three-phase power semiconductor switch and apparatus for effecting the same
SU1179496A1 (en) Direct frequency converter
SU731534A1 (en) Dc voltage-to-three-phase voltage converter
SU1410242A1 (en) Device for controlling inverter with n resonance loads