UA24974U - Ac current voltage regulator - Google Patents
Ac current voltage regulator Download PDFInfo
- Publication number
- UA24974U UA24974U UAU200701405U UAU200701405U UA24974U UA 24974 U UA24974 U UA 24974U UA U200701405 U UAU200701405 U UA U200701405U UA U200701405 U UAU200701405 U UA U200701405U UA 24974 U UA24974 U UA 24974U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- input
- relay
- output
- switching
- voltage
- Prior art date
Links
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 8
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
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
- H02M5/22—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 discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель належить до галузі електроніки та автоматики, а саме, до пристроїв перетворення енергії 2 змінного струму на вході в енергію змінного струму на виході для зміни напруги без проміжного перетворення у постійний струм за допомогою статичних перетворювачів, виконаних на напівпровідникових елементах з керувальним електродом та з елементами, що призначені для замикання і розмикання контактів.The utility model belongs to the field of electronics and automation, namely, to devices for converting 2 alternating current energy at the input to alternating current energy at the output to change the voltage without intermediate conversion to direct current by means of static converters made on semiconductor elements with a control electrode and with elements intended for closing and opening contacts.
Регулювання величини напруги змінного струму використовується у електроживленні, системах автоматики, електроприводах змінного струму і багатьох інших електронних пристроях. Для цього часто застосовують 70 магнітні підсилювачі, багатообмотувальні трансформатори з тиристорною комутацією обмоток, різноманітні тиристорні схеми, що змінюють діюче значення напруги за рахунок зміни форми синусоїди. Зазначені пристрої як правило мають відносно велику вагу і габарити, не забезпечують необхідні межі регулювання напруги або перекручують форму синусоїдальної напруги.AC voltage regulation is used in power supply, automation systems, AC drives and many other electronic devices. For this, 70 magnetic amplifiers, multi-winding transformers with thyristor switching of windings, various thyristor circuits that change the effective voltage value by changing the shape of the sinusoid are often used. As a rule, these devices have a relatively large weight and dimensions, do not provide the necessary voltage regulation limits or distort the shape of the sinusoidal voltage.
При цьому, важливим параметром, що визначає економічність пристроїв регулювання напруги змінного 12 струму, є наявність рекуперації енергії при реактивному характері навантаження. Рекуперація енергії можлива при наявності гальванічного зв'язку між джерелом і споживачем електричної енергії. Однак, усі трансформаторні схеми пристроїв регулювання напруги змінного струму не забезпечують рекуперації.At the same time, an important parameter that determines the cost-effectiveness of AC 12 voltage regulation devices is the presence of energy recovery in the case of a reactive nature of the load. Energy recovery is possible if there is a galvanic connection between the source and consumer of electrical energy. However, all transformer circuits of AC voltage regulation devices do not provide recuperation.
Для регулювання величини напруги змінного струму на навантаженні також застосовують автотрансформаторні пристрої, що керуються двигуном. Автотрансформаторні пристрої забезпечують рекуперацію енергії при комплексному характері навантаженні, однак і ці пристрої мають порівняно велику вагу і габарити, є коштовними та мають низьку швидкодію.Motor-driven autotransformer devices are also used to regulate the AC voltage on the load. Autotransformer devices provide energy recovery with a complex nature of the load, however, these devices also have a relatively large weight and dimensions, are expensive and have a low speed.
Відомий пристрій, передбачений реалізацією способу регулювання напруги змінного струму, наданого в описі винаходу до (|патенту Російської Федерації Мо2266608 МПК: НО2МО3/22, НО2МО7/527, СО05РО1/56; опубл. 20.12.2005 у бюл. Мо35). 29 Схема цього пристрою регулювання напруги змінного струму містить інвертор, високочастотний -о трансформатор, синхронний випрямляч і фільтр. Робота такого пристрою основана на перетворенні напруги змінного струму за допомогою інвертора у послідовність біполярних імпульсів значно більш високої частоти, відносна тривалість яких визначає величину регульованої напруги, і на подачі їх через високочастотний трансформатор, що встановлює межі регулювання, на синхронний випрямляч, зміна фази роботи ключів якого М змінює фазу регульованої напруги вихідної частоти, що отримують на виході фільтра, що згладжує завади, на /|ч протилежну.The known device provided for the implementation of the method of regulating the alternating current voltage provided in the description of the invention to (|patent of the Russian Federation Мо2266608 IPC: НО2МО3/22, НО2МО7/527, СО05РО1/56; publ. 20.12.2005 in Bull. Мо35). 29 The scheme of this AC voltage regulator includes an inverter, a high-frequency transformer, a synchronous rectifier and a filter. The operation of such a device is based on the conversion of alternating current voltage with the help of an inverter into a sequence of bipolar pulses of a much higher frequency, the relative duration of which determines the value of the regulated voltage, and on their supply through a high-frequency transformer that sets the regulation limits to a synchronous rectifier, changing the phase of the keys which M changes the phase of the regulated voltage of the output frequency obtained at the output of the filter, which smooths out interference, by /|h opposite.
Описаний пристрій також має відносно велику вагу і габарити, що обумовлені наявністю трансформатора, та о є відносно дорогим і недостатньо надійним, що обумовлено наявністю шістьох напівпровідникових ключів. Крім «І того, наявність трансформатора не забезпечує можливості рекуперації, що значно знижує ефективність виробу. 3о Відомий безтрансформаторний електронний пристрій підвищення напруги змінного струму на навантаженні счThe described device also has a relatively large weight and dimensions due to the presence of a transformer, and is relatively expensive and not sufficiently reliable due to the presence of six semiconductor switches. In addition, the presence of a transformer does not provide the possibility of recuperation, which significantly reduces the efficiency of the product. 3o The well-known transformerless electronic device for increasing the alternating current voltage on the load
ІА. Коршунов, "Импульснье преобразователи напряжения переменного тока", "Силовая Злектроника", Мо1, 200бр. стор.54-61), що складається з вхідного фільтру низької частоти, дроселю, паралельного ключа, послідовного ключа та вихідного фільтру низької частоти. «IA. Korshunov, "Pulse transformers of alternating current voltage", "Power Zlektronika", Mo1, 200 copies. p.54-61), consisting of an input low-pass filter, a choke, a parallel switch, a series switch and an output low-pass filter. "
У цьому пристрої вхідна напруга змінного струму подається на вхідний фільтр низької частоти, вихід якого З з'єднаний із входом дроселя. Вихід дроселя з'єднаний із входами паралельного і послідовного ключів. Вихід с послідовного ключа з'єднаний із входом вихідного фільтра низької частоти, а вихід паралельного ключаIn this device, the AC input voltage is applied to the input low-pass filter, the output of which is connected to the choke input. The output of the choke is connected to the inputs of the parallel and serial switches. The output of the serial key is connected to the input of the output low-pass filter, and the output of the parallel key
Із» з'єднаний із загальним проводом пристрою. Навантаження підключається до виходу вихідного фільтра низької частоти.From" is connected to the common wire of the device. The load is connected to the output of the output low-pass filter.
Регулювання вихідної напруги у цьому пристрої здійснюється шляхом зміни відносної тривалості перебування паралельного ключа у замкненому положенні, яка визначається виразом: о у-Т-схї, Осжі, т. де: т - час знаходження паралельного ключа у замкненому положенні протягом періоду Т-1/ перетворення со імпульсів вхідної напруги змінного струму у імпульсну напругу; т - частота переключення паралельного ключа. і Середнє значення вихідної напруги Овух може визначатися виразом: їз» Мих - Ух Ох ! де: Ову - величина вхідної напруги змінного струму.Regulation of the output voltage in this device is carried out by changing the relative duration of the parallel key in the locked position, which is determined by the expression: о у-Т-схи, Осжи, t. where: т - the time of the parallel key in the locked position during the period T-1/ conversion of AC input voltage pulses into pulse voltage; t is the switching frequency of the parallel key. and The average value of the output voltage Ovuh can be determined by the expression: iz» Myh - Uh Ohh ! where: Ovu is the value of the alternating current input voltage.
Рекуперація у описаному пристрої забезпечується співвідношенням часів станів увімкнуто і вимкнуто паралельного (тривалістю її) и послідовного (тривалістю Т-ї) ключів або, іншими словами, протифазним с управлінням ключами.Recovery in the described device is provided by the ratio of the times of the on and off states of the parallel (its duration) and serial (the T-th duration) keys, or, in other words, anti-phase with key control.
Природно, що значним недоліком описаного пристрою є відсутність можливості пониження вихідної напруги змінного струму.Naturally, a significant disadvantage of the described device is the lack of the possibility of lowering the output voltage of alternating current.
Те ж джерело містить опис безтрансформаторного електронного пристрою пониження напруги змінного 60 струму на навантаженні, що також складається з вхідного фільтру низької частоти, дроселю, паралельного ключа, послідовного ключа і вихідного фільтру низької частоти, але має інші зв'язки зазначених елементів.The same source contains a description of a transformerless electronic device for reducing the voltage of alternating current 60 on the load, which also consists of an input low-pass filter, a choke, a parallel switch, a series switch and an output low-pass filter, but it has other connections of the specified elements.
У цьому пристрої вхідна напруга змінного струму надходить на вхідний фільтр низької частоти, вихід якого з'єднаний із входом послідовного ключа. З виходом послідовного ключа з'єднані вхід дроселя і вхід паралельного ключа. Вихід паралельного ключа з'єднаний із загальним проводом пристрою, а вихід дроселя 65 з'єднаний з фільтром низької частоти. Навантаження підключається до виходу вихідного фільтра низької частоти.In this device, the AC input voltage is applied to an input low-pass filter, the output of which is connected to the input of the serial key. The throttle input and the parallel key input are connected to the output of the serial key. The output of the parallel key is connected to the common wire of the device, and the output of the choke 65 is connected to the low-pass filter. The load is connected to the output of the output low-pass filter.
Регулювання вихідної напруги у вказаному пристрої, як і у попередньому випадку, здійснюється шляхом зміни відносної тривалості перебування паралельного ключа у замкненому положенні, яка визначається виразом: у--хї, О«скі, де: т - час знаходження паралельного ключа у замкненому положенні протягом періоду Т-1/ перетворення імпульсів вхідної напруги змінного струму у імпульсну напругу; т - частота переключення паралельного ключа.Regulation of the output voltage in the specified device, as in the previous case, is carried out by changing the relative duration of the parallel key in the closed position, which is determined by the expression: period T-1/ conversion of alternating current input voltage pulses into pulse voltage; t is the switching frequency of the parallel key.
При цьому, середнє значення вихідної напруги Овуу може визначатися виразом:At the same time, the average value of the output voltage Ovuu can be determined by the expression:
МО ях ух У) , де: Ову - величина вхідної напруги змінного струму. то Очевидним недоліком останнього описаного пристрою є відсутність можливості підвищення вихідної напруги змінного струму.MO yah uh U) , where: Ovu - the value of the alternating current input voltage. The obvious disadvantage of the last described device is the lack of an opportunity to increase the output voltage of alternating current.
Питання рекуперації реактивної енергії в обох описаних безтрансформаторних пристроях регулювання напруги змінного струму при нелінійному навантаженні вирішується схемотехнічно, завдяки двоспрямованості схеми. Двоспрямованість здійснюється застосуванням чотирьохквадратних ключів змінного струму (наприклад - 15 діодний міст, у діагональ якого включений силовий транзистор (СВТ), для якого вхід і вихід носить лише умовний характер). Якщо навантаження має реактивний характер, то, з урахуванням зсуву фази між током навантаження і напругою, виникає оборотний реактивний струм, який тече зворотно у мережу, у цьому випадку паралельний ключ працює як модулятор, а послідовний ключ - як синхронний випрямляч.The issue of recuperation of reactive energy in both of the described transformerless devices for adjusting the alternating current voltage at a non-linear load is solved circuit-technically, thanks to the bidirectionality of the circuit. Bidirectionality is carried out by using four-square switches of alternating current (for example, a 15 diode bridge, in the diagonal of which a power transistor (SVT) is included, for which the input and output are only conditional). If the load is reactive, then, taking into account the phase shift between the load current and the voltage, there is a reversible reactive current that flows back into the network, in this case, the parallel key works as a modulator, and the series key works as a synchronous rectifier.
Паралельне включення входів двох вищеописаних пристроїв регулювання напруги змінного струму дає 20 можливість регулювати вихідну напругу змінного струму у бік підвищення, шляхом підключення навантаження до підвищувальної схеми, та у бік пониження напруги змінного струму на навантаження, шляхом підключення навантаження до понижуючої схеми, через вихідне реле.The parallel inclusion of the inputs of the two above-described AC voltage regulation devices makes it possible to regulate the output voltage of the alternating current in the upward direction, by connecting the load to the step-up circuit, and in the downward direction of the alternating current voltage to the load, by connecting the load to the step-down circuit, through the output relay.
Такий відомий безтрансформаторний регулятор напруги змінного струму, у порівнянні з описаними вище пристроями, дозволяє здійснити як підвищення, так і пониження напруги на навантаженні, забезпечує 25 рекуперацію, має поліпшені масо-габаритні характеристики, є найбільш близьким за технічною сутністю до - регулятора напруги змінного струму, що заявляється, та обраний як найбільш близький аналог. У той же час, цей пристрій має ряд недоліків.Such a well-known transformerless AC voltage regulator, compared to the devices described above, allows you to increase and decrease the voltage on the load, provides 25 recuperation, has improved mass and dimensional characteristics, is the closest in technical essence to - an AC voltage regulator , which is claimed, and is chosen as the closest analogue. At the same time, this device has a number of disadvantages.
Так, застосування чотирьох напівпровідникових ключів і двох дроселів не забезпечує достатнього зменшення ваги, габаритів і вартості виробу, знижує його надійність. т 30 Враховуючи вищенаведене, ознаками найбільш близького аналога, що збігаються із суттєвими ознаками - запропонованої корисної моделі, є наявність вхідного фільтра низької частоти, послідовного ключа, паралельного ключа, дроселя, вихідного фільтра низької частоти і вихідного реле. оThus, the use of four semiconductor keys and two chokes does not provide a sufficient reduction in the weight, dimensions and cost of the product, and reduces its reliability. t 30 Considering the above, the features of the closest analogue, which coincide with the essential features of the proposed useful model, are the presence of a low-pass input filter, a serial switch, a parallel switch, a choke, a low-pass output filter, and an output relay. at
В основу корисної моделі поставлена задача зменшення ваги і габаритів регулятора напруги змінного струму «Ж з одночасним усуненням інших вказаних недоліків, властивих найбільш близькому аналогу. 35 Поставлена задача вирішена за рахунок того, що в регулятор напруги змінного струму, який містить вхідний сч фільтр низької частоти, послідовний ключ, паралельний ключ, дросель, вихідний фільтр низької частоти, вихідне реле, у відповідності з корисною моделлю, додатково включені вхідне реле і паралельне реле, при цьому вихід вхідного фільтра низької частоти з'єднаний зі входом 2 паралельного реле і входом 2 вхідного реле, вхід З « якого з'єднаний із входом дроселя, а вхід 1 з'єднаний із входом вихідного фільтра низької частоти і входом 1 7 вихідного реле, вхід 2 якого з'єднаний із загальним ланцюгом, а вхід З з'єднаний з виходом послідовного с ключа, вхід якого з'єднаний з виходом дроселя і входом паралельного ключа, вихід якого з'єднаний із входом З з паралельного реле, вхід 1 якого з'єднаний із загальним ланцюгом, крім того, вхідне реле виконане з можливістю комутації його входу З з його входом 1 або входом 2, при цьому, паралельне реле виконане з можливістю комутації його входу З із входом 1 при комутації входів 2 і З вхідного реле та з можливістю комутації входу З 79 8 входом 2 при комутації входів 1 і З вхідного реле, а вихідне реле виконане з можливістю комутації його о входу З із входом 1 при комутації входів 2 і З вхідного реле та з можливістю комутації входу З із входом 2 г» при комутації входів 1 і З вхідного реле, причому, послідовний ключ виконаний з можливістю замикання при розімкненому паралельному ключі та з можливістю розмикання при замкненому паралельному ключі. шо Саме ці ознаки необхідні і достатні для рішення поставленої задачі. - І 50 Як можна побачити, схема заявленого пристрою містить мінімальну кількість елементів, що мають мінімальніThe basis of the useful model is the task of reducing the weight and dimensions of the AC voltage regulator "Zh" with the simultaneous elimination of other indicated shortcomings inherent in the closest analog. 35 The problem is solved due to the fact that the AC voltage regulator, which contains a low-frequency input filter, a serial switch, a parallel switch, a choke, a low-frequency output filter, an output relay, in accordance with a useful model, additionally includes an input relay and parallel relay, while the output of the input low-pass filter is connected to input 2 of the parallel relay and input 2 of the input relay, the input of which is connected to the choke input, and input 1 is connected to the input of the output low-pass filter and input 1 7 of the output relay, the input 2 of which is connected to the common circuit, and the input C is connected to the output of the serial c key, the input of which is connected to the output of the choke and the input of the parallel key, the output of which is connected to the input C of the parallel relay , whose input 1 is connected to the common circuit, in addition, the input relay is made with the possibility of switching its input Z with its input 1 or input 2, while the parallel relay is made with the possibility of switching its input Z with input 1 when switching inputs 2 and Z of the input relay and with the possibility of switching input Z 79 8 with input 2 when switching inputs 1 and Z of the input relay, and the output relay is made with the possibility of switching it about input Z with input 1 when switching inputs 2 and Z input relay and with the possibility of switching input C with input 2 g" when switching inputs 1 and C of the input relay, moreover, the serial key is made with the possibility of closing when the parallel key is open and with the possibility of opening when the parallel key is closed. It is precisely these signs that are necessary and sufficient for the solution of the given task. - And 50 As can be seen, the scheme of the claimed device contains the minimum number of elements having the minimum
Т» габарити, вагу і вартість, а саме, два фільтра низької частоти, один дросель, два напівпровідникові ключі і три реле, зв'язки яких також забезпечують мінімальні габарити, вагу та вартість при достатній надійності виробу в цілому.T» dimensions, weight and cost, namely, two low-pass filters, one choke, two semiconductor switches and three relays, the connections of which also ensure minimum dimensions, weight and cost with sufficient reliability of the product as a whole.
Так, введення у схему пристрою вхідного і паралельного реле, з урахуванням наявності вихідного реле, 59 дозволяє перетворювати загальну схему у схему підвищення напруги та у схему пониження напруги, завдяки с чому ті самі елементи беруть участь в роботі як режиму підвищення, так і режиму пониження напруги змінного струму, що забезпечує мінімальну кількість елементів всього пристрою і дозволяє зменшити габарити, вагу та вартість виробу.Thus, the introduction of an input and parallel relay into the circuit of the device, taking into account the presence of an output relay, 59 allows you to transform the general circuit into a voltage increase circuit and a voltage decrease circuit, due to which the same elements participate in the operation of both the increase mode and the decrease mode alternating current voltage, which ensures the minimum number of elements of the entire device and allows to reduce the size, weight and cost of the product.
З'єднання виходу (див. Фіг.) вхідного фільтра низької частоти із входом 2 паралельного реле і входом 2 60 вхідного реле, вхід З якого з'єднаний із входом дроселя, а вхід 1 з'єднаний із входом вихідного фільтра низької частоти і входом 1 вихідного реле, вхід 2 якого з'єднаний із загальним ланцюгом, а вхід З з'єднаний з виходом послідовного ключа, вхід якого з'єднаний з виходом дроселя і входом паралельного ключа, вихід якого з'єднаний із входом З паралельного реле, вхід 1 якого з'єднаний із загальним ланцюгом, дозволяє забезпечити мінімальну кількість напівпровідникових ключів, фільтрів низької частоти і дроселів при забезпеченні 65 можливості перетворення загальної схеми пристрою у схему підвищення напруги та у схему пониження напруги,The connection of the output (see Fig.) of the input low-pass filter to the input 2 of the parallel relay and the input 2 of the 60 input relay, the input C of which is connected to the input of the choke, and the input 1 is connected to the input of the output low-pass filter and the input 1 of the output relay, the input 2 of which is connected to the common circuit, and the input C is connected to the output of the serial key, the input of which is connected to the output of the choke and the input of the parallel key, the output of which is connected to the input C of the parallel relay, the input 1, which is connected to the common circuit, allows to ensure the minimum number of semiconductor switches, low-pass filters and chokes while providing 65 the possibility of transforming the general circuit of the device into a voltage-raising circuit and a voltage-lowering circuit,
а також при роботі тих самих елементів як у режимі підвищення, так і у режимі пониження напруги змінного струму, що забезпечує мінімальну кількість елементів усього пристрою та дозволяє зменшити габарити, вагу та вартість виробу.as well as when the same elements work both in the increasing mode and in the decreasing mode of alternating current voltage, which ensures the minimum number of elements of the entire device and allows to reduce the dimensions, weight and cost of the product.
Виконання вхідного реле з можливістю комутації його входу З з його входом 1 або входом 2, а паралельного реле з можливістю комутації його входу З із входом 1 при комутації входів 2 і З вхідного реле та з можливістю комутації входу З із входом 2 при комутації входів 1 і З вхідного реле, а також виконання вихідного реле з можливістю комутації його входу З із входом 1 при комутації входів 2 і З вхідного реле та з можливістю комутації входу З із входом 2 при комутації входів 1 і З вхідного реле, при виконанні послідовного ключа з 7/0 Можливістю замикання при розімкненому паралельному ключі та з можливістю розімкнення при замкненому паралельному ключі, дозволяє забезпечити можливість роботи та переключення режимів підвищення і пониження напруги змінного струму з урахуванням мінімальної кількості напівпровідникових ключів, фільтрів низької частоти і дроселів, що також забезпечує мінімальну кількість елементів усього пристрою та дозволяє зменшити габарити, вагу і вартість виробу.Execution of an input relay with the possibility of switching its input C with its input 1 or input 2, and a parallel relay with the possibility of switching its input C with input 1 when switching inputs 2 and C of the input relay and with the possibility of switching input C with input 2 when switching inputs 1 and C of the input relay, as well as the execution of an output relay with the possibility of switching its input C with input 1 when switching inputs 2 and C of the input relay and with the possibility of switching input C with input 2 when switching inputs 1 and C of the input relay, when performing a serial key with 7/0 With the possibility of closing when the parallel key is open and with the possibility of disconnection when the parallel key is closed, it allows to ensure the possibility of operation and switching of the modes of increasing and decreasing the alternating current voltage, taking into account the minimum number of semiconductor switches, low-pass filters and chokes, which also ensures the minimum number of elements of the entire device and allows you to reduce the dimensions, weight and cost of the product.
Таким чином, сукупність усіх наведених вище ознак сприяє отриманню одного спільного заявленого технічного результату.Thus, the combination of all the above features contributes to obtaining one common declared technical result.
Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено на: Фіг.1 - схема регулятора напруги змінного струму електрична функціональна; Фіг2 - схема стабілізатора напруги змінного струму електрична функціональна.The essence of the useful model is explained by the drawings, which are shown in: Fig. 1 - the circuit of the AC voltage regulator, functional; Fig. 2 - the circuit of the AC voltage stabilizer is functional.
Регулятор напруги змінного струму, схема електрична функціональна якого представлена на Фіг.1, складається з вхідного фільтра низької частоти ФНЧ у, вихідного фільтра низької частоти ФНЧьуу, послідовного ключа В, паралельного ключа М, дроселя Др, вхідного реле Р. паралельного реле Р» та вихідного реле Ру.The alternating current voltage regulator, the electrical functional scheme of which is shown in Fig. 1, consists of an input low-frequency filter ФНХ у, an output low-frequency filter ФНХУУ, a series key B, a parallel key M, a choke Dr, an input relay P, a parallel relay P" and output relay Ru.
Вихід вхідного фільтра низької частоти ФНЧьу з'єднаний із входом 2 паралельного реле Ро і входом 2 вхідного реле Рі. Вхід З вхідного реле Р. з'єднаний із входом дроселя Др, а вхід 1 першого з'єднаний із входом вихідного фільтра низької частоти ФНЧьуу і входом 1 вихідного реле Р. Вхід 2 вихідного реле Р» з'єднаний із загальним ланцюгом а вхід З з'єднаний з виходом послідовного ключа В. Вхід послідовного ключа В з'єднаний із - виходом дроселя Др і входом паралельного ключа М, вихід якого з'єднаний із входом З паралельного реле Р 5, а вхід 1 паралельного реле Р». з'єднаний із загальним ланцюгом.The output of the input low-pass filter FNCHU is connected to input 2 of the parallel relay Po and input 2 of the input relay Ri. Input C of the input relay P. is connected to the input of the choke Dr, and input 1 of the first is connected to the input of the output low-frequency filter FNCHUU and input 1 of the output relay P. Input 2 of the output relay P» is connected to the common circuit and input C connected to the output of the serial key B. The input of the serial key B is connected to the output of the choke Dr and the input of the parallel key M, the output of which is connected to the input Z of the parallel relay P 5, and the input 1 of the parallel relay P". connected to the common circuit.
Вхідне реле Р. виконане з можливістю комутації його входу З з його входом 1 або входом 2. Паралельне «г зо реле Р» виконане з можливістю комутації його входу З із входом 1 при комутації входів 2 і З вхідного реле Р. та з можливістю комутації входу З із входом 2 при комутації входів 1 і З вхідного реле Рі. Вихідне реле Рз3 виконане - з можливістю комутації його входу З із входом 1 при комутації входів 2 і З вхідного реле Р. та з можливістю Ге! комутації входу З із входом 2 при комутації входів 1 і З вхідного реле Р..The input relay R. is made with the possibility of switching its input Z with its input 1 or input 2. The parallel "g or relay P" is made with the possibility of switching its input Z with input 1 when switching inputs 2 and Z of the input relay R. and with the possibility of switching of input C with input 2 when switching inputs 1 and C of input relay Ri. The output relay Pz3 is made - with the possibility of switching its input Z with input 1 when switching inputs 2 and Z of the input relay P. and with the possibility of Ge! switching of input Z with input 2 when switching inputs 1 and Z of input relay P..
Послідовний ключ В виконаний з можливістю замикання при розімкненому паралельному ключі М та з « можливістю розімкнення при замкненому паралельному ключі М. сThe serial key B is made with the possibility of closing when the parallel key M is open and with the possibility of opening when the parallel key M is closed.
Робота регулятора напруги змінного струму здійснюється наступним чином.The AC voltage regulator works as follows.
Вхідний фільтр низької частоти ФНЧ» підключається до джерела напруги змінного струму, а до виходу вихідного фільтра низької частоти ФНЧ.уу підключається навантаження. Вхідна напруга змінного струму за допомогою паралельного ключа М перетворюється у послідовність широтно-імпульсно-модульованих « біполярних імпульсів. При цьому, тривалість широтно-імпульсно-модульованих біполярних імпульсів визначає з с величину напруги на навантаженні. У дроселі Др накопичується енергія заряду. За допомогою послідовного . ключа В здійснюється синхронне випрямляння струму розряду енергії, накопиченої у дроселі Др. При цьому, и?» паралельний ключ М і послідовний ключ В працюють у протифазі. Вхідний фільтр низької частоти ФНЧьу та вихідний фільтр низької частоти ФНЧУвуу забезпечують фільтрування високочастотних складових промодульованої напруги у ланцюгу джерела вхідної напруги та у навантаженні. ко Робота ключів М і В у протифазі, забезпечує рекуперацію реактивної енергії при нелінійному навантаженні.The input low-frequency filter "FLF" is connected to the AC voltage source, and the load is connected to the output of the low-frequency filter "FLF.uu". The input alternating current voltage is converted into a sequence of pulse-width-modulated "bipolar pulses" by means of a parallel switch M. At the same time, the duration of pulse-width-modulated bipolar pulses determines the value of the voltage on the load. Charge energy accumulates in the throttle Dr. Using a sequential . key B, synchronous rectification of the energy discharge current accumulated in the choke Dr. At the same time, and?" parallel key M and serial key B operate in antiphase. The input low-frequency filter ФНХу and the output low-frequency filter ФНХУВу provide filtering of high-frequency components of the modulated voltage in the circuit of the input voltage source and in the load. The operation of switches M and B in anti-phase ensures the recovery of reactive energy in case of non-linear load.
Якщо навантаження має реактивний характер то, з урахуванням зсуву фази між струмом навантаження і о напругою, виникає зворотній реактивний струм, що прямує зворотно у мережу. У цьому випадку паралельний со ключ М працює як модулятор, а послідовний ключ В працює як синхронний випрямляч.If the load has a reactive nature, then, taking into account the phase shift between the load current and the voltage, a reverse reactive current flows back into the network. In this case, the parallel co key M works as a modulator, and the serial key B works as a synchronous rectifier.
Режим підвищення напруги змінного струму забезпечується комутацією входу З і входу 2 вхідного реле Р 4The alternating current voltage increase mode is provided by the switching of input Z and input 2 of input relay P 4
Ш- та комутацією входів З із входами 1 паралельного реле Р» і вихідного реле Раз. При цьому, на паралельний ключ ї» М і послідовний ключ В подаються протифазні керуючі широтно-імпульсно-модульовані імпульси.Sh- and switching of inputs C with inputs 1 of the parallel relay P" and the output relay Raz. At the same time, anti-phase control pulse-width-pulse-modulated pulses are applied to the parallel key and serial key B.
Режим пониження напруги змінного струму забезпечується комутацією входів З із входами 2 паралельного реле Р» і вихідного реле Р» та комутацією входу З і входу 1 вхідного реле Р..The alternating current voltage reduction mode is provided by the switching of inputs Z with inputs 2 of the parallel relay P» and output relay P» and switching of input Z and input 1 of the input relay P..
Одним з можливих варіантів реалізації описаної схеми регулятора напруги змінного струму є однофазний стабілізатор напруги змінного струму, електрична функціональна схема якого представлена на Фіг.2, с призначений для забезпечення електроживленням різноманітних споживачів в умовах великих за значенням і тривалості відхилень напруги у мережі 2208 частотою 50Гц з діапазоном робочих вхідних напруг від 120 до 3808, що забезпечує коефіцієнт корисної дії не менше 9395 при вхідної напрузі в межах від 160 до 2408. во Стабілізатор напруги змінного струму (Фіг.2) складається з вище перерахованих елементів з такими ж зв'язками і включає схему управління СУ, що підключена до керуючих входів ключів і реле.One of the possible options for implementing the described AC voltage regulator scheme is a single-phase AC voltage stabilizer, the electrical functional diagram of which is presented in Fig. 2, c is designed to provide power to various consumers in conditions of large voltage deviations in the 2208 network with a frequency of 50Hz with with a range of operating input voltages from 120 to 3808, which provides an efficiency of at least 9395 at an input voltage ranging from 160 to 2408. The AC voltage stabilizer (Fig. 2) consists of the elements listed above with the same connections and includes control circuit of the control system, which is connected to the control inputs of the keys and relays.
Вхідний фільтр низької частоти ФНЧ» підключається до джерела напруги змінного струму, а до виходу вихідного фільтра низької частоти ФНЧьуу підключається навантаження, наприклад, електродвигун. Вхідне напруження змінного струму за допомогою паралельного ключа М опперетворюється у послідовність 65 широтно-імпульсно-модульованих біполярних імпульсів. При цьому, тривалість широтно-імпульсно-модульованих біполярних імпульсів визначає величину напруги на навантаженні. У дроселіThe input low-pass filter FNCH" is connected to an alternating current voltage source, and a load, for example, an electric motor, is connected to the output of the low-pass filter FNCHUU. The input AC voltage is converted into a sequence of 65 pulse-width-modulated bipolar pulses with the help of a parallel switch M. At the same time, the duration of pulse-width-modulated bipolar pulses determines the amount of voltage on the load. In the throttle
Др накопичується енергія заряду. За допомогою послідовного ключа В здійснюється синхронне випрямляння струму розряду енергії, накопиченої у дроселі Др. При цьому, паралельний ключ М і послідовний ключ В працюють у протифазі. Схема управління СУ забезпечує протифазне переключення ключів М і В з частотою, значно більшою частоти вхідної напруги змінного струму. Вхідний фільтр низької частоти ФНЧьу та вихідний фільтр низької частоти ФНЧ.» забезпечують фільтрування високочастотних складових промодульованої напруги у ланцюгу джерела вхідної напруги та у навантаженні. Робота ключів М і В у протифазі, забезпечує рекуперацію реактивної енергії при нелінійному навантаженні. Якщо навантаження має реактивний характер то, з урахуванням зсуву фази між струмом навантаження і напругою, виникає зворотній реактивний струм, що прямує 7/0 зворотно у мережу. У цьому випадку паралельний ключ М працює як модулятор, а послідовний ключ В працює як синхронний випрямляч.Charge energy is accumulated. With the help of serial key B, synchronous rectification of the energy discharge current accumulated in the choke Dr. At the same time, parallel key M and serial key B work in antiphase. The SU control scheme provides anti-phase switching of the M and B keys with a frequency much higher than the frequency of the AC input voltage. The input low-pass filter of the low-pass filter and the output low-pass filter of the low-pass filter. provide filtering of high-frequency components of the modulated voltage in the circuit of the input voltage source and in the load. The operation of keys M and B in anti-phase provides recovery of reactive energy under non-linear load. If the load is reactive, then, taking into account the phase shift between the load current and the voltage, there is a reverse reactive current that goes 7/0 back into the network. In this case, the parallel key M works as a modulator, and the series key B works as a synchronous rectifier.
При зменшенні вхідної напруги змінного струму, стабілізатор працює в режимі підвищення напруги, що забезпечується комутацією входу З і входу 2 вхідного реле Р. та комутацією входів З із входами 1 паралельного реле Р» і вихідного реле Раз. При цьому, на паралельний ключ М і послідовний ключ В подаються протифазні 7/5 Керуючі широтно-імпульсно-модульовані імпульси, до того ж час включення ключа М більше часу включення ключа В.When the AC input voltage decreases, the stabilizer operates in the voltage increase mode, which is ensured by the switching of input Z and input 2 of the input relay P. and switching of inputs Z with inputs 1 of the parallel relay P" and the output relay Raz. At the same time, anti-phase 7/5 Control pulse-width-modulated pulses are applied to the parallel key M and the serial key B, moreover, the switching time of the M key is longer than the switching time of the B key.
При збільшенні вхідної напруги змінного струму, стабілізатор працює в режимі пониження напруги, що забезпечується комутацією входів З із входами 2 паралельного реле Р» і вихідного реле Раз та комутацією входуWhen the AC input voltage increases, the stabilizer operates in the voltage reduction mode, which is provided by the switching of inputs Z with inputs 2 of the parallel relay P" and the output relay Raz and switching of the input
З і входу 1 вхідного реле Ру.From and input 1 of the input relay Ru.
При зменшенні опору навантаження, стабілізатор працює в режимі підвищення напруги, що забезпечується комутацією входу З і входу 2 вхідного реле Р. та комутацією входів З із входами 1 паралельного реле Р. і вихідного реле Ру.When the load resistance is reduced, the stabilizer operates in the voltage increase mode, which is ensured by the switching of input Z and input 2 of the input relay P. and by switching inputs Z with inputs 1 of the parallel relay P. and the output relay Ru.
При збільшенні опору навантаження, стабілізатор працює в режимі пониження напруги, що забезпечується комутацією входів З із входами 2 паралельного реле Р» і вихідного реле Р та комутацією входу З і входу 1 вхідного реле Р..When the load resistance increases, the stabilizer works in the voltage reduction mode, which is ensured by the switching of inputs Z with inputs 2 of the parallel relay P" and output relay P and switching of input Z and input 1 of the input relay P..
Виконання елементів і зв'язків регулятора напруги змінного струму, як воно описане вище, дозволяє о, отримати пристрій, що, у порівнянні з існуючими аналогами, має мінімальні габарити, вагу та вартість при достатній економічності і надійності виробу в цілому.The execution of the elements and connections of the AC voltage regulator, as described above, allows you to obtain a device that, compared to existing analogues, has minimal dimensions, weight and cost with sufficient economy and reliability of the product as a whole.
Як можна побачити, сукупність усіх наведених вище ознак сприяє отриманню одного спільного заявленого «Е зо технічного результату, не є частиною рівня техніки і може бути використаною у промисловості. Схема регулятора напруги змінного струму може бути застосована у галузі електроніки і автоматики, зокрема, у стабілізаторах - напруги змінного струму. бAs you can see, the combination of all the above features contributes to obtaining one common declared "E from the technical result, which is not part of the state of the art and can be used in industry. The AC voltage regulator scheme can be used in the field of electronics and automation, in particular, in AC voltage stabilizers. b
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200701405U UA24974U (en) | 2007-02-10 | 2007-02-10 | Ac current voltage regulator |
| PCT/UA2007/000071 WO2008097209A1 (en) | 2007-02-10 | 2007-11-29 | Alternating voltage regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200701405U UA24974U (en) | 2007-02-10 | 2007-02-10 | Ac current voltage regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA24974U true UA24974U (en) | 2007-07-25 |
Family
ID=38469837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200701405U UA24974U (en) | 2007-02-10 | 2007-02-10 | Ac current voltage regulator |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA24974U (en) |
| WO (1) | WO2008097209A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494436C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Ac voltage regulator |
| WO2021163839A1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-26 | 大连理工大学 | Fuel cell vehicle power system based on double-source motor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1063169A (en) * | 1974-10-21 | 1979-09-25 | John D. Harnden (Jr.) | Inverter power supply |
| DE2728377A1 (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-11 | Siemens Ag | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE CONVERSION OF ELECTRICAL ENERGY |
| US4881023A (en) * | 1988-03-04 | 1989-11-14 | Hughes Aircraft Company | Hybrid high speed voltage regulator with reduction of miller effect |
| US5109216A (en) * | 1990-07-18 | 1992-04-28 | Burnett Oil Co., Inc. | Portable intrusion alarm |
| US6118676A (en) * | 1998-11-06 | 2000-09-12 | Soft Switching Technologies Corp. | Dynamic voltage sag correction |
| US7123494B2 (en) * | 2003-05-06 | 2006-10-17 | Semiconductor Components Industries, L.L.C. | Power factor correction circuit and method of varying switching frequency |
-
2007
- 2007-02-10 UA UAU200701405U patent/UA24974U/en unknown
- 2007-11-29 WO PCT/UA2007/000071 patent/WO2008097209A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008097209A1 (en) | 2008-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5421904B2 (en) | Prediction scheme and inductive inverter topology for step wave power converter | |
| Wang et al. | A digital method of power-sharing and cross-regulation suppression for single-inductor multiple-input multiple-output DC–DC converter | |
| Wai et al. | Design of high-performance stand-alone and grid-connected inverter for distributed generation applications | |
| CA2502798C (en) | Single-stage buck-boost inverter | |
| US7139180B1 (en) | Three phase buck power converters having input current control | |
| Ahmed et al. | High-efficiency single-phase matrix converter with diverse symmetric bipolar buck and boost operations | |
| CN110945770A (en) | DC coupling electric converter | |
| Colling et al. | Reversible unity power factor step-up/step-down AC-DC converter controlled by sliding mode | |
| Jha et al. | Hardware implementation of single phase power factor correction system using micro-controller | |
| UA24974U (en) | Ac current voltage regulator | |
| Carpita et al. | Medium frequency transformer for traction applications making use of multilevel converter: small scale prototype test results | |
| RU2325752C1 (en) | Alternating current voltage regulator | |
| RU2361264C2 (en) | Method of ac voltage control | |
| Pratomo et al. | Design and Implementation of One-Leg and PI Control Single-Phase H-Bridge Current Regulated Inverter | |
| RU2534749C1 (en) | Reversible frequency converter | |
| Biel et al. | Some experiments on chattering suppression in power converters | |
| RU65698U1 (en) | AC VOLTAGE REGULATOR | |
| Jiangyu et al. | The SVPWM and PR control for single-phase three-level rectifier | |
| Vidal et al. | A bidirectional PWM three-phase step-down rectifier based on the differential-mode power conversion principle | |
| RU49658U1 (en) | TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER | |
| UA28297U (en) | Method for control of value of alternating voltage | |
| Islam et al. | AC sine wave generation by using SPWM inverter | |
| Banerjee et al. | Ac voltage regulation by switch mode buck-boost voltage controller | |
| RU2285327C1 (en) | Magnetic-flux ripple smoothing device for dc motor | |
| Henkenius et al. | DCM detection for on-line adaption of control parameters for totem-pole PFC rectifier |