Способ поочередного управления трехфазным частотным преобразователем

Авторы патента:

H02M5/44 - выполненных на газоразрядных, электронных или полупроводниковых приборах, служащих для преобразования промежуточного постоянного тока в переменный ток

Владельцы патента RU 2723304:

Джус Илья Николаевич (RU)

Изобретение относится к области электротехники. Изобретение содержит в каждой из трех фаз последовательно соединенные N выпрямительно-инверторных блоков 1-9, каждый из которых подключен входом к обмоткам трансформаторов 10-18 с разной группой соединения и которые управляются поочередно в зависимости от величины требуемого значения выходного напряжения, при котором в данном диапазоне от нуля до 1/N изменяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) одного блока из 1-9 в фазе, в диапазоне до 2/N - другого блока и так далее, в то время как остальные находятся в предельном режиме (+1, -1, или 0), что достигается благодаря блокам нелинейности 24. Новым является то, что в каждой из трех фаз по выходу в режиме ШИМ находятся блоки с разной группой соединения питающих обмоток трансформатора, так что сдвиг фаз между соседними составляет 60/N электрических градусов. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в мощном электроприводе. Широко известный /1/ одновременного управления, содержащим в каждой из трех фаз последовательно соединенные N выпрямительно-инверторных блока (далее ВИБ), каждый из которых подключен входом к обмоткам трансформатора с разной группой соединения, создает большие электропомехи. Это обусловлено тем, что на каждом этапе регулирования напряжения работают в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) все N блоков. Наиболее близким по сути является /2, 3, 4/ способ поочередного управления трехфазным трехкаскадным пребразователем, содержащим в каждой из трех фаз последовательно соединенные N ВИБ, каждый из которых подключен входом к вентильным обмоткам трансформатора с разной группой соединения и которые управляются поочередно в зависимости от величины требуемого значения выходного напряжения, при котором в каждой выходной фазе в данном диапазоне от нуля до 1/N изменяется ШИМ одного блока, в диапазоне до 2/N - второго и так далее, в то время как остальные находятся в предельном режиме (+1, -1, или 0). Недостаток такого способа состоит в плохой форме сетевого тока и больших электромагнитных импульсных помехах, что обусловлено тем, что на каждом этапе регулирования в режиме ШИМ находятся блоки, присоединенные к обмоткам трансформатора с одинаковой группой соединения. Технический результат изобретения состоит в снижении уровня электромагнитных помех. Технический результат достигается за счет того, что в каждой из трех по выходу фаз в режиме ШИМ находятся блоки с разной группой соединения вентильных обмоток трансформатора, так что сдвиг фаз между соседними составляет 60/N электроградусов.

На фиг. 1 приведен пример схемы для реализации способа управления. ВИБ 1-9 по N=3 соединены последовательно и образуют таким образом три выходные фазы А, В,С. Входы питания блоков 1-9 подключены к обмоткам 10-18 трансформатора с разной группой соединения (0, +20, -20 электроградусов), так что в состав каждой выходной фазы входит комплект, который при максимальном выходном напряжении эквивалентен по воздействию на сеть 18 пульсному выпрямлению.. Сетевая обмотка трансформатора -19. На каждый уровень блоков (верхний -1, 4, 7; средний -2, 5, 8; нижний -3, 6, 9) имеются идентичные блоки 20-22 управления ШИМ, которые связаны с блоком 23 уставки напряжения: в верхнем уровне напрямую, в среднем - через блок 24 нечувствительности -24, а в нижнем - через два аналогичных блока. Схема ВИБ 1-9 известна /1-4/.Способ реализуется при следующем порядке работы схемы. Переменное высокое в обмотке 1 напряжение сети понижается до относительно низкого обмотками 2-5 (до 1 кВ), выпрямляется и фильтруется в блоках 1-9 и преобразуется ими в переменное напряжение нужной частоты. Суммарное напряжение нагрузки 20 в каждой фазе складывается из напряжений ВИБ 1-9.. Как видно из фиг. 2, где показанаформа максимального сигнала уставки (синусоида) весь диапазон изменения напряжения от нулевого до максимального разбит на N этапов (участков), на каждом из которых в режиме ШИМ находится только один ряд блоков 1-9, в то время как остальные находятся в предельном режиме (+1, -1, или 0). Режим 1 - полное открытие с той или противоположной полярностью выходного напряжения. Режим 0 - шунтирование блока по выходу обеспечивается включением сквозных пар транзисторов /4/, при этом напряжение на выходе блока 1-9 равно нулю. Как известно помехи и излучения образуются в моменты скачков напряжения при ШИМ. В данном случае количество таких скачков снижено втрое, что и гарантирует снижение помех. На каждом этапе в режиме ШИМ работают ВИБ, присоединены к обмоткам трансформатора с разной группой соединения (0, +20, -20 электроградусов или 6,6; -13,4; -26,6 или 13,4; -6,6; -26,6), так что на каждом этапе обеспечивается воздействие на сеть эквивалентное 18 - пульсному. Способ эффективен при одинаковых группах обмоток 10-18 питания уровней (0, +20, -20 электроградусов).

Источники информации: 1. Патент US №5986909. 2. Muhamad H. Rashid. Power Electronics Handbook. Second Edition. Academic Press is an of Elsivier. 2007, стр. 396, фиг. 15.6. 3. Патент РФ на изобретение №2311717. 4. Авт. свидет. на изобретение СССР №736354.

Способ поочередного управления трехфазным частотным каскадным преобразователем, содержащим в каждой из трех фаз последовательно соединенные N выпрямительно-инверторных блоков, каждый из которых подключен входом к вентильным обмоткам трансформатора с разной группой соединения, которые управляются поочередно в зависимости от величины требуемого значения выходного напряжения, при котором в каждой выходной фазе в данном диапазоне от нуля до 1/N изменяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) одного блока, в диапазоне до 2/N - второго и так далее, в то время как остальные находятся в предельном режиме (+1, -1, или 0), отличающийся тем, что в каждой из трех по выходу фаз в режиме ШИМ находятся блоки с разной группой соединения вентильных обмоток трансформатора, так что сдвиг фаз между соседними составляет 60/N электрических градусов.

Изобретение относится к области преобразовательной техники. Система (10) электропитания для подачи электрической энергии от электрической сети (14) на нагрузку (18) содержит по меньшей мере один модуль (20) электропитания.

Преобразователь тяговый электровоза // 2653923

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от внешних источников энергоснабжения. Преобразователь тяговый электровоза содержит блок электродвигателя, средства фильтрации, преобразователь переменного тока в постоянный, подключенный между контактной линией и средствами фильтрации.

Подстанция двухветвевой электропередачи постоянного тока // 2645746

Использование – в областях электротехники, энергетики. Технический результат – повышение надежности подстанции двухветвевой электропередачи постоянного тока.

Способ инвертирования с умножением частоты и устройство управления генератором с приводом от двигателя внутреннего сгорания // 2587170

Настоящее изобретение относится к управлению генераторами и, в частности, к способу инвертирования с умножением частоты и к устройству управления генератором с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Преобразователь частоты и способ управления им // 2562254

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в вакуумных установках для плавки и термообработки металлов. Технический результат: непрерывный контроль симметрии и величины напряжения вывода индуктора относительно заземленной нейтрали питающей сети, быстрое снижение напряжения на нагрузке при увеличении контролируемого напряжения выше установленного значения, надежное и плавное выключение преобразователя при пробое вывода нагрузки на заземленную нейтраль, повышение электрического КПД индуктора, улучшение формы выходного тока.

Статический преобразователь частоты, напряжения и фазы // 2311717

Изобретение относится к энергетической электронике и предназначено для использования в качестве высокочастотного (400 Гц) однофазного (220 В) источника питания большой мощности (>1.0 кВт).

Стабилизатор напряжения // 2306661

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания. .

Преобразователь переменного напряжения в переменное // 2293431

Преобразователь частоты с автономным индуктором // 2291548

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания автономных индукционных нагревателей. .

Способ управления инвертором напряжения // 2289190

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления с инверторами напряжения (ИН) для озонаторов и газоразрядных ламп.

Электродвижительный комплекс транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем // 2724019

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительный комплекс транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем содержит систему управления, первичные тепловые двигатели с генераторами переменного тока, автоматические выключатели, электрический преобразователь и тяговый электродвигатель. С каждым из первичных тепловых двигателей соединены несколько электрических генераторов переменного тока, количество которых равно числу фаз преобразователя и числу фаз тягового электродвигателя. Электрический преобразователь состоит из однофазных преобразователей частоты, количество которых равно количеству всех генераторов. Причем многофазная обмотка каждого из электрических генераторов через автоматический выключатель подключена к входу своего однофазного преобразователя частоты. Однофазные преобразователи частоты сгруппированы по фазам электрического преобразователя и в каждой из фаз электрического преобразователя соединены последовательно. Начала фаз электрического преобразователя соединены между собой, а концы фаз электрического преобразователя подключены к фазам тягового электродвигателя. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик системы электродвижения. 8 ил.