Регулятор переменного напряжения



Регулятор переменного напряжения
Регулятор переменного напряжения
Регулятор переменного напряжения

 


Владельцы патента RU 2544379:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения. Регулятор может быть использован как стабилизатор трехфазного переменного напряжения, безтрансформаторное устройство повышения переменного напряжения, регулируемый источник стабильного переменного напряжения и как устройство плавного пуска асинхронных двигателей. Регулятор содержит на входе реактор, включенный в источник питания, причем в него введены в каждую фазу по одному конденсатору, который параллельно соединен с источником питания со своим реактором, также введены два трехфазных диодных моста и два транзистора, вход первого трехфазного диодного моста соединен с одним концом цепи, состоящей из источника питания, конденсатора и реактора, а к выходу первого диодного моста подсоединен первый транзистор, при этом другой конец цепи соединен с вторым трехфазным диодным мостом, к выходу которого подсоединен второй транзистор, также к входу этого трехфазного диодного моста подсоединена нагрузка, состоящая из последовательно соединенных реактора и активного сопротивления. Технический результат - обеспечивает регулирование и повышение напряжения без использования трансформатора сетевого напряжения. 3 ил.

 

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор трехфазного переменного напряжения, бестрансформаторное устройство повышения переменного напряжения, регулируемый источник стабильного переменного напряжения и как устройство плавного пуска асинхронных двигателей.

Известен регулятор переменного напряжения (Патент 2122274 CI RU, МПК Н02М 5/22. Регулятор трехфазного напряжения), содержащий в каждой фазе последовательно включенные входной LC-фильтр, входной ключ, выполненный в виде встречно-параллельного соединения вентиля с полным управлением и диода, реактор выходного фильтра, а также выходной ключ, подсоединенный к точке соединения входного ключа и реактора выходного фильтра.

Однако указанный регулятор имеет недостаток - автономию фаз нагрузки, что зачастую недоступно.

Кроме того, известен регулятор переменного напряжения (D. Divan, J Sastry Control of Multilevel Direct AC Converters, 978-1-4244-2893-9/09/$25.00 ©2009 IEEE, P.3077-3084), взятый за прототип, содержащий на входе реактор, один конец которого соединен с цепью из параллельно соединенных конденсатора и ключа переменного тока, а другой конец реактора соединен с параллельно соединенной группой ключей, между которыми подключена пара конденсаторов, к средней точке соединения которой подсоединен другой вывод ключа переменного тока, в свою очередь регулятор имеет трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена к нагрузке.

Однако этот регулятор имеет повышенные массогабаритные показатели из-за наличия трансформатора.

Задачей предлагаемого изобретения является создание регулятора переменного напряжения с улучшенными массогабаритными показателями.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемый регулятор, содержащий на входе реактор, включенный в источник питания, введены в каждую фазу по одному конденсатору, который параллельно соединен с источником питания со своим реактором, также введены два трехфазных диодных моста и два транзистора, вход первого трехфазного диодного моста соединен с источником питания, а к его выходу подсоединен первый транзистор, при этом другой конец цепи, состоящей из источника питания, конденсатора и реактора соединен с вторым трехфазным диодным мостом, к выходу которого подсоединен второй транзистор, также к входу этого трехфазного диодного моста подсоединена нагрузка, состоящая из последовательно соединенных реактора и активного сопротивления.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого регулятора переменного напряжения. На фиг.2 приведены временные диаграммы токов и напряжений. На фиг.3 показана векторная диаграмма, поясняющая принцип работы регулятора.

Предлагаемый регулятор содержит в каждой фазе источник питания со своим реактором 1, которые параллельно соединены с конденсатором 2 в каждой фазе, при этом один конец этой цепи соединен с входом первого трехфазного диодного моста 3, к выходу которого подсоединен транзистор 4, а второй конец цепи соединен с входом второго трехфазного диодного моста 5, к выходу которого подсоединен транзистор 6, и нагрузку, состоящую из последовательно соединенных реактора 7 и активного сопротивления 8 и подключенную ко входу второго трехфазного диодного моста 5.

Регулятор (фиг.1) работает следующим образом. На диаграммах токов и напряжений (фиг.2) показаны: а) входной ток iA и напряжение фазы A uA предлагаемого регулятора переменного напряжения, б) импульсы, подаваемые на ключ трехфазного диодного моста в нуле источника, в) ток конденсатора и напряжение на конденсаторе, г) ток в индуктивности и напряжение на индуктивности, д) выходной ток iHA и напряжение нагрузки uHA предлагаемого регулятора переменного напряжения. Высокочастотные прямоугольные импульсы (фиг.26), подаваемые на ключ 4, включают его, тем самым коммутируя квазиимпеданс источника питания с высокой частотой, внешний емкостной (конденсаторный) 2 импеданс добавляется к индуктивному 1 импедансу источника питания, функцию этого импеданса может выполнить или собственный индуктивный импеданс источника питания, или дополнительно последовательно включенный импеданс реактора. Известно, что фаза напряжения на емкости VC (фиг.3) в последовательной цепи противоположна фазе напряжения на индуктивности VL, т.е. напряжение на конденсаторе VC добавляется к напряжению источника питания V1. В зависимости от длительности включения ключа 4, возможно осуществить регулирование, в результате которого изменяется напряжение на нагрузке VH. Можно повышать, понижать и стабилизировать напряжение на нагрузке 7, 8, если регулировать с высокой частотой относительные длительности подключения нагрузки к цепям с указанными различными импедансами. Для получения эффекта управляемого нулевого вентиля добавлен трехфазный диодный мост 5 с ключом 6, на который подаются в противофазе импульсы управления относительно тех, которыми управляется ключ 4.

Таким образом, предлагаемый регулятор переменного напряжения, в котором регулирование и повышение напряжения обеспечивается без использования трансформатора сетевого напряжения, по сравнению с прототипом имеет лучшие массогабаритные показатели.

Регулятор переменного напряжения, содержащий на входе реактор, включенный в источник питания, отличающийся тем, что в него введены в каждую фазу по одному конденсатору, который параллельно соединен с источником питания со своим реактором, также введены два трехфазных диодных моста и два транзистора, вход первого трехфазного диодного моста соединен с одним концом цепи, состоящей из источника питания, конденсатора и реактора, а к выходу первого диодного моста подсоединен первый транзистор, при этом другой конец цепи соединен с вторым трехфазным диодным мостом, к выходу которого подсоединен второй транзистор, также к входу этого трехфазного диодного моста подсоединена нагрузка, состоящая из последовательно соединенных реактора и активного сопротивления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах электровозов с асинхронными электродвигателями при питании от сетей переменного или постоянного тока, что свойственно для протяженных скоростных магистралей, имеющих участки сети переменного и постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе для регулирования трехфазного напряжения и частоты на выходе матричного преобразователя, который выполнен на 9 транзисторах в узлах решетки, образованной пересечениями i=1, 2 трехфазных горизонтальных шин питания и j=1, 2 трехфазных вертикальных шин нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в системе электропривода. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для повышения технико-экономических показателей импульсных преобразователей, получающих питание непосредственно от сети переменного тока, путем сокращения числа комплектующих элементов, а также уменьшения токовой загрузки силовых транзисторных ключей в моменты коммутаций и возникающих при этом коммутационных перенапряжений.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторных преобразователях с однофазным звеном повышенной частоты, в структуре которых отсутствует звено постоянного тока, используемых в питающей сети ограниченной мощности или в устройствах гарантированного энергоснабжения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для ограничения коммутационных перенапряжений путем проведения плавной коммутации тока в схеме трехфазного регулятора переменного напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в электроприводах переменного тока и источниках вторичного электропитания. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для дискретного и дискретно-фазового регулирования, стабилизации переменного напряжения и решения ряда других функциональных задач.

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким, а входной ток имеет к тому же опережающий характер по отношению к входному напряжению. Технический результат заключается в создании регулятора переменного напряжения с широким диапазоном регулирования. Для этого предлагаемый регулятор переменного напряжения содержит в каждой фазе реакторы, включенные последовательно с источником питания и нагрузкой, два трехфазных диодных выпрямительных моста, две группы накопительных конденсаторов, включенные последовательно соответственно первой и второй группой между точками соединения реакторов с выводами нагрузки и выводами переменного тока обоих трехфазных диодных выпрямительных мостов, а к выводам постоянного тока каждого диодного выпрямительного моста подключены в проводящем направлении транзисторы. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в многокаскадных высоковольтных преобразователях частоты, фазы которых состоят из группы последовательно соединенных силовых преобразовательных ячеек. Технический результат - уменьшение колебаний электроэнергии, потребляемой преобразователем из сети при изменениях его нагрузки. В каждой фазе преобразователя частоты последовательно соединены однофазные ячейки (1-5), входы которых подключены к вторичным обмоткам многообмоточного силового трансформатора (6). Каждая однофазная ячейка содержит управляемый выпрямитель (7), инвертор (8) напряжения с широтно-импульсной модуляцией и блок управления (12). Выход инвертора (8) шунтирован первым коммутатором (9). В каждой фазе преобразователя часть однофазных ячеек снабжена накопителем электроэнергии (10), который через второй коммутатор (11) подключен к выходу выпрямителя (7). Блок управления (12) каждой однофазной ячейки, снабженной накопителем (10), выполнен с возможностью перевода этой ячейки в режим накопления энергии и в режим выдачи накопленной энергии. В первом из этих режимов выпрямитель (7) и коммутаторы (9) и (11) включены, а инвертор (8) выключен. Во втором режиме выпрямитель (7) и коммутатор (9) выключены, коммутатор (11) включен, инвертор (8) включен и работает. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропривода с пониженной частотой вращения, а также в установках депарафинизации нефтяных скважин. Техническим результатом является увеличение надежности за счет отсутствия разрыва тока в силовой цепи, повышение качества выходного напряжения и повышение электромагнитной совместимости устройства с питающей сетью. В преобразователе частоты используется способ управления многофазным реверсивным мостом, подключенным к вторичной круговой обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, где система импульсно-фазового управления обеспечивает нарастающую задержку сигналов управления ключами, коммутирующими отводы круговой обмотки, относительно фазы питающей сети. Коммутация производится между парами отводов, в момент равенства их ЭДС, что в результате обеспечивает понижение частоты основной гармоники выходного напряжения и отсутствие разрыва кривой тока при коммутации отводов круговой обмотки. 3 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания, а также в телекоммуникационном оборудовании для электропитания энергоемких устройств с повышенными требованиями к электромагнитной совместимости. Достигаемый технический результат - уменьшение потерь энергии и улучшение показателей электромагнитной совместимости в условиях изменения нагрузки и регулировки выходного напряжения. Ключевой преобразователь напряжения содержит фазоимпульсный преобразователь, ключевой усилитель мощности, состоящий из четырех полевых транзисторов, включенных попарно в первую и вторую полумостовые схемы, четыре блокировочных конденсатора, трансформатор, три дросселя, выходной выпрямитель и фильтр нижних частот. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в осветительной установке. Техническим результатом является повышение качества регулирования яркости и снижение мощности потерь. Электрическое установочное устройство (1) скрытой проводки содержит систему управления для регулировки желательной яркости осветительной установки (18), приборную вставку (13) скрытой проводки, имеющую несущее кольцо (14), насаживаемый на нее орган (16) управления, защитную рамку (17). Приборная вставка (13) скрытой проводки содержит блок (2) соединительных клемм для подключения фазного провода (L) сети переменного напряжения и нагрузочного провода (L'), подводимого к осветительной установке (18). Осветительная установка (18) с другой стороны соединена с нулевым проводом (N) сети переменного напряжения. Орган (9) управления имеет элемент (9) регулировки для задания желательной яркости. Система управления выполнена в виде высокочастотного генератора широтно-импульсной модуляции, который через LC-фильтр (3) подключен к блоку (2) соединительных клемм и управляется микроконтроллером (8). Элемент (9) регулировки нагружает микроконтроллер (8), устанавливая отношение импульс/пауза высокочастотного тактирования сетевого переменного напряжения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх