Регулятор переменного напряжения



Регулятор переменного напряжения
Регулятор переменного напряжения

 


Владельцы патента RU 2564992:

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

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного неременного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким. 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, накопительные конденсаторы, включенные параллельно нагрузке, два трехфазных диодных выпрямительных моста, первый из которых выводами переменного тока подключен ко вторым выводам нагрузки, а второй - к выводам дополнительных конденсаторов, которые другими выводами подключены к точкам соединения реакторов с первыми выводами нагрузки, а также два транзистора, которые по одному подсоединены в проводящем направлении к выводам постоянного тока диодных выпрямительных мостов. 2 ил.

 

Предлагаемое 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. Такой 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.

Известен регулятор переменного 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 (Пат. 2122274 C1 RU, МПК H02M 5/22. Регулятор трехфазного напряжения).

Однако указанный регулятор имеет большое количество реактивных элементов и ключей.

Кроме того, известен регулятор переменного напряжения (Z. Peng, L. Chen, F. Zhang. Simple Topologies of PWM AC-AC Converters, 1540-7985/03$17.00 ©2003 IEEE, P.10-13), взятый за прототип, содержащий в каждой фазе реакторы, включенные последовательно с источником питания, накопительные конденсаторы, включенные параллельно нагрузке, два трехфазных диодных выпрямительных моста, первый из которых выводами переменного тока подключен ко вторым выводам нагрузки, а второй - к точкам соединения реакторов с первыми выводами нагрузки, а также два транзистора, которые по одному подсоединены в проводящем направлении к выводам постоянного тока диодных выпрямительных мостов.

Однако этот регулятор способен только повышать напряжение, то есть имеет ограниченный диапазон регулирования напряжения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание регулятора переменного напряжения с широким диапазоном регулирования.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом регуляторе переменного напряжения введены дополнительные конденсаторы, включенные последовательно между точками соединения реакторов с первыми выводами нагрузки и выводами переменного тока второго трехфазного диодного выпрямительного моста.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого регулятора переменного напряжения. На фиг.2 приведены временные диаграммы токов и напряжений (при уменьшенной частоте коммутации для ясности диаграмм).

Предлагаемый регулятор переменного напряжения (фиг.1) содержит в каждой фазе реакторы 1, включенные последовательно с фазами A, B, C источника питания, накопительные конденсаторы 2, включенные параллельно каждой фазе a, b, c нагрузки 3, два трехфазных диодных выпрямительных моста 4, 5, первый из которых выводами переменного тока подключен ко вторым выводам нагрузки, а второй - к выводам дополнительных конденсаторов 6, которые другими выводами подключены к точкам соединения реакторов с первыми выводами нагрузки, а также два транзистора 7, 8, которые подсоединены в проводящем направлении к выводам постоянного тока соответствующих диодных выпрямительных мостов 4, 5, соответственно.

На временных диаграммах токов и напряжений (фиг.2) показаны: a) входной ток iA и напряжение uA фазы А, б) импульсы, подаваемые на транзистор 8, в) выходной ток ia и напряжение ua нагрузки.

Регулятор (фиг.1) работает следующим образом. Высокочастотные импульсы (фиг.2б), подаваемые на транзисторы 7 и 8, поочередно включают их, тем самым замыкая и разрывая нулевые точки трехфазных звезд цепи нагрузки и цепи, содержащей дополнительные конденсаторы 6. При замыкании транзистора 8 последовательно с источником питания оказываются включенными реакторы 1 и дополнительные конденсаторы 6. При замыкании транзистора 7 происходит обмен энергией реакторов 1 и источника питания с накопительными конденсаторами 2 и фазами нагрузки 3, приводящий к изменению напряжения на нагрузке. На интервале проводящего состояния транзистора 8 противо-ЭДС дополнительных конденсаторов 6 уменьшает напряжение на реакторах 1, ограничивая рост тока и регулируя длительности проводящего состояния транзистора 8, можно влиять на величину тока в реакторах 1, то есть на энергию, поступающую от реакторов 1 и источника в конденсаторы 2 и фазы нагрузки 3.

Таким образом, предлагаемый регулятор дает возможность повышать и понижать выходное напряжение. Повышение напряжения обеспечивается за счет ″накачки″ во входных реакторах токов, больших, чем требует цепь нагрузки во время подключения дополнительных конденсаторов к ним с последующей отдачей этого избытка энергии в конденсаторы, соединенные параллельно нагрузке. Понижение напряжения обеспечивается как обычно его широтно-импульсным регулированием. В целом, это позволяет регулировать напряжение как вверх, так и вниз от напряжения входа, т.е. в широком диапазоне.

Регулятор переменного напряжения, содержащий в каждой фазе реакторы, включенные последовательно с источником питания, накопительные конденсаторы, включенные параллельно нагрузке, два трехфазных диодных выпрямительных моста, первый из которых выводами переменного тока подключен ко вторым выводам нагрузки, два транзистора, которые подсоединены в проводящем направлении к выводам постоянного тока соответствующих диодных выпрямительных мостов, отличающийся тем, что введены дополнительные конденсаторы, которые включены последовательно между точкам соединения реакторов с первыми выводами нагрузки и выводами переменного тока второго трехфазного диодного выпрямительного моста.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для формирования изменяемого по частоте выходного напряжения. Техническим результатом является снижение потерь выпрямителя тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в ветроэнергетических установках. Технический результат - обеспечение максимально эффективного долговременного функционирования прямого преобразователя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования мощности переменного тока промышленной частоты в произвольную мощность.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования электрической мощности. Технический результат - предотвращение нарушения коммутации.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах преобразования электрической мощности. Технический результат - предотвращение нарушения коммутации в устройстве преобразования мощности.

Предусмотрен преобразователь (3) энергии, который непосредственно преобразует энергию многофазного переменного тока в энергию переменного тока. Схема преобразователя имеет множество первых переключающих элементов (311, 313 и 315) и множество вторых переключающих элементов (312, 314 и 316), оба из которых подключаются к каждой фазе R, S или T энергии многофазного переменного тока, с тем чтобы обеспечивать переключение для включения двунаправленной токонесущей способности.

Предусмотрен преобразователь энергии, который непосредственно преобразует энергию многофазного переменного тока в энергию переменного тока. Схема преобразователя имеет множество переключающих элементов (311, 313, 315, 312, 314 и 316), которые подключаются к каждой фазе R, S или T энергии многофазного переменного тока, с тем чтобы обеспечивать переключение для включения двунаправленной токонесущей способности.

Раскрыто устройство (3) преобразования энергии для преобразования энергии многофазного переменного тока непосредственно в энергию переменного тока. Схема преобразования включает в себя множество первых переключающих устройств (311, 313, 315) и множество вторых переключающих устройств (312, 314, 316), соединенных, соответственно, с фазами R, S, T энергии многофазного переменного тока и выполненных с возможностью обеспечивать операцию электрического переключения в обоих направлениях.

Обеспечен преобразователь (3) мощности, который непосредственно преобразует мощность многофазного переменного тока в мощность переменного тока. Схема преобразователя имеет множество первых переключающих элементов (311, 313 и 315), которые подключены к каждой фазе (R, S или Т) мощности многофазного переменного тока, чтобы обеспечивать переключение для включения переноса тока в двух направлениях, и множество вторых переключающих элементов (312, 314 и 316), которые подключены к каждой фазе, чтобы обеспечивать переключение для включения переноса тока в двух направлениях.

Устройство преобразования энергии для преобразования энергии многофазного переменного тока непосредственно в энергию переменного тока. Схема преобразования включает в себя множество первых переключающих устройств (311, 313, 315) и множество вторых переключающих устройств (312, 314, 316), соединенных соответственно с фазами R, S, T энергии многофазного переменного тока и выполненных с возможностью обеспечивать операцию электрического переключения в обоих направлениях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве преобразования электрической мощности. Технический результат - предотвращение нарушения коммутации переключающих элементов. Устройство преобразования электрической мощности содержит схему преобразования с несколькими парами двунаправленно переключаемых переключающих элементов в соответствующих фазах для преобразования входной мощности переменного тока в электрическую мощность переменного тока. Вычисляется первое время переключения, в течение которого один из переключающих элементов схемы верхнего плеча из нескольких пар переключающих элементов одной из фаз включается, другие переключающие элементы схемы верхнего плеча из нескольких пар переключающих элементов других фаза выключаются. По меньшей мере, один переключающий элемент схемы нижнего плеча из нескольких пар переключающих элементов других фазах включается, а другие переключающие элементы схемы нижнего плеча из нескольких пар переключающих элементов одной фазы выключаются. Вычисляется второе время переключения, в течение которого несколько пар из переключающих элементов, одной фазы включаются, а несколько пар переключающих элементов других фаз выключаются. Второе время является вычитанием первого времени переключения из времени, соответствующему полупериуду несущей. 2 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в инверторе для предоставления масштабируемого по частоте выходного сигнала инвертора, в особенности с высокой выходной мощностью. Технический результат - создание инвертора с низкими затратами для высоких напряжений или высоких мощностей. Инвертор содержит схему управления (12) для управления частотой выходного сигнала инвертора согласно задаваемому значению. Схема управления (12) в соответствии с изобретением выполнена таким образом, чтобы для генерации сигнала со значением частоты, заданным для выходного сигнала инвертора, вызывать смещение по времени сигналов и наложение сигналов для получения сигнала со значением частоты, заданным для выходного сигнала инвертора. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх