RU2187872C1 - Hybrid passive power corrector and its control process - Google Patents
Hybrid passive power corrector and its control process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187872C1 RU2187872C1 RU2001104164A RU2001104164A RU2187872C1 RU 2187872 C1 RU2187872 C1 RU 2187872C1 RU 2001104164 A RU2001104164 A RU 2001104164A RU 2001104164 A RU2001104164 A RU 2001104164A RU 2187872 C1 RU2187872 C1 RU 2187872C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- control
- power
- valves
- network
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетической электронике и предназначено для компенсации так называемых пассивных составляющих мгновенной электрической мощности, то есть в равной мере как реактивной мощности, так и мощности искажения в однофазных сетях переменного тока. The invention relates to power electronics and is intended to compensate for the so-called passive components of instantaneous electrical power, that is, equally as reactive power and distortion power in single-phase AC networks.
Известны идея и общие принципы построения и управления гибридных статических компенсаторов в виде системы взаимодополняющих устройств компенсации реактивной мощности (КРМ), предназначенных для устранения базовой составляющей пассивной мощности, имеющей по сравнению с другими наиболее низкую частоту взаимодействия сети и нагрузки и устройств компенсации мощности искажения (КМИ), способствующих доведению тока сети, образованного сложением тока компенсируемой нагрузки и тока КРМ, до синусоидальной формы с амплитудным значением, равным активной составляющей основной гармоники тока нагрузки (см. , например, Энергетическая электроника: Справочное пособие. Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.237-243; Патент РФ 2146848). Необходимость разработки объединенных систем компенсации объясняется ограниченными функциональными возможностями современных компенсаторов, а именно недостаточно широкой полосой пропускания КРМ, не позволяющей использовать их для компенсации мощности искажения - с одной стороны, а также ограниченной энергоемкостью КМИ, не позволяющей в процессе энергообмена генерировать мощность на достаточно продолжительных временных интервалах - с другой. В качестве прототипа принимается устройство, в котором функции КРМ выполняет компенсационный преобразователь по однофазной двухполупериодной схеме выпрямления, выполненный на двухоперационных вентилях, работающих на индуктивную нагрузку в виде сглаживающего накопительного дросселя в диапазоне опережающих углов управления, близких к α = -π/2, а функции КМИ возложены на инвертор напряжения с накопительным полярным конденсатором в цепи постоянного тока и согласующим дросселем на сетевом входе (см., например, Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок: Пер. с польск. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 133). Здесь и далее полагается, что напряжение сети сохраняет синусоидальную форму, компенсационный преобразователь работает при идеально сглаженном токе нагрузки, а коэффициент трансформации силового согласующего трансформатора равен единице. The idea and general principles of construction and control of hybrid static compensators are known in the form of a system of mutually complementary reactive power compensation (CRM) devices designed to eliminate the basic component of passive power, which has, compared to others, the lowest frequency of network and load interaction and distortion power compensation devices (KMI) ), contributing to bringing the network current formed by adding the current of the compensated load and the CRM current to a sinusoidal shape with an amplitude value, are equal the active component of the fundamental wave of the load current (see, e.g., Power Electronics: Handbook Lane with it - M .: Energoatomizdat, 1987, s.237-243; RF Patent No. 2,146,848....). The need to develop integrated compensation systems is explained by the limited functional capabilities of modern compensators, namely, the CRM bandwidth that is not wide enough to be used to compensate for distortion power, on the one hand, and the limited energy intensity of the KMI, which does not allow generating power during sufficiently long time intervals - on the other. As a prototype, a device is adopted in which the KRM functions are performed by a compensation converter according to a single-phase two-half-wave rectification circuit, made on two-operation valves operating on an inductive load in the form of a smoothing storage choke in the range of leading control angles close to α = -π / 2, and the functions KMI are assigned to a voltage inverter with a storage polar capacitor in the DC circuit and a matching choke at the network input (see, for example, Supronovich G. Improving the coefficient Power Factor of Converting Units: Translated from Polish - M .: Energoatomizdat, 1985, p. 133). Hereinafter, it is assumed that the mains voltage remains sinusoidal, the compensation converter operates at a perfectly smoothed load current, and the transformation coefficient of the power matching transformer is unity.
Недостатком прототипа следует признать ограниченный диапазон плавного регулирования реактивной мощности, вследствие того что при известном способе фазового управления компенсационным выпрямителем наблюдается одновременное изменение обоих параметров, определяющих реактивную мощность компенсатора, - тока и фазового сдвига его основной гармоники относительно напряжения на сетевом входе, что в условиях, близких к короткому замыканию выпрямителя, ограничивает длапазон возможного изменения угла α. Известное решение, направленное на расширение диапазона регулирования, предполагает, что инвертор в составе КМИ может служить не только для компенсации мощности искажения, создаваемой высшими гармониками тока, но также и низкочастотной (реактивной) составляющей пассивной мощности. Однако, как показали исследования, это возможно лишь при ограниченных фазовых углах нагрузки при наличии специальных цепей подзаряда накопительного конденсатора, что ведет к дополнительному искажению сетевого тока в виде тока "недокомпенсации" и усложнению устройства. The disadvantage of the prototype should be recognized a limited range of smooth regulation of reactive power, due to the fact that with the known method of phase control of the compensation rectifier, there is a simultaneous change in both parameters that determine the reactive power of the compensator, the current and the phase shift of its main harmonic relative to the voltage at the network input, which close to the short circuit of the rectifier, limits the range of a possible change in the angle α. A well-known solution aimed at expanding the control range, suggests that the inverter in the KMI can serve not only to compensate for the distortion power created by the higher harmonics of the current, but also the low-frequency (reactive) component of the passive power. However, studies have shown that this is possible only with limited phase load angles in the presence of special circuits for recharging the storage capacitor, which leads to additional distortion of the mains current in the form of an “undercompensation” current and complicates the device.
Целью изобретения является расширение диапазона регулирования реактивной мощности на сетевом входе гибридного компенсатора, что создает условия для мощностной разгрузки инвертора в составе КМИ и, следовательно, упрощения его конструкции за счет устранения указанных дополнительных цепей подзаряда накопительного конденсатора. The aim of the invention is to expand the range of regulation of reactive power at the network input of the hybrid compensator, which creates the conditions for power unloading of the inverter as part of the KMI and, therefore, simplifying its design by eliminating these additional charging circuits of the storage capacitor.
Для этого предлагается конструктивное объединение КРМ и КМИ на основе одного общего согласующего трансформатора со средней точкой вторичных полуобмоток, к которым подключены два полностью управляемых вентиля КМИ, зашунтированные обратными диодами и одновременно две пары вентилей КРМ, причем последний выполнен в виде двух одинаковых параллельно включенных относительно обмоток трансформатора вентильных комплектов, каждый из которых выполнен по двухполупериодной схеме выпрямления со средней точкой и содержит в своей цепи выпрямленного тока накопительно-сглаживающий дроссель. For this, a constructive combination of KPM and KMI is proposed on the basis of one common matching transformer with the midpoint of the secondary half-windings, to which are connected two fully controlled KMI valves, shunted by reverse diodes and simultaneously two pairs of KPM valves, the latter being made in the form of two identical parallel connected relative to the windings transformer of valve sets, each of which is made according to a half-wave rectification scheme with a midpoint and contains rectified in its circuit th current accumulating-smoothing inductor.
Известные способы управления гибридными компенсаторами направлены на получение требуемой величины и формы мгновенного тока на сетевом входе путем сложения токов КРМ и КМИ, каждый из которых формируется по принципу автоматического регулирования по отклонению от тока задания. Сигналом задания тока КРМ может служить суммарная пассивная составляющая тока компенсируемой нагрузки, которая получается вычитанием из полного тока нагрузки его полезной части в виде активной составляющей первой гармоники, имеющей частоту и форму сетевого напряжения. Управление вентилями компенсационного преобразователя в составе КРМ осуществляется, как правило, импульсно-фазовым способом, например, с трехкратным включением каждого вентиля на периоде сетевого напряжения. Сигналом задания тока сети в контуре регулирования КМИ является указанная полезная составляющая тока нагрузки. Переключение вентилей инвертора КМИ происходит с высокой частотой, лежащей за пределами частотной полосы пропускания КРМ. При этом каждое включение вентиля приводит к некоторому увеличению мгновенного тока на входе инвертора за счет частичного разряда накопительного конденсатора, а последующее выключение - к уменьшению тока, которое сопровождается повторным зарядом накопительного конденсатора реактивным током. Чередование указанных интервалов с высокой частотой и регулирование их длительности на основе релейного или широтно-импульсного принципов модуляции позволяет добиться желаемой формы мгновенного тока на входе гибридного компенсатора. Known methods for controlling hybrid compensators are aimed at obtaining the required magnitude and shape of the instantaneous current at the network input by adding the currents of CRM and KMI, each of which is formed by the principle of automatic control according to the deviation from the reference current. The signal for setting the CRM current can be the total passive component of the current of the compensated load, which is obtained by subtracting from the total load current its useful part in the form of the active component of the first harmonic, which has the frequency and shape of the mains voltage. The valves of the compensation converter as part of the CRM are usually controlled by a pulse-phase method, for example, by tripping each valve three times during a period of mains voltage. The signal for setting the network current in the KMI control loop is the indicated useful component of the load current. Switching the KMI inverter valves occurs with a high frequency lying outside the frequency bandwidth of the CRM. Moreover, each switching on of the valve leads to a certain increase in the instantaneous current at the inverter input due to the partial discharge of the storage capacitor, and subsequent switching off leads to a decrease in current, which is accompanied by a recharge of the storage capacitor with a reactive current. Alternating the indicated intervals with a high frequency and adjusting their duration on the basis of relay or pulse-width modulation principles allows achieving the desired shape of the instantaneous current at the input of the hybrid compensator.
С целью расширения диапазона регулирования при периодическом изменении тока компенсируемой нагрузки предлагается управление вентилями компенсационного преобразователя в составе КРМ осуществлять с помощью двух управляющих сигналов Ui, Uφ, пропорциональных соответственно активной и реактивной составляющим основной гармоники тока задания КРМ с отстающим относительно начала положительной полуволны сетевого напряжения на аноде вентиля углом управления при каждом первом включении на периоде сети
с постоянным значением угла управления α2 = π при каждом втором включении на периоде сети и опережающим углом управления при каждом третьем включении, по модулю равным
при этом сигнал ошибки регулирования, образующийся в результате вычитания из сигнала задания тока КМИ тока сети, подавать на управляющий вход модулятора длительности включенного состояния вентилей инвертора напряжения в составе КМИ.In order to expand the control range with periodic changes in the current of the compensated load, it is proposed to control the valves of the compensation converter as part of the CRM using two control signals U i , U φ proportional to the active and reactive components of the main harmonic of the current of the CRM task, with a lagging relative to the beginning of the positive half wave of the mains voltage on the valve anode, the angle of control at each first switching on the network period
with a constant value of the control angle α 2 = π for every second inclusion on the network period and an advanced control angle for every third inclusion, modulo equal
at the same time, the control error signal resulting from the subtraction of the network current KMI from the signal for setting the current KMI current is applied to the control input of the modulator of the on-time state of the voltage inverter valves in the KMI.
В случаях непериодического характера изменения тока нагрузки предлагаемый алгоритм следует дополнить подачей отпирающих импульсов одновременно на каждые два вентиля в составе разных вентильных комплектов, подключенные к одной полуобмотке трансформатора при совпадении знаков мгновенных значений тока задания и тока на сетевом входе КРМ или подачей отпирающих импульсов на вентили, подключенные к разным полуобмоткам трансформатора при несовпадении знаков указанных координат, чередуя работу параллельно включенных вентильных комплектов в выпрямительном и инверторном режимах от одного полупериода сетевого напряжения к другому. In cases of non-periodic nature of the change in the load current, the proposed algorithm should be supplemented by the supply of unlocking pulses simultaneously for every two valves in different valve sets connected to one half-winding of the transformer when the signs of the instantaneous values of the reference current and current at the input of the KRM coincide or by supplying unlocking pulses to the valves, connected to different transformer semi-windings when the signs of the specified coordinates do not coincide, alternating the work of a parallel-connected valve set s in rectifier and inverter modes from one half-cycle of the mains voltage to another.
Суть предлагаемого решения состоит в независимом параметрическом регулировании в любых необходимых пределах величины и фазы тока компенсатора в функции соответствующих параметров нагрузки, создающим условия для двухстороннего обмена реактивной мощностью между нагрузкой и компенсатором. В случае непереодического изменения тока нагрузки возможному обмену реактивной мощностью компенсатора с сетью можно воспрепятствовать путем кратковременного шунтирования трансформаторного входа на интервалах несовпадения знака мгновенных значений тока задания и тока компенсатора. Данные меры ведут к разгрузке инвертора КМИ от низкочастотной составляющей пассивной мощности, в результате это устройство будет работать при кратковременном чередовании положительного и отрицательного знака мгновенной мощности, не требуя для этого дополнительной подзарядки накопительного конденсатора. The essence of the proposed solution is independent parametric regulation within any necessary limits of the magnitude and phase of the compensator current as a function of the corresponding load parameters, creating conditions for two-way exchange of reactive power between the load and the compensator. In the event of a non-periodic change in the load current, the possible exchange of the reactive power of the compensator with the network can be prevented by briefly shunting the transformer input at intervals of mismatch of the sign of the instantaneous values of the reference current and the current of the compensator. These measures lead to the unloading of the KMI inverter from the low-frequency component of passive power, as a result, this device will work with a short-term alternation of the positive and negative signs of instantaneous power, without requiring additional recharging of the storage capacitor.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема силовой части и блок-схема цепей управления предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу компенсационного преобразователя в режиме КРМ; на фиг. 3 - характеристики функционального построителя, предназначенного для преобразования параметрических сигналов управления реактивной мощностью Ui, Uφ в управляющие сигналы Uy1, Uy2 на входе СИФУ компенсационного преобразователя; на фиг. 4 - временные диаграммы, иллюстрирующие способ управления гибридным компенсатором.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the power unit and a block diagram of the control circuits of the proposed device; figure 2 is a timing diagram illustrating the operation of the compensation Converter in the mode of CRM; in FIG. 3 - characteristics of a functional builder designed to convert parametric reactive power control signals U i , U φ into control signals U y1 , U y2 at the input of the SIFU of the compensation converter; in FIG. 4 is a timing diagram illustrating a method for controlling a hybrid compensator.
Силовая схема выполнена с применением трехобмоточного согласующего трансформатора 1, первичная обмотка которого подключена к сети параллельно компенсируемой нагрузке. КРМ выполнен на двух параллельно включенных относительно обмоток трансформатора вентильных комплектах, один из которых содержит двухоперационные вентили 2, 3, а другой - 4, 5. Нагрузкой данных выпрямителей служат накопительно-сглаживающие дроссели 6, 7, которые своим общим выводом соединены со средней точкой трансформатора и одновременно - с одним из полюсов полярного накопительного трансформатора 8. Последний входит в состав КМИ, который выполнен в виде однофазного инвертора на вентилях 9, 10, зашунтированных обратными диодами 11, 12, которые посредством магнитно-связанных дросселей 13, 14 соединяют обмотки трансформатора с другим полюсом накопительного конденсатора. The power circuit is made using a three-winding matching transformer 1, the primary winding of which is connected to the network in parallel with the compensated load. KRM is made on two valve sets connected in parallel with respect to the transformer windings, one of which contains two-
Управляющие цепи, выполненные по т.н. минимальной конфигурации, содержат задатчик сетевого тока 15 и параметрический анализатор тока нагрузки 16, входные зажимы которых соединены с датчиками напряжения сети 17 и тока нагрузки 18. Сигнал задания тока сети i*н1a в контуре регулирования КМИ сравнивается с помощью узла сравнения 19 с сигналом обратной связи по току сети i*c, образуя сигнал ошибки регулирования Δi
Получим уравнения, доказывающие возможность параметрического регулирования реактивной мощности на сетевом входе компенсатора. Для этого выражение реактивной составляющей тока компенсируемой нагрузки представим в виде произведения двух сомножителей
Iн1р = Iн1sinφy1 = Ui•Uφ, (1)
где Ui=Iн1/Iн1мах - относительный токовый параметр, приведенный к некоторому максимальному току Iн1мах;
Uφ = sinφ1 - фазовый параметр нагрузки. Покажем, что подобным образом может быть представлена и реактивная составляющая тока компенсатора. Диаграммы на фиг.2 показывают, что при управлении с трехкратным включением каждого вентиля КРМ на периоде сети путем соответствующего изменения углов управления α1, α3 можно добиться независимого регулирования по желаемому закону средневыпрямленного напряжения Ud и тока Id - с одной стороны и фазового сдвига основной гармоники тока φ1 - с другой. Раскладывая кривую тока компенсатора iк(ν) в тригонометрический ряд, запишем выражения коэффициентов Фурье при первом слагаемом
что дает возможность получить действующее значение основной гармоники этого тока и ее фазовый сдвиг
Записав выражение для средневыпрямленного тока компенсационного преобразователя
приходим к выводу, что реактивная составляющая основной гармоники тока на сетевом входе КРМ также зависит от произведения двух параметров
,
где a
относительный токовый параметр компенсатора.We obtain equations proving the possibility of parametric regulation of reactive power at the network input of the compensator. For this, the expression of the reactive component of the current of the compensated load can be represented as the product of two factors
I н1р = I н1 sinφ y1 = U i • U φ , (1)
where U i = I n1 / I n1max is the relative current parameter reduced to a certain maximum current I n1max ;
U φ = sinφ 1 - phase load parameter. We show that the reactive component of the compensator current can be represented in a similar way. The diagrams in figure 2 show that when controlling with three turns of each valve of the CRM on the network period by a corresponding change in the control angles α 1 , α 3 , independent control can be achieved according to the desired law of the average rectified voltage U d and current I d - on the one hand and phase the shift of the fundamental current harmonic φ 1 - on the other. Expanding the current curve of the compensator i к (ν) in a trigonometric series, we write the expressions of the Fourier coefficients in the first term
which makes it possible to obtain the effective value of the fundamental harmonic of this current and its phase shift
Having written the expression for the average rectified current of the compensation converter
we conclude that the reactive component of the fundamental harmonic of the current at the RMS network input also depends on the product of two parameters
,
where a
relative current parameter of the compensator.
Условие полной компенсации реактивной мощности нагрузки предполагает равенство Iк1р= -Iн1р, что достигается за счет уравнивания параметров нагрузки и компенсатора a
Uφ = sinα1-sin|α3|; (6)
Ui = cosα1+cosα3-1. (7)
Данная система уравнений совместна и ее решение относительно угла управления при первом включении вентиля на периоде сети дает
α1 = arccosUy1, (8)
где
Аналогично отыскивается модульное значение опережающего угла управления при третьем включении вентиля на периоде сети
|α3| = arccosUy2, (9)
где
Получаемые в соответствии с (8), (9) управляющие сигналы Uy1, Uy2 поступают на входы СИФУ (блок 23), которая согласно известному вертикальному принципу вырабатывает управляющие импульсы в моменты их равенства с опорными сигналами косинусоидальной формы (см. фиг.2). Рассчитанные по (8), (9) характеристики функционального построителя Uy1,2 = f(Ui, Uφ) приведены на фиг.3.The condition for complete compensation of the reactive power of the load implies the equality I k1p = -I n1p , which is achieved by equalizing the load parameters and the compensator a
U φ = sinα 1 -sin | α 3 |; (6)
U i = cosα 1 + cosα 3 -1. (7)
This system of equations is compatible and its solution with respect to the control angle when the valve is first turned on during the network period gives
α 1 = arccosU y1 , (8)
Where
Similarly, the modular value of the leading control angle is found when the valve is turned on for the third time during the network period
| α 3 | = arccosU y2 , (9)
Where
Received in accordance with (8), (9), the control signals U y1 , U y2 are fed to the SIFU inputs (block 23), which, according to the known vertical principle, generates control pulses at the moments of their equality with the reference signals of a cosine shape (see Fig. 2 ) The characteristics of the functional builder U y1,2 = f (U i , U φ ) calculated according to (8), (9) are shown in Fig. 3.
Работу гибридного компенсатора иллюстрируют временные диаграммы на фиг. 4. Полагается, что компенсируемая нагрузка потребляет несинусоидальный периодический ток iн, в составе которого можно выделить активную iн1а и реактивную iн1р составляющие. Путем вычитания из полного тока нагрузки его полезной части получается сигнал задания тока КРМ (показано сплошной линией на фиг.4а). Анализ данных составляющих приводит к появлению на выходах блока 16 управляющих сигналов Ui, Uφ, а на выходах блока 22 сигналов Uy1, Uy2 (фиг. 4б, в). Переключение вентилей КРМ с углами управления α1, α3 приводит к появлению на сетевом входе тока компенсатора iк (фиг.4г). При периодической форме тока нагрузки необходимость в двух параллельно включенных вентильных комплектах отсутствует, поэтому полагается, что на универсальной схеме фиг.1 управляющие импульсы поступают лишь на вентили одного из комплектов, например при положительной полуволне сетевого напряжения - на вентиль 2, а при отрицательной полуволне - на вентиль 3.The operation of the hybrid compensator is illustrated by the timing diagrams in FIG. 4. It is believed that the compensated load consumes a non-sinusoidal periodic current i n , which can be used to isolate the active i n1a and reactive i n1p components. Subtracting the load of its useful part from the total load current, a signal for setting the current of the CRM is obtained (shown by the solid line in Fig. 4a). Analysis of these components leads to the appearance of control signals U i , U φ at the outputs of block 16, and signals U y1 , U y2 at the outputs of block 22 (Fig. 4b, c). Switching valves KRM with control angles α 1 , α 3 leads to the appearance on the network input current of the compensator i to (Fig.4g). With a periodic form of the load current, there is no need for two parallel-connected valve sets, therefore, it is believed that in the universal circuit of Fig. 1, control pulses arrive only at the valves of one of the sets, for example, with a positive half-wave of the mains voltage - to
Реактивная составляющая тока компенсатора должна быть в противофазе с реактивной составляющей тока нагрузки iк1р+iн1р=0, что обеспечивает предлагаемый способ управления. Однако в общем случае в токе нагрузки присутствуют высшие гармоники Δiн=iн-(iн1а+iн1р), а в составе мгновенного тока компенсатора может быть также и активная составляющая Δiк=iк-iк1р (см. фиг.4д, е). Суммарное значение этих составляющих образует ток недокомпенсации сети Δic = Δiн+Δiк (фиг. 4ж), который может быть получен на выходе узла 19 как сигнал ошибки регулирования в контуре управления КМИ Δi
Достигаемая разгрузка КМИ от реактивной составляющей тока проявляется в том, что ток недокомпенсации Δic (ток задания КМИ) имеет форму импульсов чередующейся полярности. Кратковременность этих импульсов на интервалах отрицательного знака мгновенной мощности (знак мгновенной мощности КМИ указан на фиг.4ж) способствует поддержанию постоянства напряжения на обкладках накопительного конденсатора, что является условием работоспособности КМИ. Вместе с тем, наличие активной составляющей в токе недокомпенсации может вызывать недопустимое снижение уровня указанного напряжения, что особенно затрудняет работу КМИ при нарушениях переодичности тока нагрузки.The achieved unloading of the KMI from the reactive component of the current is manifested in the fact that the undercompensation current Δi c (the current of the KMI) has the form of pulses of alternating polarity. The short duration of these pulses at intervals of the negative sign of instantaneous power (the sign of the instantaneous power of the KMI is indicated in Fig. 4g) helps to maintain a constant voltage across the plates of the storage capacitor, which is a condition for the operability of the KMI. At the same time, the presence of the active component in the current of undercompensation can cause an unacceptable decrease in the level of the indicated voltage, which especially complicates the operation of the KMI in case of violations of the periodicity of the load current.
Для дополнительной мощностной разгрузки КМИ в указанных условиях предлагается выполнение КРМ в виде двух параллельно включенных вентильных комплектов. Это позволяет кратковременно отключать КРМ от сетевого входа на интервалах несовпадения знаков мгновенного тока задания и тока компенсатора при поддержании выпрямленного тока в цепях накопительных дросселей, что также будет способствовать циркуляции низкочастотной составляющей мощности между компенсатором и сетью. Для этого достаточно одновременное включение двух вентилей, подключенных к разным полуобмоткам трансформатора, находящихся в составе разных комплектов, например вентилей 2 и 5. В результате встречного протекания токов через вторичные полуобмотки трансформатора результирующее значение тока в сетевой обмотке на указанном интервале будет равно нулю. Так как один из вентильных комплектов в это время будет переведен в инверторный режим, его ток в накопительном дросселе будет снижаться. Для предотвращения данного явления предлагается указанное шунтирование обмоток трансформатора осуществлять в процессе чередования работы вентильных комплектов в выпрямительном и инверторном режимах от одного полупериода сети к другому. Работа гибридного компенсатора при данном алгоритме управления иллюстрируется диаграммами на фиг.5. В отличие от рассмотренных данные кривые отражают процессы при изменении в момент ν1 фазового параметра нагрузки, при этом диаграмма тока компенсатора iк на интервалах шунтирования трансформатора показана пунктирной линией.For additional power unloading of KMI in the specified conditions, it is proposed to perform the KPM in the form of two valve sets in parallel. This allows you to briefly disconnect the CRM from the network input at intervals of mismatch of the signs of the instantaneous current of the reference and the current of the compensator while maintaining the rectified current in the circuits of the storage chokes, which will also contribute to the circulation of the low-frequency component of power between the compensator and the network. For this, it is sufficient to simultaneously turn on two gates connected to different half-windings of the transformer, which are part of different sets, for example,
Claims (3)
с постоянным значением угла управления α = π при каждом втором включении на периоде сети и опережающим углом управления при каждом третьем включении, по модулю равным
при этом сигнал ошибки регулирования, образующийся в результате вычитания из сигнала задания тока КМИ тока сети, подают на управляющий вход модулятора длительности включенного состояния двухоперационных вентилей КМИ.2. A method for controlling a hybrid passive power compensator according to claim 1, by pulse-phase control of two-stage KRM valves based on a synchronous-vertical principle with three times switching on each valve during the network period and independent control of the rectified voltage and current values - on the one hand and the phase value the shift of the main harmonic of the current at the network input - on the other hand, by high-frequency control of the switching moments of two-stage KMI valves based on pulse-width or Relay modulation method, characterized in that the control dvuhoperatsionnymi valves ASO by means of two signals U i, U φ, proportional, respectively, active and reactive components of the fundamental wave of ASO reference current lagging with respect to the positive half-wave of the mains voltage at the anode of the control angle for each first turn on the valve during the network period
with a constant value of the control angle α = π for every second switch-on on the network period and a leading control angle for every third switch-on, equal to
wherein the control error signal resulting from the subtraction of the network current from the KMI current signal is fed to the control input of the modulator of the on-state duration of the two-operation KMI valves.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104164A RU2187872C1 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Hybrid passive power corrector and its control process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104164A RU2187872C1 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Hybrid passive power corrector and its control process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2187872C1 true RU2187872C1 (en) | 2002-08-20 |
Family
ID=20246025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001104164A RU2187872C1 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Hybrid passive power corrector and its control process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187872C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660757C2 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Reactive power compensator |
PH12017000114A1 (en) * | 2016-04-05 | 2019-01-21 | Sanyo Electric Co | Power conditioner |
RU2725486C1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-07-02 | Дмитрий Алексеевич Филатов | Method for reduction of power consumption of led system of irradiation (illumination) of plants |
-
2001
- 2001-02-13 RU RU2001104164A patent/RU2187872C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СУПРОНОВИЧ Г.С. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 133. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PH12017000114A1 (en) * | 2016-04-05 | 2019-01-21 | Sanyo Electric Co | Power conditioner |
RU2660757C2 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Reactive power compensator |
RU2725486C1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-07-02 | Дмитрий Алексеевич Филатов | Method for reduction of power consumption of led system of irradiation (illumination) of plants |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5625539A (en) | Method and apparatus for controlling a DC to AC inverter system by a plurality of pulse-width modulated pulse trains | |
US7821801B2 (en) | Power factor correction method for AC/DC converters and corresponding converter | |
CN111756249A (en) | Modular DC-DC converter and battery charging device including the same | |
Segaran | Dynamic modelling and control of dual active bridge bi-directional dc-dc converters for smart grid applications | |
US20170179836A1 (en) | Power conversion device | |
EA008239B1 (en) | Charge transfer apparatus and method therefor | |
CN112567613A (en) | Power converter | |
CN111542999A (en) | Power conversion device | |
CN112436741B (en) | Simple multi-pulse rectifier based on double-switch power electronic phase-shifting transformer | |
US20230074022A1 (en) | Power converter topologies with power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime | |
KR20170064100A (en) | High Power Factor And High Efficiency Interleaved Dual-Buck Converter And Method Therefor | |
CN111697852A (en) | Method for operating a power converter | |
US20220393472A9 (en) | Vehicle-grid-home power interface | |
CN109842182B (en) | Power supply system | |
US5587892A (en) | Multi-phase power converter with harmonic neutralization | |
Song et al. | A current-fed HF link direct DC/AC converter with active harmonic filter for fuel cell power systems | |
US11791739B2 (en) | AC-AC converter | |
RU2187872C1 (en) | Hybrid passive power corrector and its control process | |
Bosso et al. | Isolated bidirectional DC‐to‐three‐phase AC converter for integration of renewable energy sources to electric grid | |
US20230071003A1 (en) | Power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime | |
US20230076369A1 (en) | Unidirectional power converters with power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime | |
AU2008357911B2 (en) | Control method for a structure converting direct current into alternating current | |
Takahashi et al. | Power decoupling method for isolated DC to single-phase AC converter using matrix converter | |
da Silva Filho et al. | Proposal of a new family of high frequency isolated single-phase AC-AC converters | |
CA2572046A1 (en) | Multiple-primary high frequency transformer inverter |