RU2293431C1 - Преобразователь переменного напряжения в переменное - Google Patents
Преобразователь переменного напряжения в переменное Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293431C1 RU2293431C1 RU2005114625/09A RU2005114625A RU2293431C1 RU 2293431 C1 RU2293431 C1 RU 2293431C1 RU 2005114625/09 A RU2005114625/09 A RU 2005114625/09A RU 2005114625 A RU2005114625 A RU 2005114625A RU 2293431 C1 RU2293431 C1 RU 2293431C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inverter
- compensating
- output
- active
- filter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Преобразователь переменного напряжения в переменное рационален в технологических процессах, в частности, для индукционного нагрева. Преобразователь переменного напряжения в переменное представляет собой устройство, содержащий выпрямитель, сглаживающий фильтр, активный инвертор напряжения на ключах с двухсторонней проводимостью и индуктор. При этом сглаживающий фильтр включен на выход выпрямителя, вход инвертора подключен к выходу сглаживающего фильтра, а к выходу инвертора подключен индуктор. Для улучшения массогабаритных показателей преобразователя в целом и улучшения возможности регулирования выходной мощности преобразователя за счет активного преобразователя в него введены дополнительно компенсирующий инвертор напряжения на ключах с двухсторонней проводимостью и компенсирующий фильтр. При этом компенсирующий фильтр подключен к входу компенсирующего инвертора, а выходная цепь компенсирующего инвертора, соединенная последовательно с индуктором, подключена к выходу активного инвертора. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования переменного напряжения в высокочастотное переменное и могут быть использованы в технологических процессах, в частности, для индуктивного нагрева.
Известен преобразователь переменного напряжения в переменное («Экономика в электроэнергетике и энергосбережении посредством рационального использования электротехнологий», стр.208, Санкт-Петербург: Энергоатомиздат. 1998 г.), который содержит источник постоянного напряжения (выпрямитель, фильтр), параллельный инвертор с компенсирующим конденсатором, включенным параллельно индуктору и компенсирующим индуктивную составляющую тока индуктора.
Поскольку в реальных индукторах низкий cosφ, примерно равный 0,05÷0,07, то величина емкости данного конденсатора довольно большая, а соответственно высокая стоимость и значительные габариты преобразователя в целом.
Кроме того, известен преобразователь переменного напряжения в переменное (Справочник по преобразовательной технике. Под редакцией И.М.Чиженко, Техника, 1978, стр.102) является прототипом, содержащий выпрямитель, сглаживающий фильтр, однофазную схему инвертора на ключах с двухсторонней проводимостью, индуктор, конденсатор, при этом сглаживающий фильтр подключен к выходу выпрямителя, вход инвертора подключен к выходу фильтра, а к выходу инвертора подключен индуктор, параллельно которому подключен конденсатор. Конденсатор предназначен для компенсации индуктивной составляющей тока нагрузки. Полная компенсация наступает при равенстве напряжений на индуктивности индуктора и компенсирующего конденсатора.
Недостатком этой схемы является то, что величина напряжения на индуктивности индуктора зависит от соотношения активного сопротивления Rи и индуктивности Lи индуктора и может быть больше напряжения на Rи в 5÷10 раз, что приводит к увеличению массогабаритных показателей преобразователя в целом.
Задачей предлагаемого изобретения является создание преобразователя переменного напряжения в переменное с улучшенными массогабаритными показателями.
Поставленная задача достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий выпрямитель, сглаживающий фильтр, активный инвертор напряжения на ключах с двухсторонней проводимостью и индуктор, при этом сглаживающий фильтр включен на выход выпрямителя, вход инвертора подключен к выходу сглаживающего фильтра, а к выходу инвертора подключен индуктор, введены дополнительно компенсирующий инвертор напряжения на ключах с двухсторонней проводимостью и компенсирующий фильтр, причем компенсирующий фильтр подключен к входу компенсирующего инвертора, а выходная цепь компенсирующего инвертора, соединенная последовательно с индуктором, подключена к выходу активного инвертора.
На Фиг.1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на Фиг.2 - его векторная диаграмма.
Преобразователь переменного напряжения в переменное (Фиг.1) содержит выпрямитель 1, выполненный, например, на диодах 3-7 по мостовой схеме, сглаживающий фильтр 8, выполненный на емкости 9 и подключенный к выходным зажимам выпрямителя 1, активный инвертор 10, выполненный, например, по однофазной мостовой схеме на ключах 11-14, вход которого соединен с сглаживающим фильтром, а на выход подключены последовательно соединенные индуктор 15 и выход компенсирующего инвертора 16, собранного, например, по однофазной мостовой схеме на ключах на ключах 17-20, к входу которого подключен компенсирующий фильтр 21, выполненный на емкости 22.
Устройство работает следующим образом. Входное трехфазное переменное напряжение преобразуется неуправляемым выпрямителем 1 в постоянное, на выходе которого включен сглаживающий фильтр 8, необходимый для обеспечения протекания обратного тока активного инвертора 10, выполненного, например, на полностью управляемых ключах 11-14 с двусторонней проводимостью. Под полностью управляемым ключом с двусторонней проводимостью понимается ключ, выполненный на транзисторе с антипараллельным включением диода. Кривая выходного напряжения активного инвертора 10 формируется, например, методом синусоидальной широтно-импульсной модуляции, которое поступает на индуктор 15 и последовательно включенный с ним компенсирующий инвертор 16 (собранный, например, по аналогичной схеме, как и активный инвертор 10 на ключах 17-20).
Кривая выходного напряжения компенсирующего инвертора 16 формируется (например, с помощью синусоидальной ШИМ) с фазой, отстающей от тока индуктора 15 на четверть периода выходного напряжения инвертора, как показано на векторной диаграмме фиг.2,
где Iи - ток индуктора,
URи - активная составляющая падения напряжение на индукторе,
ULи - индуктивная составляющая падения напряжения на индукторе,
Uи - результирующее напряжение на индукторе,
Uинв10 - выходное напряжение активного инвертора 10,
Uинв16 - выходное напряжение компенсирующего инвертора 16.
Величина выходного напряжения компенсирующего инвертора 16 должна равняться ULи и тогда активный инвертор 10 будет нагружен только активным током, совпадающим по фазе с выходным напряжением активного инвертора 10-Uинв10. Таким образом,
Uинв16=Iи·XLи,
где XLи - индуктивное сопротивление индуктора,
где Ри - активная мощность в индукторе, Rи - активное сопротивление индуктора.
Иначе говоря, введенный последовательно с индуктором компенсирующий инвертор (емкостного тока) выполняет функцию регулируемого конденсатора квазиколебательной цепи результирующей нагрузки активного инвертора.
Компенсация индуктивного падения напряжения ULи с помощью компенсирующего инвертора 16 позволяет исключить конденсатор колебательного контура схемы прототипа, что улучшает массогабаритные показатели предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. Это обусловлено тем, что массогабаритные показатели транзисторного компенсирующего инвертора с компенсирующим фильтром, выполненным на электролитическом конденсаторе, лучше, чем у конденсатора колебательного контура схемы прототипа.
Кроме того, дополнительно улучшаются возможности регулирования выходной мощности преобразователя за счет регулирования выходного напряжения активного инвертора 10 за счет широтно-импульсной модуляции.
Claims (1)
- Преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий выпрямитель, сглаживающий фильтр, активный инвертор напряжения на ключах с двухсторонней проводимостью и индуктор, при этом сглаживающий фильтр подключен к выходу выпрямителя, вход активного инвертора подключен к выходу сглаживающего фильтра, отличающийся тем, что в него введены дополнительно компенсирующий инвертор напряжения на ключах с двухсторонней проводимостью и компенсирующий фильтр, причем компенсирующий фильтр подключен к входу компенсирующего инвертора, а выходная цепь компенсирующего инвертора, соединенная последовательно с индуктором, подключена к выходу активного инвертора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114625/09A RU2293431C1 (ru) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Преобразователь переменного напряжения в переменное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114625/09A RU2293431C1 (ru) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Преобразователь переменного напряжения в переменное |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005114625A RU2005114625A (ru) | 2006-11-20 |
RU2293431C1 true RU2293431C1 (ru) | 2007-02-10 |
Family
ID=37501833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005114625/09A RU2293431C1 (ru) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Преобразователь переменного напряжения в переменное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293431C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586323C2 (ru) * | 2011-04-19 | 2016-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Матричный инвертор и способ формирования переменного напряжения во второй сети переменного напряжения из переменного напряжения в первой сети переменного напряжения посредством матричного инвертора |
-
2005
- 2005-05-13 RU RU2005114625/09A patent/RU2293431C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586323C2 (ru) * | 2011-04-19 | 2016-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Матричный инвертор и способ формирования переменного напряжения во второй сети переменного напряжения из переменного напряжения в первой сети переменного напряжения посредством матричного инвертора |
US9673724B2 (en) | 2011-04-19 | 2017-06-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Matrix converter and method for generating an AC voltage in a second AC voltage grid from an AC voltage in a first AC voltage grid by means of a matrix converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005114625A (ru) | 2006-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Abdelhakim et al. | Performance evaluation of the single-phase split-source inverter using an alternative DC–AC configuration | |
Zamiri et al. | A new cascaded switched-capacitor multilevel inverter based on improved series–parallel conversion with less number of components | |
Lazzarin et al. | A switched-capacitor three-phase AC–AC converter | |
Rajakaruna et al. | Steady-state analysis and designing impedance network of Z-source inverters | |
US20090244936A1 (en) | Three-phase inverter | |
Sayed et al. | Soft-switching PWM technique for grid-tie isolated bidirectional DC–AC converter with SiC device | |
US20150049518A1 (en) | Method and apparatus for multi phase shift power converter control | |
US20140049998A1 (en) | DC to AC Power Converter | |
CN107820669B (zh) | 双桥dc/dc功率变换器 | |
JP4735188B2 (ja) | 電力変換装置 | |
Ezhilvannan et al. | An Efficient Asymmetric Direct Current (DC) Source Configured Switched Capacitor Multi-level Inverter. | |
Tariq et al. | Power quality improvement by using multi-pulse AC-DC converters for DC drives: Modeling, simulation and its digital implementation | |
CN103959627A (zh) | 电能供应*** | |
Dalla Vecchia et al. | A three-phase AC–AC converter in open-delta connection based on switched capacitor principle | |
Sensui et al. | Load-independent class E 2 parallel resonant DC–DC converter | |
Kadwane et al. | Symmetrical shoot-through based decoupled control of Z-source inverter | |
Barwar et al. | A multilevel PFC rectifier with sensor-less voltage balancing capability | |
JP4815996B2 (ja) | 電力変換装置 | |
Renken et al. | Novel multiphase hybrid boost converter with wide conversion ratio | |
RU2293431C1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в переменное | |
Cheriti et al. | A rugged soft commutated PWM inverter for AC drives | |
Stevanović et al. | 900V SiC Based, Hybrid, Multilevel DC/DC Topology for 1500VDC PV Application | |
Okuda et al. | Bidirectional buck AC/DC converters for compact size and high efficiency | |
Ibekwe et al. | AC to DC Converter Power Factor Correction Using Current Controlled Pulse Width Modulation (CCPWM) Techniques | |
AU2008357911B2 (en) | Control method for a structure converting direct current into alternating current |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100514 |