RU2656877C1 - Трёхфазный инвертор, составленный из трех однофазных - Google Patents
Трёхфазный инвертор, составленный из трех однофазных Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656877C1 RU2656877C1 RU2017129821A RU2017129821A RU2656877C1 RU 2656877 C1 RU2656877 C1 RU 2656877C1 RU 2017129821 A RU2017129821 A RU 2017129821A RU 2017129821 A RU2017129821 A RU 2017129821A RU 2656877 C1 RU2656877 C1 RU 2656877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- winding
- inverter
- power
- control circuit
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве трехфазного инвертора повышенной мощности с улучшенным качеством выходного напряжения. Технический результат заключается в повышении качества выходного напряжения. Инвертор содержит функционально соединенные клеммы питания, емкостный фильтр, три однофазных мостовых инвертора, каждый из которых содержит схему управления и силовой модуль, выходной трансформатор, содержащий сердечник, первичную трехфазную обмотку и вторичную трехфазную обмотку, которые выполнены трапецеидальными, при этом фазы первичной обмотки соединены с соответствующими силовыми модулями инверторов, а фазы вторичной обмотки соединены с клеммами для подключения нагрузки. Повышение качества выходного напряжения инвертора обеспечивается конструкцией и параметрами трапецеидальных обмоток. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве трехфазного инвертора повышенной мощности с улучшенным качеством выходного напряжения.
Известен трехфазный инвертор, составленный из трех однофазных мостовых инверторов, содержащий функционально соединенные клеммы питания, емкостный фильтр, первый однофазный инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, второй однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, третий однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, выходной трансформатор, содержащий сердечник, первичную трехфазную обмотку и вторичную трехфазную обмотку, фазы которой соединены с клеммами А, В и С для подключения нагрузки, причем фазы первичной обмотки соединены с указанными силовыми модулями инверторов [1].
Данный инвертор нашел широкое применение в системах автономного электроснабжения поскольку он позволяет получить большую мощность без последовательного или параллельного включения транзисторов или тиристоров. Кроме того, использование мостовых однофазных инверторов в общей трехфазной схеме инвертора позволяет повысить надежность инвертора в целом. Однако данному составному инвертору присущи и недостатки, среди которых наиболее значительным является сравнительно низкое качество выходного напряжения из-за большого числа гармоник в его спектре.
Техническим результат изобретения является повышение качества выходного напряжения за счет исключения из спектра пятой и седьмой гармоник.
Поставленный технический результат достигается тем, что в трехфазном инверторе, составленном из трех однофазных, содержащим функционально соединенные клеммы питания, емкостный фильтр, первый однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, второй однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, третий однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, выходной трансформатор, содержащий сердечник, первичную трехфазную обмотку и вторичную трехфазную обмотку, фазы которых соединены с клеммами А, В и С для подключения нагрузки, причем фазы первичной обмотки соединены с выходами силовых модулей соответствующих однофазных мостовых инверторов, а выходной трансформатор выполнен в виде электрической машины переменного тока с заторможенным ротором, содержащей внешний сердечник в виде полого цилиндра с пазами, расположенными на его внутренней поверхности, в которых размещены первичная и вторичная трехфазные обмотки и соосный ему внутренний сердечник, выполненный в форме кольца, при этом в каждой фазе каждая из входной и выходной обмоток выполнена из двух секций, кривая распределения проводников каждой из которых по пазам unx=ϕ(х), где unx - число проводников в пазах; х - расстояние вдоль окружности внутренней поверхности от точки отсчета имеет вид треугольника, кроме того указанные секции сдвинуты относительно друг друга на угол γ=π-2β, где β=nπ/v, n=1, 2, 3…, a ν - номер гармоники, которую необходимо уничтожить.
На фиг. 1 изображен график распределения линейной плотности проводников в расточке трехфазного трансформатора. На фиг. 2 показан принцип образования с трапецеидальным распределением плотности проводников обмотки из двух секций с кривой распределения плотности проводников в виде треугольника. На фиг. 3 представлено сечение сердечника трехфазного трансформатора. На фиг. 4 изображена структурная схема трехфазного инвертора, составленного из трех однофазных. Поскольку обмотка с трапецеидальной кривой распределения плотности проводников относится к обмоткам повышенной точности, то закон распределения линейной плотности проводников (фиг. 1) отличается наличием длительных участков, где указанная плотность обозначена через λ0, а наиболее рациональным законом при λ0=const является трапецеидальный. Одним из способов получения обмотки с трапецеидальной кривой распределения плотности является использование двух обмоток с кривой распределения плотности в виде треугольника (треугольных обмоток) с полным шагом, но сдвинутых относительно друг друга в пространстве на угол γ (фиг. 2), для чего используется шаг обмотки у, относительный шаг β, поэтому используя принцип образования трапецеидальной обмотки можно определить основные ее параметры:
отсюда шаг равен
для уничтожения какой-либо ν-гармоники, необходимо принять
где n=1, 2, 3 - целое число, откуда шаг обмотки будет равен
Если использовать формулы (1)…(4), то находим, что при уничтожении третей гармоники n=1, при уничтожении пятой гармоники n=2, а величину коэффициента, характеризующего уровень седьмой гармоники при условии, что β'=π/3 и β''=2π/5 можно найти по формуле
К7=0,00053%
то есть амплитудой седьмой гармоники можно пренебречь.
Таким образом, выполнение первичной и вторичной трехфазных обмоток трапецеидальными позволяет получить обмоточные коэффициенты нежелательных гармоник в следующем виде
что доказывает, что трапецеидальная обмотка относится к классу точных обмоток. Трехфазный трансформатор конструктивно похож на электрическую машину переменного тока с заторможенным ротором и вид поперечного сечения его (фиг. 3) позволяет выделить следующие элементы при диаметре стали 1, который включает внешний сердечник 2 (в виде полого цилиндра), внутренний сердечник в форме кольца, первичную обмотку 4, которая состоит из двух секций 5 и вторичную обмотку 6, при этом указанные обмотки размещены в пазах с параллельными стенками. Структурная схема трехфазного инвертора содержит (фиг. 4) функционально соединенные клеммы питания 7, емкостный фильтр 8, первый однофазный мостовой инвертор 9, содержащий схему управления 9-1 силовой модуль 9-2; второй однофазный мостовой инвертор 10, содержащей схему управления 10-1 и силовой модуль 10-2, третий однофазный мостовой инвертор 11, содержащий схему управления 11-1 и силовой модуль 11-2, основными элементами трехфазного трансформатора 12 является внешний сердечник с пазами 12-1, фазы первичной обмотки 12-2, 12-3 и 12-4, вторичная трехфазная обмотка 12-5, соединенная с клеммами А, В и С для подключения нагрузки 13. Все элементы трехфазного инвертора серийно выпускаются отечественной промышленностью.
Трехфазный инвертор, составленный из трех однофазных, работает следующим образом.
При наличии напряжения на клеммах питания 7 в работу емкостный фильтр 8, которые уменьшает пульсации выходного напряжения. Отфильтрованная напряжение подается на схему управления 9-1 первого однофазного мостового инвертора 9, на схему управления 10-1 второго однофазного мостового инвертора 10 и на схему управления 11-1 третьего однофазного мостового инвертора 11, где формируются импульсы управления соответствующими силовыми модулями 9-2, 10-2 и 11-2. С выхода указанных модулей (не обозначены) напряжения поступают на фазы первичной обмотки 12-2, 12-3 и 12-4 выходного трансформатора 12. Поскольку в указанном трансформаторе соблюдаются все условия образования кругового вращающегося магнитного поля (КВМП), то в сердечнике 12-1 образуется магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке 12-5 трехфазную ЭДС, используемую для питания потребителей с помощью клемм А, В и С для подключения нагрузки 13.
Требуемое качество напряжения на выходе инвертора достигается за счет конструкции трапецеидальных обмоток.
Источники информации
[1]. Электротехнический справочник. Том 2. Под ред. В.Г. Герасимова. М., МЭИ, 2003, стр. 471, рис. 37. 60.
[2]. Лопухина Е.М., Семенчуков Г.А. Проектирование асинхронных микродвигатели с применением ЭВМ. М., ВШ., 1980, стр. 77-82.
Claims (1)
- Трехфазный инвертор, составленный из трех однофазных, содержащий функционально соединенные клеммы питания, емкостный фильтр, первый однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, второй однофазный мостовой инвертор, содержащий схему управления и силовой модуль, третий однофазный мостовой инвертор содержащий схему управления и силовой модуль, выходной трансформатор содержащий сердечник, первичную трехфазную обмотку и вторичную трехфазную обмотку, фазы которых соединены с соответствующими клеммами А, В и С для подключения нагрузки, причем фазы первичной обмотки соединены с выходами силовых модулей соответствующих однофазных мостовых инверторов, а входной трансформатор выполнен в виде электрической машины переменного тока с заторможенным ротором, содержащей внешний сердечник в виде полого цилиндра с пазами, расположенными на его внутренней поверхности, в которых размещены первичная и вторичная трехфазные обмотки и соосный ему внутренний сердечник, выполненный в форме кольца, при этом в каждой фазе каждая из входной и выходной обмоток выполнена из двух секций, кривая распределения проводников каждой из которых по пазам unx=ϕ(х), где unx - число проводников в пазах; х - расстояние вдоль окружности внутренней поверхности от точки отсчета имеет вид треугольника, кроме того указанные секции сдвинуты относительно друг друга на угол γ=π-2β, где β=nπ/ν, n=1, 2, 3…, a ν - номер гармоники, которую необходимо уничтожить.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129821A RU2656877C1 (ru) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Трёхфазный инвертор, составленный из трех однофазных |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129821A RU2656877C1 (ru) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Трёхфазный инвертор, составленный из трех однофазных |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656877C1 true RU2656877C1 (ru) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017129821A RU2656877C1 (ru) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Трёхфазный инвертор, составленный из трех однофазных |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656877C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU989710A1 (ru) * | 1981-07-27 | 1983-01-15 | Войсковая Часть 14262 | Преобразователь посто нного напр жени в переменное |
SU1695463A1 (ru) * | 1989-01-09 | 1991-11-30 | Рижское Высшее Военно-Политическое Училище Им.Бирюзова С.С. | Преобразователь посто нного напр жени |
DE19611401C2 (de) * | 1996-03-22 | 2000-05-31 | Danfoss As | Frequenzumrichter für einen Elektromotor |
-
2017
- 2017-08-23 RU RU2017129821A patent/RU2656877C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU989710A1 (ru) * | 1981-07-27 | 1983-01-15 | Войсковая Часть 14262 | Преобразователь посто нного напр жени в переменное |
SU1695463A1 (ru) * | 1989-01-09 | 1991-11-30 | Рижское Высшее Военно-Политическое Училище Им.Бирюзова С.С. | Преобразователь посто нного напр жени |
DE19611401C2 (de) * | 1996-03-22 | 2000-05-31 | Danfoss As | Frequenzumrichter für einen Elektromotor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11515771B2 (en) | Alternating-current driven, salient-teeth reluctance motor with concentrated windings | |
RU2005101629A (ru) | Обмотки электродвигателя | |
RU2656877C1 (ru) | Трёхфазный инвертор, составленный из трех однофазных | |
Anthony et al. | Windings design for single-phase induction motors base on 4-phase induction motor (case study: identical windings design) | |
KR20080026537A (ko) | 전기 모터의 효율을 증대시키기 위한 장치 및 방법 | |
Jiji et al. | FEM-based virtual prototyping and design of third harmonic excitation system for low-voltage salient-pole synchronous generators | |
Liu | Critical wavelength of eddy currents and its influence on harmonic losses in solid poles | |
RU181495U1 (ru) | Преобразователь однофазного напряжения в симметричное трехфазное | |
KR101764431B1 (ko) | 단상 3배 주파수 발생 장치 및 고주파 발생 장치 | |
RU2631832C1 (ru) | Трансформатор частоты | |
Dainez et al. | Modeling and parameter identification of a double-star induction machines | |
CN204334268U (zh) | 一种双分数槽集中绕组抗短路永磁发电机 | |
JP2009165266A (ja) | 同期発電機 | |
Cougo et al. | Impact of PWM methods and load configuration in the design of intercell transformers used in parallel three-phase inverters | |
RU2658641C1 (ru) | Трёхфазный инвертор на основе схемы скотта | |
RU2374715C1 (ru) | Симметрирующий тяговый трансформатор | |
RU61963U1 (ru) | Преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток | |
Maljković et al. | Unsymmetrical load of a three-phase synchronous generator | |
US1979699A (en) | Balance coil | |
CN104506006A (zh) | 一种双分数槽集中绕组抗短路永磁发电机 | |
Muteba et al. | Torque ripple reduction in five-phase induction machines using mixed winding configurations | |
US1354074A (en) | Machinery for balancing of unsymmetrical loads with polyphase distribution-nets or supply-mains | |
Roger et al. | Voltage distribution in inorganic insulation windings for high-temperature motors | |
RU2656878C1 (ru) | Трёхфазный инвертор, состоящий из двух однофазных | |
Sirewal et al. | Torque ripple reduction in brushless wound rotor synchronous machine by two-phase excitation winding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200824 |