RU2726946C1 - Регулятор переменного напряжения - Google Patents
Регулятор переменного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726946C1 RU2726946C1 RU2020100472A RU2020100472A RU2726946C1 RU 2726946 C1 RU2726946 C1 RU 2726946C1 RU 2020100472 A RU2020100472 A RU 2020100472A RU 2020100472 A RU2020100472 A RU 2020100472A RU 2726946 C1 RU2726946 C1 RU 2726946C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitors
- controlled
- load
- switches
- group
- Prior art date
Links
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
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
- H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения в регулируемое по значению переменное напряжение, например, при создании систем плавного пуска, в различных установках использующих электропривод переменного тока, а также как компенсатор реактивной мощности. Предлагаемый регулятор переменного напряжения имеет сниженное количество полупроводниковых приборов, а следовательно, и стоимость регулятора переменного напряжения, а также увеличена надежность работы и повышен КПД, а также снижены массогабаритные показатели за счет устранения из структуры трансформатора. Это достигается тем, что регулятор переменного напряжения содержит n конденсаторов, и группу из n управляемых двунаправленных ключей, которые подключены к данным конденсаторам, так что n конденсаторов, соединенных последовательно, группы управляемых двунаправленных ключей разделены на две подгруппы однонаправленных ключей, причем одна подгруппа n - 1 управляемых однонаправленных ключей соединена катодами между собой и подключена к одному выводу нагрузки, а анодами поочередно подключена к выводам конденсаторов, начиная с первого, оставшийся вывод конденсаторов подключен к другому выводу нагрузки, вторая подгруппа n - 1 управляемых однонаправленных ключей соединена анодами между собой и подключена к выводу нагрузки, к которому подключен узел соединения катодов первой группы, а катодами поочередно подключена к выводам конденсаторов, начиная с первого. Один двунаправленный ключ одним вывод подключен к нагрузке в узле соединения обоих подгрупп однонаправленных ключей, а вторым выводом к последнему конденсатору. 4 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения в регулируемое по значению переменное напряжение, например, при создании систем плавного пуска, в различных установках использующих электропривод переменного тока, а также как компенсатор реактивной мощности.
Известен регулятор переменного напряжения (описанный в учебнике Силовая электроника / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А. Кваснюк // 2-е изд., стереотипное. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 632 с, на с. 390 рис. 7.29 д), (представлен случай с двумя обмотками трансформатора) который, содержит две группы управляемых двунаправленных ключей, которые состоят из встречно-параллельно соединенных тиристоров или транзисторов, включенных во вторичную обмотку трансформатора в первичной обмотке, которого включена нагрузка, причем управляемые ключи первой группы соединяют одними выводами к отводам вторичной обмотки трансформатора, а вторыми выводами соединяют с одним выводом сети, управляемые ключи второй группы соединяют одними выводами к отводам вторичной обмотки трансформатора, а вторыми выводами соединяют с одним выводом нагрузки.
В указанном регуляторе переменного напряжения существенным недостатком является то, что использовано большое количество полупроводниковых приборов (тиристоров, транзисторов), которые снижают надежность работы регулятора и увеличивают его стоимость, использован трансформатор, ухудшающий массогабаритные показатели.
Кроме того, известен регулятор переменного напряжения (описанный в патенте RU 2368937 С1, регулятор переменного напряжения, автор: Зиновьев Геннадий Степанович. Опубликовано: 27.09.2009 Бюл. №27), являющийся прототипом предлагаемого изобретения (представлен случай с тремя вторичными обмотками трансформатора), который содержит группу из n управляемых двунаправленных ключей (тиристоров или транзисторов) и трансформатор, у которого разделяют на n секций вторичную обмотку, группу из n управляемых двунаправленных ключей подключают к вторичной обмотке трансформатора, и разделяют на две подгруппы однонаправленных ключей, также вводят дополнительно две группы диодов, причем одна подгруппа n управляемых однонаправленных ключей, соединяют последовательно, подключают катодом крайнего ключа к началу вторичной обмотки трансформатора, а анодом другого крайнего ключа подгруппы - к одному выводу нагрузки, вторую группу управляемых ключей включают последовательно, затем подключают анодом крайнего ключа к началу вторичной обмотки трансформатора, а катодом - к тому же выводу нагрузки, при этом между анодами последовательно включенных управляемых ключей первой подгруппы и отводами секций вторичной обмотки трансформатора включают диоды первой дополнительной группы, катодами к отводам, аналогично, между катодами последовательно включенных управляемых ключей второй подгруппы и отводами секций вторичной обмотки трансформатора также включают диоды второй дополнительной группы, анодами к отводам обмотки.
В указанном регуляторе переменного напряжения существенным недостатком является то, что использованы дополнительно пары диодов, которые снижают надежность работы регулятора и увеличивают его стоимость, а так же снижают его КПД за счет потерь в полупроводниковых приборах, вызванных схемотехникой регулятора - для падания полного напряжения требуется включение всех двунаправленных ключей, использован трансформатор, ухудшающий массогабаритные показатели.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является создание регулятора переменного напряжения, у которого снижено количество полупроводниковых приборов, а, следовательно, и стоимость регулятора переменного напряжения, а также увеличена надежность работы и повышен КПД, а также снижены массогабаритные показатели за счет устранения из структуры трансформатора.
Поставленная задача достигается тем, что регулятор переменного напряжения, содержит n конденсаторов, и группу из n управляемых двунаправленных ключей, которые подключены к данным конденсаторам, так, что n конденсаторов соединенных последовательно, группы управляемых двунаправленных ключей разделены на две подгруппы однонаправленных ключей, причем одна подгруппа n - 1 управляемых однонаправленных ключей соединена катодами между собой и подключена к одному выводу нагрузки, а анодами поочередно подключена к выводам конденсаторов, начиная с первого, оставшийся вывод конденсаторов подключен к другому выводу нагрузки, вторая подгруппа n - 1 управляемых однонаправленных ключей соединена анодами между собой и подключена к выводу нагрузки, к которому подключен узел соединения катодов первой группы, а катодами поочередно подключена к выводам конденсаторов, начиная с первого. Один двунаправленный ключ одним вывод подключен к нагрузке в узле соединения обоих подгрупп однонаправленных ключей, а вторым выводом к последнему конденсатору.
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для случая с тремя конденсаторами. На фиг. 2 приведена эпюра напряжения на нагрузке при включении одного конденсатора. На фиг. 3 приведена эпюра напряжения на нагрузке при включении двух конденсаторов. На фиг. 4 приведена эпюра напряжения на нагрузке при включении всех трех конденсаторов.
Устройство регулятор переменного напряжения (Фиг. 1) содержит n конденсаторов соединенных последовательно, на фиг. 1 представлен случай с тремя конденсаторами соединенными последовательно 1,2,3, которые крайними выводами конденсаторов 1 и 3, подключены к питающей сети 4. n - 1 двунаправленных ключей, в данном случае n = 2, разбивают на две подгруппы однонаправленных ключей. Первая подгруппа ключи 5, 7. Вторая подгруппа ключи 6, 8. И один двунаправленный ключ 9. Группу управляемых однонаправленных ключей 5 и 7, соединяют катодами (в случае тиристоров) или коллекторами (стоками) (в случае транзисторов) между собой и подключают к одному выводу нагрузки 10. Группу управляемых однонаправленных ключей 6 и 8, соединяют анодами (в случае тиристоров) или эмиттерами (истоками) (в случае транзисторов) между собой и подключают к тому же выводу нагрузки 10, к которому подключены катоды группы управляемых однонаправленных ключей 5 и 7. Анод однонаправленного ключа 5 и катод однонаправленного ключа 6 подключают к узлу соединения конденсаторов 1 и 2. Анод однонаправленного ключа 7 и катод однонаправленного ключа 8 подключают к узлу соединения конденсаторов 2 и 3. Один вывод двунаправленного ключа 9 соединен с оставшимся выводом конденсатора 3, которым он подсоединен к питающей сети 4, а второй вывод подсоединен к нагрузке 10 в точке подключения катодов ключей 5 и 7, а также анодов ключей 6 и 8. Оставшийся свободный вывод нагрузки 10 соединяют с выводом конденсатора 1 в точке подключения питающей сети 4.
Устройство регулятор переменного напряжения (Фиг. 1) работает следующим образом. Первоначально рассмотрим случай использования транзисторов в качестве управляемых однонаправленных ключей. В случае использования транзисторов и тиристоров конфигурация регулятора та же. При работе с одним конденсатором 1, включается транзисторы 5 и 6 и нагрузка 10, таким образом, подсоединяется к данной обмотке (Фиг. 2). При положительной полуволне питающего напряжения проводит транзистор 5, а при отрицательной 6. При работе с двумя конденсаторами 1 и 2, включается транзисторы 7 и 8, а транзисторы 5 и 6 выключаются, нагрузка 10, посредством данных ключей, подсоединяется к узлу соединения конденсаторов 2 и 3 (Фиг. 3). При положительной полуволне питающего напряжения проводит транзистор 7, а при отрицательной 8. При работе с тремя конденсаторами (напрямую с сетью) 1, 2 и 3, включается двунаправленный ключ 9, а транзисторы 7 и 8 выключаются, нагрузка 10, таким образом, подсоединяется к сети 4 (Фиг. 4). Обе полуволны питающего напряжения проводит ключ 9. Таким образом, можно заметить, что во время положительной полуволны, как и отрицательной, включен только один транзистор. Следовательно, учитываются потери только одного транзистора за период питающего напряжения. Это снижает потери, повышает КПД.
Рассмотрим случай использования тиристоров в качестве управляемых однонаправленных ключей. При работе с одним конденсатором 1, при переходе тока нагрузки через ноль, включается тиристоры 5 и 6, которые управляются с варьируемым углом α1 > 0 а, следовательно, нагрузка 10, таким образом, подсоединяется к данному конденсатору (Фиг. 2). При положительной полуволне тока проводит тиристор 5, а при отрицательной 6. При работе с двумя конденсаторами 1 и 2, включается тиристоры 7 и 8 при переходе тока нагрузки через ноль, которые управляются с варьируемым углом α2 > 0, а тиристоры 5 и 6 выключаются, нагрузка 10, таким образом, подсоединяется к данным конденсаторам 1 и 2 (Фиг. 3). При положительной полуволне тока проводит тиристор 7, а при отрицательной 8. При работе с тремя конденсаторами 1, 2 и 3 (с сетью 4), включается двунаправленный ключ (симистор) 9 при переходе тока нагрузки через ноль, управляются с варьируемым углом α3 > 0, а тиристоры 7 и 8 выключаются, нагрузка 10, таким образом, подсоединяется к конденсаторами 1, 2 и 3 (Фиг. 3). Обе полуволны тока проводит ключ 9.
Техническим результатом является создание регулятора переменного напряжения, у которого снижено количество полупроводниковых приборов, а, следовательно, и стоимость регулятора переменного напряжения, а также увеличена надежность работы и повышен КПД. Надежность достигается снижением числа полупроводниковых приборов в регуляторе, а КПД увеличивается за счет снижения потерь в полупроводниковых приборах, так как на периоде питающего напряжения работает только одна пара двунаправленных ключей, а также снижены массогабаритные показатели за счет устранения из структуры трансформатора.
Claims (1)
- Регулятор переменного напряжения, содержащий группу из
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100472A RU2726946C1 (ru) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Регулятор переменного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100472A RU2726946C1 (ru) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Регулятор переменного напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2726946C1 true RU2726946C1 (ru) | 2020-07-17 |
Family
ID=71616354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020100472A RU2726946C1 (ru) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Регулятор переменного напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2726946C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769343C1 (ru) * | 2021-07-07 | 2022-03-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» | Регулятор переменного напряжения |
RU2802598C1 (ru) * | 2022-07-19 | 2023-08-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Регулятор переменного напряжения |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2368937C1 (ru) * | 2008-07-21 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | Регулятор переменного напряжения |
UA92069C2 (ru) * | 2008-08-12 | 2010-09-27 | Анатолий Павлович Левчук | Регулируемый параметрический стабилизатор тока (варианты) |
WO2011001146A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Paul Lenworth Mantock | A capacitive impedance decoupling ac power controller |
RU2584822C2 (ru) * | 2011-04-15 | 2016-05-20 | Милан МАНЦИЦ | Схема, адаптированная для подачи напряжения к электронному устройству, и ее применение |
-
2020
- 2020-01-13 RU RU2020100472A patent/RU2726946C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2368937C1 (ru) * | 2008-07-21 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | Регулятор переменного напряжения |
UA92069C2 (ru) * | 2008-08-12 | 2010-09-27 | Анатолий Павлович Левчук | Регулируемый параметрический стабилизатор тока (варианты) |
WO2011001146A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Paul Lenworth Mantock | A capacitive impedance decoupling ac power controller |
RU2584822C2 (ru) * | 2011-04-15 | 2016-05-20 | Милан МАНЦИЦ | Схема, адаптированная для подачи напряжения к электронному устройству, и ее применение |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769343C1 (ru) * | 2021-07-07 | 2022-03-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» | Регулятор переменного напряжения |
RU2802598C1 (ru) * | 2022-07-19 | 2023-08-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Регулятор переменного напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10263429B2 (en) | Bidirectional DC-DC converter, power conditioner, and distributed power system | |
US20130099572A1 (en) | Cell Based DC/DC Converter | |
JP2001516558A (ja) | Vsc変換機およびdc/dc変換機を含む送電プラント | |
EP3633843A1 (en) | Current converter and driving method therefor | |
KR20100012019A (ko) | 태양 발전 설비용 변환기 장치 및 그 작동방법 | |
US9379627B2 (en) | Power conversion circuit arrangements utilizing resonant alternating current linkage | |
US20230114612A1 (en) | Inverter and Inverter Apparatus | |
RU2726946C1 (ru) | Регулятор переменного напряжения | |
KR20210004589A (ko) | 멀티 레벨 컨버터 | |
RU2373625C1 (ru) | Многозонный регулятор переменного напряжения | |
EP2985902A2 (en) | Modular multi-level power conversion system with dc fault current limiting capability | |
RU2368937C1 (ru) | Регулятор переменного напряжения | |
KR102165635B1 (ko) | 절연형 다출력 전력공급장치 및 이를 갖는 전동기 구동 장치 | |
RU2802598C1 (ru) | Регулятор переменного напряжения | |
RU2256284C1 (ru) | Преобразователь частоты дьякова (варианты) | |
RU2454781C2 (ru) | Двунаправленный понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
KR20200053144A (ko) | 다출력 컨버터 | |
RU2407141C1 (ru) | Частотный электропривод | |
RU2679829C1 (ru) | Способ управления напряжением на нагрузке в регуляторе с регулируемым преобразователем напряжения | |
RU2523001C2 (ru) | Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный | |
RU2680146C1 (ru) | Регулятор переменного напряжения | |
RU2691623C2 (ru) | Способ двухканального непосредственного преобразования частоты | |
RU2713389C2 (ru) | Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный | |
RU86365U1 (ru) | Трехфазный преобразователь частоты | |
SU995231A1 (ru) | Преобразователь переменного напр жени в посто нное |