RU69353U1 - HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER - Google Patents
HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER Download PDFInfo
- Publication number
- RU69353U1 RU69353U1 RU2007128142/22U RU2007128142U RU69353U1 RU 69353 U1 RU69353 U1 RU 69353U1 RU 2007128142/22 U RU2007128142/22 U RU 2007128142/22U RU 2007128142 U RU2007128142 U RU 2007128142U RU 69353 U1 RU69353 U1 RU 69353U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitors
- key
- keys
- common point
- blocking
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Высоковольтный преобразователь частоты относится к преобразовательной технике и состоит из звена постоянного тока, содержащего трансформатор, подключенный к блоку выпрямления и последовательно соединенных конденсаторов, вентильных секций, имеющих верхнее и нижнее плечо последовательно соединенных ключей, к которым подключены обратные и блокирующие диоды, причем последние попарно соединены последовательно, а их общие точки подключены к соответствующим общим точкам конденсаторов; при этом общие точки обеих плеч в каждой вентильной секции образуют зажимы для подключения нагрузки. Число ключей «m» в каждом плече вентильной секции равно количеству конденсаторов и равно суммарному количеству блокирующих и обратного диодов, при этом каждый обратный диод подключен параллельно соответствующему плечу; блокирующий диод первого ключа верхнего плеча подсоединен к блокирующему диоду первого ключа нижнего плеча, а их общая точка к общей точке первого и второго конденсаторов; блокирующий диод второго ключа верхнего плеча подсоединен к блокирующему диоду второго ключа нижнего плеча, а их общая точка - к общей точке второго и третьего конденсаторов и так соответственно для m-ключей; блокирующий диод последнего ключа верхнего плеча подключен к блокирующему диоду последнего ключа нижнего плеча, а их общая точка - к общей точке предпоследнего и последнего конденсаторов. Ил. фиг.5.A high-voltage frequency converter relates to a converter technique and consists of a DC link containing a transformer connected to a rectification unit and series-connected capacitors, valve sections having upper and lower shoulders of series-connected keys, to which reverse and blocking diodes are connected, the latter being connected in pairs in series, and their common points are connected to the corresponding common points of the capacitors; the common points of both arms in each valve section form clamps for connecting the load. The number of keys “m” in each arm of the valve section is equal to the number of capacitors and equal to the total number of blocking and reverse diodes, with each reverse diode connected in parallel to the corresponding arm; a blocking diode of the first key of the upper arm is connected to a blocking diode of the first key of the lower arm, and their common point to the common point of the first and second capacitors; the blocking diode of the second key of the upper arm is connected to the blocking diode of the second key of the lower arm, and their common point is to the common point of the second and third capacitors and so for m-keys, respectively; the blocking diode of the last key of the upper arm is connected to the blocking diode of the last key of the lower arm, and their common point is to the common point of the penultimate and last capacitors. Fig. figure 5.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к области преобразовательной техники.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to the field of converter technology.
Известны высоковольтные преобразователи частоты (ПЧ) [1] типа «Simovert MV» фирмы Siemens, которые предназначены для электропривода и выполнены на напряжение до 6 кВ. ПЧ на напряжение 4,16 кВ содержит 12 транзисторных IGBT ключей, два источника постоянного напряжения на базе трехфазных мостов с емкостными фильтрами и высоковольтный трансформатор с тремя комплектами трехфазных обмоток. Такой ПЧ позволяет управлять двигателем с напряжением до 4,16 кВ. Для обеспечения напряжения 6 кВ и более на выходе ПЧ необходимо установить промежуточный трансформатор. В этом случае увеличиваются габариты устройства, возрастают потери энергии и снижается надежность.Known high-voltage frequency converters (FC) [1] type "Simovert MV" company Siemens, which are designed for electric drive and are made up to 6 kV. An inverter for a voltage of 4.16 kV contains 12 transistor IGBT keys, two DC voltage sources based on three-phase bridges with capacitive filters and a high-voltage transformer with three sets of three-phase windings. Such an inverter allows you to control an engine with a voltage of up to 4.16 kV. To ensure a voltage of 6 kV or more, an intermediate transformer must be installed at the inverter output. In this case, the dimensions of the device increase, energy losses increase, and reliability decreases.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению и взятым за прототип является высоковольтный ПЧ типа ACS 5000 фирмы ABB на запираемых тиристорах IGCT [2] и фиг.1. Высоковольтный преобразователь частоты содержит: звено постоянного тока 1, трансформатор 2 с 6 комплектами трехфазных вторичных обмоток, блок выпрямления 3, содержащий 6 трехфазных мостовых выпрямителей; конденсаторы 4-7, каждый из которых может содержать несколько элементарных конденсаторов с определенным соединением их между собой, вентильные секции 8-9, имеющие три входных зажима («+», «-» и O1÷О3) и выходные зажимы АО, ВО и СО; нагрузка (двигатель) 11, ключи 12-19, выполненные на запираемых тиристорах IGCT; блокирующие диоды 20-23 (каждый из диодов может содержать несколько последовательно соединенных низковольтных диодов); защитные обратные диоды 24-31 для ключей. При этом Uo - напряжение на каждом из конденсаторов 4-7.The closest in technical essence to the claimed solution and taken as a prototype is a high-voltage inverter type ACS 5000 of ABB company on IGCT lockable thyristors [2] and figure 1. The high-voltage frequency converter contains: a DC link 1, a transformer 2 with 6 sets of three-phase secondary windings, a rectification unit 3, containing 6 three-phase bridge rectifiers; capacitors 4-7, each of which may contain several elementary capacitors with a specific connection between them, valve sections 8-9, having three input terminals ("+", "-" and O 1 ÷ O 3 ) and output terminals AO, IN and WITH; load (motor) 11, keys 12-19, made on IGCT lockable thyristors; blocking diodes 20-23 (each of the diodes may contain several series-connected low-voltage diodes); protective reverse diodes 24-31 for keys. In this case, U o is the voltage at each of the capacitors 4-7.
Высоковольтный преобразователь частоты обеспечивает пятиступенчатую диаграмму линейного напряжения Uл (t), приведенную на фиг.2.The high voltage frequency converter provides a five-step line voltage diagram U l (t) shown in FIG.
Амплитуда линейного напряжения , aLine Voltage Amplitude , a
действующее значение effective value
Каждая ступень в диаграммах фазного и линейного выходного напряжения АИН составляет Uст=Uo Each stage in the diagrams of the phase and linear output voltage AIN is U article = U o
Напряжение на каждом тиристоре составляет Uт=Uo. В настоящее время наибольшее рабочее напряжение тиристоров IGCT составляет 6-7 кВ, что в приведенной схеме ПЧ (при двойном запасе по напряжению) позволяет получить действующее значение выходного линейного напряжения по (1):The voltage at each thyristor is U t = U o . Currently, the highest operating voltage of IGCT thyristors is 6-7 kV, which in the above frequency converter circuit (with a double voltage margin) allows to obtain the effective value of the output linear voltage according to (1):
Каждая вентильная секция обеспечивает наибольшее напряжениеEach valve section provides the highest voltage
UAO.м.=2Uo U AO.m. = 2U o
Недостатком прототипа является:The disadvantage of the prototype is:
1) сложность из-за наличия большого количества изолированных друг от друга трехфазных мостовых выпрямителей, ключей, диодов и конденсаторов, а также многообмоточного трансформатора. Это приводит также к увеличению потерь и понижению надежности;1) complexity due to the presence of a large number of isolated from each other three-phase bridge rectifiers, keys, diodes and capacitors, as well as a multi-winding transformer. This also leads to an increase in losses and a decrease in reliability;
2) ограничение по выходному напряжению и мощности. При современной элементной базе полупроводниковых ключей выходное линейное напряжение таких ПЧ составляет около 8 кВ.2) limitation on the output voltage and power. With the modern elemental base of semiconductor switches, the output line voltage of such inverters is about 8 kV.
Дальнейшее повышение выходного напряжения и мощности ПЧ требует применения последовательного соединения полупроводниковых ключей, что приводит к серьезным трудностям при делении напряжений на них, особенно в переходных режимах. Поэтому такого вида ПЧ на большие напряжения пока не нашли своего применения.A further increase in the output voltage and frequency of the inverter requires the use of a serial connection of semiconductor switches, which leads to serious difficulties in dividing the voltages into them, especially in transient conditions. Therefore, this type of IF for high voltage has not yet found its application.
Технический результат заявляемого решения - повышение надежности, энергоемкости (напряжения и мощности) и качества электроэнергии.The technical result of the proposed solution is to increase the reliability, energy intensity (voltage and power) and the quality of electricity.
Технический результат достигается тем, что высоковольтный преобразователь частоты, состоящий из звена постоянного тока, содержащего трансформатор, подключенный к блоку выпрямления и последовательно соединенных конденсаторов, вентильных секций, имеющих верхнее и нижнее плечо последовательно соединенных ключей, к которым подключены обратные и блокирующие диоды, последние попарно соединены последовательно, а их общие точки подключены к соответствующим общим точкам конденсаторов; при этом общие точки обеих плеч в каждой вентильной секции образуют зажимы для подключения нагрузки, число ключей «m» в каждом плече вентильной секции равно количеству конденсаторов и равно суммарному количеству блокирующих и обратного диодов, при этом каждый обратный диод подключен параллельно соответствующему плечу; блокирующий диод первого верхнего плеча подсоединен к блокирующему диоду первого ключа нижнего плеча и их общая точка подсоединена к общей точке первого и второго конденсаторов, блокирующий диод второго ключа верхнего плеча подсоединен к блокирующему диоду второго ключа нижнего плеча, а их общая точка подсоединена к общей точке второго и третьего конденсаторов и так, соответственно, для m-ключей; блокирующий диод последнего ключа верхнего плеча подключен к блокирующему диоду последнего ключа нижнего плеча, и их общая точка подсоединена к общей точке предпоследнего и последнего конденсаторов. Каждый обратный диод может быть выполнен, по крайней мере, из последовательно соединенных элементарных диодов соответственно подключенных параллельно каждому ключу или группе ключей вентильной секции, а соединение ключей и диодов каждой вентильной секции может быть выполнено, по крайней мере, с использованием силовых модулей, например, типа «чоппер».The technical result is achieved by the fact that a high-voltage frequency converter, consisting of a DC link containing a transformer connected to the rectification unit and series-connected capacitors, valve sections having upper and lower shoulders of series-connected keys, to which reverse and blocking diodes are connected, the latter in pairs connected in series, and their common points are connected to the corresponding common points of the capacitors; the common points of both arms in each valve section form clamps for connecting the load, the number of keys “m” in each arm of the valve section is equal to the number of capacitors and equal to the total number of blocking and reverse diodes, with each return diode connected in parallel to the corresponding arm; the blocking diode of the first upper arm is connected to the blocking diode of the first key of the lower arm and their common point is connected to the common point of the first and second capacitors, the blocking diode of the second key of the upper arm is connected to the blocking diode of the second key of the lower shoulder, and their common point is connected to the common point of the second and the third capacitors, and so, respectively, for m-keys; the blocking diode of the last key of the upper arm is connected to the blocking diode of the last key of the lower arm, and their common point is connected to the common point of the penultimate and last capacitors. Each reverse diode can be made of at least series-connected elementary diodes respectively connected in parallel to each key or key group of the valve section, and the connection of the keys and diodes of each valve section can be made using at least power modules, for example, like a chopper.
Отличительной особенностью предполагаемого решения является то, что повышение энергоемкости, качества электроэнергии и надежности достигается за счет:A distinctive feature of the proposed solution is that the increase in energy intensity, power quality and reliability is achieved by:
создания системы многоуровневого напряжения путем увеличения количества ступеней по оригинальной схеме соединения элементов в высоковольтном ПЧ.creating a multi-level voltage system by increasing the number of stages according to the original circuit of connecting elements in a high-voltage IF.
На фиг.3, 4 приведена обобщенная схема предлагаемого устройства, где приняты следующие обозначения:Figure 3, 4 shows a generalized diagram of the proposed device, where the following notation:
1 - звено постоянного тока,1 - DC link,
2 - трансформатор с несколькими вторичными обмотками,2 - transformer with several secondary windings,
3 - блок выпрямления, содержащий, например, несколько (м) трехфазных выпрямительных мостов,3 - rectification unit containing, for example, several (m) three-phase rectifier bridges,
4, 5 - первый и второй конденсаторы узла 1,4, 5 - the first and second capacitors of node 1,
6, 7 - предпоследний и последний конденсаторы узла 1,6, 7 - penultimate and last capacitors of node 1,
8-10 - вентильные секции,8-10 - valve sections,
11 - нагрузка, например, электродвигатель,11 - load, for example, an electric motor,
12-19 - ключи, например, выполненные на транзисторах IGBT,12-19 - keys, for example, made on transistors IGBT,
12-15 - ключи, образующие верхнее плечо вентильной секции,12-15 - keys forming the upper shoulder of the valve section,
16-19 - ключи, образующие нижнее плечо вентильной секции,16-19 - keys forming the lower shoulder of the valve section,
15, 19 - последние ключи соответственно верхнего и нижнего плеча,15, 19 - the last keys, respectively, of the upper and lower shoulders,
20-27 - блокирующие диоды (каждый может состоять, например, из нескольких низковольтных последовательно соединенных диодов),20-27 - blocking diodes (each may consist, for example, of several low-voltage diodes connected in series),
28, 29 - обратные диоды,28, 29 - reverse diodes,
30-33 - элементарные диоды, эквивалентные 28,30-33 - elementary diodes equivalent to 28,
34-35 - то же эквиваленты 29,34-35 - the same equivalents of 29,
36 - силовой транзисторный модуль типа «чоппер»,36 - power transistor module type "chopper",
O1, O2...Om-1 - общие точки конденсаторов,O 1 , O 2 ... O m-1 - common points of capacitors,
АВС - выходные фазы (зажимы),ABC - output phases (clamps),
±Ud - суммарное выходное напряжение блока 3,± U d - the total output voltage of block 3,
Uo - напряжение на одном (каждом) конденсаторе 4-7.U o - voltage on one (each) capacitor 4-7.
Количество конденсаторов 4-7 равно «m». Каждый из конденсаторов 4-7 может состоять из нескольких элементарных конденсаторов с определенным соединением между собой. Количество ключей в плече вентильной секции равно «m» и равно числу конденсаторов 4-7.The number of capacitors 4-7 is equal to "m". Each of the capacitors 4-7 may consist of several elementary capacitors with a specific connection to each other. The number of keys in the valve section arm is “m” and equal to the number of capacitors 4-7.
Суммарное количество блокирующих и обратных диодов в плече вентильной секции также равно «m». Число уровней в диаграмме линейного напряжения равно «m+1».The total number of blocking and reverse diodes in the arm of the valve section is also equal to "m". The number of levels in the line voltage diagram is “m + 1”.
На фиг.4 изображена вентильная секция 8, на примере которой показаны возможные варианты включения элементарных диодов, эквивалентных 28 и 29. Так для верхнего плеча (ключи 12-15) показан вариант подключения элементарных обратных диодов 30-33, параллельных каждому ключу.Figure 4 shows the valve section 8, the example of which shows the possible options for the inclusion of elementary diodes, equivalent to 28 and 29. So for the upper arm (keys 12-15) shows the option of connecting elementary reverse diodes 30-33, parallel to each key.
Этот вариант целесообразен, когда применяется модуль ключа, в который встроен обратный диод.This option is useful when a key module is used in which a reverse diode is integrated.
Однако при этом возрастают потери мощности из-за последовательного включения диодов. Для нижнего плеча (ключи 16-19) показан возможный вариант подключения элементарных обратных диодов 34-35, каждый из которых, например, подключен параллельно двум ключам, что снижает потери. Там же выделен пунктиром силовой модуль 36 типа «чоппер», который обычно предназначен для применения в узлах сброса энергии. В предлагаемом устройстве также рекомендуется использовать указанные модули, что существенно упрощает конструкцию ПЧ. При этом в ПЧ на высокое напряжение при необходимости на входе модулей 36 устанавливаются дополнительные диоды также в модульном исполнении.However, this increases the power loss due to the series connection of the diodes. For the lower arm (keys 16-19) a possible connection option is shown for elementary reverse diodes 34-35, each of which, for example, is connected in parallel with two keys, which reduces losses. In the same place, the power module 36 of the chopper type, which is usually intended for use in energy discharge units, is highlighted with a dotted line. In the proposed device it is also recommended to use these modules, which greatly simplifies the design of the inverter. Moreover, in the inverter for high voltage, if necessary, additional diodes are also installed at the input of modules 36 also in a modular design.
На фиг.5 приведен пример реализации предлагаемого устройства для одного частного случая, где m=3 с четырехуровневой диаграммой линейного напряжения на выходе ПЧ,Figure 5 shows an example implementation of the proposed device for one particular case, where m = 3 with a four-level diagram of the linear voltage at the inverter output,
где O1-O2 общие точки соответствующих конденсаторов 4-6,where O 1 -O 2 common points of the respective capacitors 4-6,
12-18 - ключи,12-18 - keys,
20, 21, 26, 27, - блокирующие диоды,20, 21, 26, 27, blocking diodes,
Предлагаемое устройство содержит звено постоянного тока 1, состоящее из трансформатора 2, блока выпрямления 3, конденсаторов 4-7 и трех вентильных секций 8-10, подключенных к нагрузке 11, вентильные секции содержат ключи 12-19, образующие верхнее плечо 12-15 и нижнее плечо 16-19, в каждой вентильной секции, ключи верхнего плеча 12-15 соединены с ключами нижнего плеча 16-19 через блокирующие диоды 20-27, а общие точки O1, ... Om-1 попарного последовательного соединения блокирующих диодов подключены к соответствующим конденсаторам 4-7, при этом в каждой вентильной секции блокирующий диод 20 первого ключа 12 верхнего плеча подключен к блокирующему диоду 24 первого ключа 16 нижнего плеча, а их общая точка О1 - к общей точке конденсаторов 4 и 5; блокирующий диод 21 второго ключа 13 верхнего плеча подключен к блокирующему диоду 25 второго ключа 17 нижнего плеча, а их общая точка О2 - к общей точке конденсатора 5 с последующим конденсатором и т.д.; блокирующий диод 23 последнего ключа 15 верхнего плеча подключен к блокирующему диоду 27 последнего ключа 19 нижнего плеча, а их общая точка - к общей точке конденсаторов 6 и 7.The proposed device contains a DC link 1, consisting of a transformer 2, a rectification unit 3, capacitors 4-7 and three valve sections 8-10 connected to the load 11, the valve sections contain keys 12-19, forming the upper arm 12-15 and lower the arm 16-19, in each valve section, the keys of the upper arm 12-15 are connected to the keys of the lower arm 16-19 through the blocking diodes 20-27, and the common points O 1 , ... O m-1 of a pairwise serial connection of the blocking diodes are connected to the corresponding capacitors 4-7, while in each valve projection of the blocking diode 20 of the first upper arm of switch 12 is connected to a blocking diode 24, first switch 16 of the lower arm, and their common point O 1 - to the common point of capacitors 4 and 5; the blocking diode 21 of the second key 13 of the upper arm is connected to the blocking diode 25 of the second key 17 of the lower arm, and their common point O 2 to the common point of the capacitor 5, followed by a capacitor, etc .; the blocking diode 23 of the last key 15 of the upper arm is connected to the blocking diode 27 of the last key 19 of the lower arm, and their common point is to the common point of the capacitors 6 and 7.
Число ключей «m» в каждом плече вентильной секции равно количеству конденсаторов 4-7 и равно суммарному количеству блокирующих и обратного диодов (2-23, 28) или (24-27, 29), подключенных к соответствующему плечу. Общие точки верхнего и нижнего плеча каждой вентильной секции 8-10 образуют зажимы АВС для подключения нагрузки 11. Каждый обратный диод 28, 29 может состоять из последовательно соединенных элементарных диодов 30-35, соответственно подключенных параллельно каждому ключу или группе ключей вентильной секции. Соединение ключей и диодов каждой вентильной секции может быть выполнено с использованием силовых модулей 36, например, типа «чоппер».The number of keys "m" in each arm of the valve section is equal to the number of capacitors 4-7 and equal to the total number of blocking and reverse diodes (2-23, 28) or (24-27, 29) connected to the corresponding arm. The common points of the upper and lower shoulders of each valve section 8-10 form ABC clamps for connecting the load 11. Each reverse diode 28, 29 may consist of elementary diodes 30-35 connected in series, respectively connected in parallel to each key or group of keys of the valve section. The connection of the keys and diodes of each valve section can be performed using power modules 36, for example, such as "chopper".
Наибольшая величина линейного напряжения на (m+1) ступени равнаThe highest value of the line voltage at the (m + 1) stage is
Uл.м.=mUо U L.M. = mU about
Увеличение количества уровней выходного напряжения ПЧ позволяет обеспечить надежное деление напряжения на каждом из последовательно включенных полупроводниковых ключей и, тем самым, увеличить выходное напряжение и мощность устройства. Кроме того, увеличение количества уровней (ступеней) приближает форму выходного напряжения ПЧ к синусоиде и, тем самым, улучшает качество электроэнергии. Все вышеперечисленное в целом увеличивает энергоемкость, качество электроэнергии на выходе ПЧ и повышает надежность.The increase in the number of levels of the output voltage of the inverter allows you to ensure reliable voltage division on each of the series-connected semiconductor switches and, thereby, increase the output voltage and power of the device. In addition, an increase in the number of levels (steps) brings the shape of the output voltage of the inverter closer to the sine wave and, thereby, improves the quality of electricity. All of the above as a whole increases the energy intensity, the quality of the electric power at the inverter output and increases the reliability.
Устройство по фиг.2 работает следующим образом.The device of figure 2 works as follows.
При включенных всех ключах в верхнем плече вентильной секции 8 и в нижнем плече секции 9, на зажимах АВ для положительной полуволны синусоиды имеем максимальное положительное линейное напряжение UAB. Аналогично получаем и в других фазах. Здесь осуществляется ШИМ-регулирование в пределах каждой ступени за счет включения и отключения с определенной скважностью верхнего ключа 12. При отключении 12 уровень выходного напряжения UAB понижается на одну ступень, т.е. на величину напряжения на конденсаторе 4, который с помощью элементов 20, 13-15 в вентильной секции 8 и ключей 16-19 вентильной секции 9 оказывается последовательно включенным с нагрузкой 11 на напряжение Ud.When all the keys are turned on in the upper arm of the valve section 8 and in the lower arm of section 9, on the terminals AB for the positive half-wave of the sine wave, we have the maximum positive linear voltage U AB . Similarly, we obtain in other phases. Here, PWM regulation is carried out within each stage by switching on and off the upper switch 12 with a certain duty cycle. When switching off 12, the output voltage level U AB decreases by one stage, i.e. by the magnitude of the voltage across the capacitor 4, which, using the elements 20, 13-15 in the valve section 8 and the keys 16-19 of the valve section 9, is connected in series with a load 11 of the voltage Ud.
При отключении ключа 13 и ШИМ-регулировании последующего ключа верхнего плеча данной вентильной секции уровень выходного напряжения UAB аналогично понижается еще на одну ступень.When you turn off the key 13 and PWM regulation of the subsequent key of the upper arm of this valve section, the output voltage level U AB similarly decreases by one more step.
В этом случае к нагрузке будет приложена разность напряжений источника Ud и напряжения на 2х последовательно включенных конденсаторах 4 и 5 через диод 21 и ключи верхнего плеча за исключением 12, 13.In this case, the difference between the source voltage Ud and the voltage across 2 series-connected capacitors 4 and 5 through the diode 21 and the switches of the upper arm with the exception of 12, 13 will be applied to the load.
Подобным образом осуществляется управление другими ключами вентильных секций 8-10. Ступенчатая диаграмма UAB(t) приведена на фиг.3, б. Аналогично для отрицательной полуволны синусоиды получаем максимальное отрицательное линейное напряжение UAB при включении ключей 12-15 вентильной секции 9 и ключей 16-19 вентильной секции 8. Далее отключая последовательно по 1 ключу в нижнем плече вентильной секции 9 (от 19 до 16) происходит уменьшение отрицательного напряжения UAB с ШИМ-регулированием в пределах каждой ступени. Нулевая ступень линейного напряжения может быть получена несколькими путями, например, одновременным включением всех ключей верхнего (или нижнего) плеча вентильных секций, формирующих данное линейное напряжение. Во всех случаях напряжение на каждом ключе не превышает величины Uo на одном конденсаторе. Обратные диоды 28, 29 обеспечивают сброс реактивной энергии нагрузки в конденсаторы, а также совместно с соответствующими ключами - режим закорачивания нагрузки (ступень 1). Количество обратных диодов в трехфазном ПЧ равно 6 и не зависит от числа уровней. Здесь число ступеней, а значит и выходное напряжение ПЧ, может быть довольно высоким при низких напряжениях ключей. Величина выходного напряжения ПЧ регулируется на каждой ступени ШИМ способом, а частота - методом частотной модуляции.Similarly, the control of the other keys of the valve sections 8-10. A step diagram of U AB (t) is shown in figure 3, b. Similarly, for the negative half-wave of the sine wave, we obtain the maximum negative linear voltage U AB when turning on the keys 12-15 of the valve section 9 and the keys 16-19 of the valve section 8. Then, disconnecting 1 key in the lower arm of the valve section 9 (from 19 to 16) decreases negative voltage U AB with PWM regulation within each stage. The zero step of the linear voltage can be obtained in several ways, for example, by simultaneously turning on all the keys of the upper (or lower) arm of the valve sections forming this linear voltage. In all cases, the voltage on each key does not exceed the value of U o on one capacitor. Reverse diodes 28, 29 provide discharge of the reactive energy of the load into the capacitors, and, together with the corresponding switches, the load short-circuit mode (stage 1). The number of reverse diodes in a three-phase inverter is 6 and does not depend on the number of levels. Here, the number of steps, and hence the output voltage of the inverter, can be quite high at low key voltages. The value of the output voltage of the inverter is regulated at each stage of the PWM method, and the frequency by the frequency modulation method.
На фиг.5 приведен пример реализации четырех уровневого ПЧ с указанием величин напряжений на ступенях, где Uл.м.=3Uo Figure 5 shows an example of the implementation of four level IF with the indication of the voltage values on the steps, where U l.m. = 3U o
Устройство содержит восемнадцать ключей, двенадцать блокирующих диодов, шесть обратных диодов, три конденсатора и три трехфазных выпрямительных моста, образующих блок 3, каждый из которых подключен к соответствующему конденсатору. Трансформатор 2 имеет три комплекта обмоток. Работа аналогична вышеописанному. Например, при допустимом рабочем напряжении одного ключа Uo ~3 кВ (как это было принято выше с учетом принятого запаса) заявляемый ПЧ позволяет обеспечить действующее значение линейного напряжения на нагрузкеThe device contains eighteen keys, twelve blocking diodes, six reverse diodes, three capacitors and three three-phase rectifier bridge, forming a block 3, each of which is connected to the corresponding capacitor. Transformer 2 has three sets of windings. The work is similar to the above. For example, with a permissible operating voltage of one switch U o ~ 3 kV (as was adopted above, taking into account the accepted margin), the claimed inverter allows providing the effective value of the linear voltage at the load
Аналогично могут быть выполнены и другие ПЧ на необходимое напряжение.Similarly, other inverters for the required voltage can be made.
Источники известностиSources of fame
1. Г.Лазарев. Высоковольтные преобразователи для частотного регулируемого электропривода. Построение различных систем. Новости электротехники №2 (32), 2006 г.1. G. Lazarev. High voltage converters for variable frequency drive. The construction of various systems. Electrical Engineering News No. 2 (32), 2006
2. Технический каталог фирмы ABB. Привод ACS5000. Привод переменного тока среднего напряжения для управления двигателями с напряжением до 6,9 кВ. ADVL OCO219CAT06ARU, август 2006 г.2. Technical catalog of the company ABB. ACS5000 drive. Medium voltage AC drive for controlling motors up to 6.9 kV. ADVL OCO219CAT06ARU, August 2006
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007128142/22U RU69353U1 (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007128142/22U RU69353U1 (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU69353U1 true RU69353U1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38904548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007128142/22U RU69353U1 (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU69353U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551420C2 (en) * | 2010-01-25 | 2015-05-27 | Абб Рисерч Лтд | Electric converter control method |
| RU2573825C2 (en) * | 2011-11-18 | 2016-01-27 | Мейденша Корпорейшн | Multilevel power converter with fixed neutral point |
-
2007
- 2007-07-20 RU RU2007128142/22U patent/RU69353U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551420C2 (en) * | 2010-01-25 | 2015-05-27 | Абб Рисерч Лтд | Electric converter control method |
| RU2573825C2 (en) * | 2011-11-18 | 2016-01-27 | Мейденша Корпорейшн | Multilevel power converter with fixed neutral point |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101769176B1 (en) | Multi-level inverter system | |
| US9479075B2 (en) | Multilevel converter system | |
| US7050311B2 (en) | Multilevel converter based intelligent universal transformer | |
| US6519169B1 (en) | Multiphase inverter with series of connected phase legs | |
| KR101791289B1 (en) | Multi-level inverter | |
| US11108338B2 (en) | Dual submodule for a modular multilevel converter and modular multilevel converter including the same | |
| US20160218637A1 (en) | A new four-level converter cell topology for cascaded modular multilevel converters | |
| DK3046203T3 (en) | Wind power converter system | |
| KR101791288B1 (en) | Multi-level inverter | |
| KR100970566B1 (en) | H-bridge type multi-level converter with power regeneration capability | |
| US10177684B2 (en) | Converter for an AC system | |
| US20090080225A1 (en) | Voltage source converter and method of controlling a voltage source converter | |
| US20150244284A1 (en) | Soft Switching Inverter | |
| US9780685B2 (en) | Electrical power converter with a converter cell series unit | |
| WO2019238443A1 (en) | Voltage source converter generating at least two pulse trains using at least three voltage levels | |
| Ghosh et al. | A comparative study of different multilevel inverters | |
| EP3931959B1 (en) | Buck-boost converter cell for modilar multilevel converter | |
| EP2993777A1 (en) | Multilevel converter | |
| Tayyab et al. | Submodule capacitor voltage balancing of modular multilevel converter | |
| RU69353U1 (en) | HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER | |
| Varma et al. | Output Voltage and Power Factor Improvement for Non-Conventional Energy Generation | |
| RU2357352C1 (en) | Three-phase high ac voltage converter | |
| KR20190034861A (en) | Inverter system | |
| CN108604877B (en) | Sub-module of chain-link converter | |
| Salem et al. | Novel Transformer-Based Six-Level Inverter with Low Component Count |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100721 |