[go: up one dir, main page]

RU2641662C2 - Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field - Google Patents

Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2641662C2
RU2641662C2 RU2015148290A RU2015148290A RU2641662C2 RU 2641662 C2 RU2641662 C2 RU 2641662C2 RU 2015148290 A RU2015148290 A RU 2015148290A RU 2015148290 A RU2015148290 A RU 2015148290A RU 2641662 C2 RU2641662 C2 RU 2641662C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emf
rectified voltage
rotating magnetic
circular winding
voltage
Prior art date
Application number
RU2015148290A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015148290A (en
Inventor
Игорь Александрович Сакович
Александр Иванович Черевко
Сергей Владимирович Платоненков
Михаил Михайлович Музыка
Илья Юрьевич Кузьмин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ)
Priority to RU2015148290A priority Critical patent/RU2641662C2/en
Publication of RU2015148290A publication Critical patent/RU2015148290A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2641662C2 publication Critical patent/RU2641662C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention can be used to control rectifiers (RC) built based on transformers with rotating magnetic fields (TRMF). In the method of regulating the output voltage of controlled rectifier based on transformer with a rotating magnetic field connecting on prefabricated tires of rectifier except EMF, removed with circular winding sections outlets located at the ends of maximum chords, EMF with adjacent outlets of circular winding, shifted to a minimum interim phase angle - 2π/4N, relative to the inlets located at the ends of maximum chords. Additional EMF added to basic EMF due to circuit summation of instantaneous potentials values of related and main outlets. As a result, the number of pulsations in the rectified voltage curve doubles, and the pulsations range - Δdecreases, which leads to a decrease in the pulsations coefficient of voltage and, consequently, to an improvement in the quality of rectified voltage.EFFECT: improvement of the rectified voltage quality with its deep regulation.5 dwg, 3 tbl

Description

Область использования. Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразователям параметров электрической энергии, и может быть использовано в управляемых выпрямителях (УВ) на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем (ТВМП) [Кузьмин И.Ю., Лимонникова Е.В., Музыка М.М., Платоненков С.В., Потего П.И., Сакович И.А., Телепнев А.И., Черевко А.И. Трансформатор с трехфазной и круговой обмотками // Патент РФ №2525298] как реверсивного, так и нереверсивного типа.Area of use. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to converters of electric energy parameters, and can be used in controlled rectifiers (HC) based on a transformer with a rotating magnetic field (TVMP) [Kuzmin I.Yu., Limonnikova EV, Music M. M., Platonenkov S.V., Potego P.I., Sakovich I.A., Telepnev A.I., Cherevko A.I. A transformer with three-phase and circular windings // RF Patent No. 2525298] both reversible and non-reversible type.

Уровень техники. Известен способ [Черевко А.И. Системы управления полупроводниковыми преобразователями, выполненными на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями / А.И. Черевко, В.А. Базанов, М.М. Музыка; под. ред. А.И. Черевко. - 2005. - 92 с.] импульсно-фазового управления выпрямителем на базе ТВМП, позволяющий при четном числе секций КО (NS) или четном числе пар силовых ключей (NСКЛ) получать на выходе четное число пульсаций выпрямленного напряжения NП=Ns=NСКЛ=N, а при нечетном числе секций КО или нечетном числе пар силовых ключей получать удвоенное число пульсаций выпрямленного напряжения - 2NП, за счет поочередной коммутации ЭДС, присутствующих на отводах КО, между которыми можно провести наибольшие хорды.The prior art. The known method [Cherevko A.I. Control systems for semiconductor converters based on transformers with rotating magnetic fields / A.I. Cherevko, V.A. Bazanov, M.M. Music; under. ed. A.I. Cherevko. - 2005. - 92 pp.] Pulse-phase control of the rectifier based on TVMP, which allows for an even number of rectified voltage ripples N П = N s for an even number of power supply sections (N S ) or an even number of power switch pairs (N SCR ) = N SKL = N, and with an odd number of sections of the QoS or an odd number of pairs of power switches, get twice the number of ripples of the rectified voltage - 2N P , due to the alternating switching of the EMF present on the taps of the QoS, between which the largest chords can be drawn.

При этом период одной пульсации выпрямленного напряжения определяется по формуле (1) для УВ с ТВМП с нечетным NS Moreover, the period of one ripple of the rectified voltage is determined by the formula (1) for a shock wave with TVMP with an odd N S

Figure 00000001
Figure 00000001

Регулирование выходного напряжения в прототипе УВ с ТВМП достигается путем изменения значения ЭДС на сборных шинах выпрямленного напряжения за счет смещения момента коммутации отводов секций КО, расположенных на концах максимальных хорд относительно вектора вращающегося магнитного поля, с помощью силовых ключей (СКл) на угол управления α. При α=0 ЭДС на сборных шинах выпрямителя максимальна, а при α=αup=(π+Тп)/2 ЭДС на сборных шинах выпрямителя равна нулю.The regulation of the output voltage in the prototype HC with TWMP is achieved by changing the EMF value on the busbars of the rectified voltage due to the shift of the switching moment of the taps of the sections of the TO, located at the ends of the maximum chords relative to the vector of the rotating magnetic field, using power keys (SCL) by the control angle α. For α = 0, the EMF on the rectifier busbars is maximum, and for α = α up = (π + T p ) / 2 the EMF on the rectifier busbars is zero.

Данный способ управления имеет существенный недостаток, выражающийся в том, что при угле управления α>0 в кривой выпрямленного напряжения появляются разрывы первого рода, из-за чего кривая выпрямленного напряжения значительно искажается, при этом высшие гармоники увеличиваются, а среднее значение выпрямленного напряжения снижается по мере увеличения угла управления α, практически так же, как и у классических мостовых преобразователейThis control method has a significant drawback in that, at a control angle α> 0, first-order discontinuities appear in the rectified voltage curve, due to which the rectified voltage curve is significantly distorted, while the higher harmonics increase and the average value of the rectified voltage decreases by as the control angle α increases, it is almost the same as with classical bridge converters

Figure 00000002
Figure 00000002

где f(x) для нереверсивного УВ с ТВМП определяется по формуле (3)where f (x) for a non-reversible shock wave with TWMP is determined by the formula (3)

Figure 00000003
Figure 00000003

При этом коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения (KPU) с ростом угла управления α будет многократно возрастать, что следует из выражения (4) [Силовая электроника: учебник для вузов / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А. Кваснюк. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007, с. 217]:In this case, the coefficient of ripple of the rectified voltage (K PU ) will increase many times with increasing control angle α, which follows from expression (4) [Power electronics: textbook for high schools / Yu.K. Rozanov, M.V. Ryabchitsky, A.A. Kvasnyuk. - M.: Publishing House MPEI, 2007, p. 217]:

Figure 00000004
Figure 00000004

Кроме того, в выходном напряжении УВ с ТВМП с нечетным NS можно получить только 2NS пульсаций на периоде питающей сети, что согласно формуле (1) определяет также доминирующую гармоническую составляющую с порядком 2NS.In addition, in the output voltage of the shock wave with TWMP with odd N S , only 2N S ripples can be obtained on the supply network period, which according to formula (1) also determines the dominant harmonic component with the order of 2N S.

Задача изобретения. Задача применения нового способа управления УВ, построенного на базе ТВМП с любым нечетным числом секций КО, состоит в улучшении качества выходного напряжения. Для ее решения предлагается уменьшить разницу между Udmax и Udmin, получающейся в процессе импульсно-фазового регулирования выпрямленного напряжения из-за разрывов первого рода в его кривой, благодаря двойному увеличению количества пульсаций при применении нового способа управления УВ с ТВМП.The objective of the invention. The task of applying a new HC control method built on the basis of TVMP with any odd number of KO sections is to improve the quality of the output voltage. To solve it, it is proposed to reduce the difference between U dmax and U dmin , obtained in the process of pulse-phase regulation of the rectified voltage due to first-order discontinuities in its curve, due to a double increase in the number of ripples when applying a new method of controlling HC with TVMP.

Раскрытие изобретения. Новизна предлагаемого способа состоит в том, что:Disclosure of the invention. The novelty of the proposed method is that:

1) на интервалах диапазонов регулирования, приведенных в таблице 1, и указанных для реверсивного и нереверсивного УВ с ТВМП, выходное напряжение содержит 4N пульсаций.1) on the intervals of the control ranges shown in table 1, and indicated for the reversible and non-reversible HC with TVMP, the output voltage contains 4N ripples.

Figure 00000005
Figure 00000005

2) для формирования пульсаций выходного напряжения УВ с ТВМП нечетным N используются дополнительно задействованные ЭДС КО ТВМП, число которых помимо 2N, используемых в известном способе управления, достигает 2N суммарно давая 4N пульсаций;2) to generate ripples of the output voltage of the shock wave with TWMP odd N, additionally used EMF KO TWMP are used, the number of which, in addition to 2N used in the known control method, reaches 2N in total giving 4N ripples;

3) для УВ с ТВМП с нечетным N выпрямленное (выходное) напряжение УВ формируется путем поочередной коммутации как ЭДС, снимаемых с отводов КО ТВМП, конструктивно расположенных в наибольших хордах КО, так и ЭДС, сдвинутых на промежуточное к ним фазовое расстояние - 2π/4N, формируемых путем схемного суммирования мгновенных значений потенциалов, имеющих минимальный взаимный фазовый сдвиг, т.е. находящихся на двух смежных отводах КО.3) for a shock wave with a TVMP with odd N, the rectified (output) voltage of the shock wave is formed by alternately switching both the EMF removed from the taps of the TVMP, structurally located in the largest chords of the KO, and the EMF shifted by an intermediate phase distance of 2π / 4N formed by the circuit summation of instantaneous values of potentials having a minimum mutual phase shift, i.e. located on two adjacent branches of KO.

4) в выпрямленном напряжении на большей части диапазона регулирования преобладает 4N-гармоническая составляющая над 2N-гармонической составляющей для УВ с ТВМП с нечетным N.4) in the rectified voltage over a large part of the control range, the 4N-harmonic component prevails over the 2N-harmonic component for a shock wave with TVMP with odd N.

5) в выходном напряжении УВ снижается размах пульсаций - Δmax, что исходя из формулы (4) приводит к снижению значения коэффициента пульсаций по напряжению, т.е. улучшению качества выпрямленного напряжения.5) in the output voltage of the SW, the ripple amplitude decreases - Δ max , which, based on formula (4), leads to a decrease in the value of the ripple coefficient by voltage, i.e. improving the quality of the rectified voltage.

6) регулировочная характеристика для нереверсивного УВ рассчитывается согласно формулам (5)-(7)6) the adjustment characteristic for a non-reversible hydrocarbon is calculated according to formulas (5) - (7)

Figure 00000006
Figure 00000006

где f1(x) и f2(x) для нереверсивного УВ с ТВМП определяется по формулам (6) и (7)where f 1 (x) and f 2 (x) for a non-reversible shock wave with TWMP is determined by formulas (6) and (7)

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Алгоритм коммутации СКл на примере рассмотрения фиг. 1 и 2 можно формализовать с учетом принятия следующих положений:The SCl switching algorithm is illustrated by considering FIG. 1 and 2 can be formalized taking into account the adoption of the following provisions:

1) один из отводов КО ТВМП принимается за базовый, ему присваивается номер «1»;1) one of the taps of KO TVMP is taken as the base, it is assigned the number "1";

2) отвод КО, электрический потенциал в котором имеет минимальный по модулю отрицательный фазовый сдвиг относительно рассматриваемого отвода, получает следующий за ним порядковый номер;2) the KO branch, the electric potential in which has a minimum negative phase shift in absolute value relative to the considered branch, receives the next serial number;

3) силовым ключам анодной и катодной групп присваиваются порядковые номера согласно отводам КО ТВМП, к которым они подключены.3) the power keys of the anode and cathode groups are assigned serial numbers according to the taps of the TVMP cable to which they are connected.

Алгоритм коммутации СКл для известного способа управления, при котором на сборные шины выпрямителя подключаются отводы КО, соответствующие наибольшим хордам, выражается формулами (8.1) и (8.2) для УВ с ТВМП с нечетным NSCl switching algorithm for the known control method, in which TO bends corresponding to the largest chords are connected to the rectifier busbars, is expressed by formulas (8.1) and (8.2) for HC with TVMP with odd N

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Алгоритм коммутации СКл для нового способа выражается формулами (9.1) и (9.2) для УВ с ТВМП с нечетным NThe SCl switching algorithm for the new method is expressed by formulas (9.1) and (9.2) for a shock wave with TVMP with odd N

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

В формулах (9.1), (9.2)

Figure 00000013
- множество номеров открытых СКл анодной группы для временной позиции n,
Figure 00000014
- множество номеров открытых СКл катодной группы для временной позиции n (номера формируемой пульсации).In formulas (9.1), (9.2)
Figure 00000013
- the set of numbers of open SCl anode groups for a temporary position n,
Figure 00000014
- the set of numbers of open SCl cathode groups for the time position n (numbers of the generated ripple).

Примечания: оператор

Figure 00000015
возвращает наибольшее целое число, меньшее или равное аргументу x; «mod» - операция получения остатка от деления; n - номер временной позиции. Временная позиция n=1 следует после выдержки угла управления α относительно условного момента естественной коммутации.Notes: operator
Figure 00000015
returns the largest integer less than or equal to x; "Mod" - the operation of obtaining the remainder of the division; n is the number of the temporary position. The temporary position n = 1 follows after holding the control angle α relative to the conditional moment of natural switching.

Предлагаемый способ управления предназначен для реализации с использованием полностью управляемых СКл, включенных встречно-параллельно и выполненных без обратносмещенного диода, либо с обратно смещенным диодом, но включенных последовательно (фиг. 3).The proposed control method is designed to be implemented using fully controllable SCr turned on in parallel and executed without a reverse biased diode, or with a reverse biased diode, but connected in series (Fig. 3).

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 отображена геометрическая аналогия КО ТВМП с 9 секциями. Показано, что каждая секция может быть условно представлена источником ЭДС равной амплитуды, но имеющих различный фазовый сдвиг. Показано, что в качестве геометрической аналогии КО ТВМП можно рассматривать правильный N-угольник. На фигурах отмечено направление движения с угловой частотой ω результирующего вектора магнитной индукции, а также геометрический смысл угловой длительности пульсации выпрямленного напряжения для классического способа управления. Показано, что нумерация СКл при формализации алгоритмов управления совпадает с направлением движения результирующего вектора магнитной индукции ТВМП.In FIG. 1 shows a geometric analogy of the TVMP TO with 9 sections. It is shown that each section can be conditionally represented by a source of EMF of equal amplitude, but having a different phase shift. It is shown that a regular N-gon can be considered as a geometric analogy of the TBMP FB. The figures show the direction of motion with the angular frequency ω of the resulting magnetic induction vector, as well as the geometric meaning of the angular duration of the rectified voltage ripple for the classical control method. It is shown that the numbering of SCl during formalization of control algorithms coincides with the direction of motion of the resulting magnetic induction vector of TWMP.

На фиг. 2 показана структурная схема УВ с ТВМП с 9 секциями КО: трехфазная обмотка ТВМП (10), круговая обмотка с нумерованными отводами ТВМП (11), сборная шина УВ (12), нагрузка (13). К каждому отводу КО подключены соответственно пронумерованный СКл анодной и катодной групп.In FIG. Figure 2 shows a structural diagram of a HC with TVMP with 9 sections of KO: a three-phase winding of TVMP (10), a circular winding with numbered taps of TVMP (11), a combined bus of a HC (12), load (13). A numbered SCl of the anode and cathode groups is connected to each KO tap.

На фиг. 3 показано условно-графическое обозначение силового ключа УВ с ТВМП и варианты его организации на примере IGBT-транзисторов: включение встречно-параллельным способом, когда транзисторы не имеют обратносмещенный диод, и последовательное включение транзисторов с обратносмещенными диодами. Транзисторы управляются одним сигналом, т.е. вместе переходят либо в открытое, либо в закрытое состояние.In FIG. Figure 3 shows a conventional graphic designation of a power switch for an HC with TVMP and options for its organization using IGBT transistors as an example: switching in a counter-parallel way when the transistors do not have a reverse biased diode, and sequential switching of transistors with reverse biased diodes. Transistors are controlled by a single signal, i.e. together go into either open or closed state.

На фиг. 4 показана векторная диаграмма ЭДС для УВ с ТВМП с N=9.In FIG. 4 shows a vector diagram of the EMF for HC with TWMP with N = 9.

На фиг. 5 показано формирование выпрямленного напряжения с 4N пульсациями на периоде питающей сети на примере УВ с ТВМП с N=9 при различных углах управления с указанием среднеквадратичного значения (СКЗ) - Ud и размаха пульсаций - Δmax.In FIG. Figure 5 shows the formation of a rectified voltage with 4N ripples on the supply network period as an example of a shock wave with TVMP with N = 9 at various control angles with an indication of the mean square value (RMS) - U d and the ripple amplitude - Δ max .

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

ТВМП содержит первичную трехфазную (фиг. 2-10) и вторичную круговую (фиг. 2-12) обмотки. При этом в задачах рассмотрения способов управления круговую обмотку удобно заменить геометрической аналогией - правильным N-угольником, вершины которого обозначают отводы КО ТВМП.TVMP contains the primary three-phase (Fig. 2-10) and secondary circular (Fig. 2-12) windings. At the same time, it is convenient to replace the circular winding in problems of considering control methods by a geometric analogy — a regular N-gon, the vertices of which designate the taps of the TVMP cable.

На основе анализа геометрической аналогии КО ТВМП было показано [Черевко А.И., Музыка М.М., Платоненков С.В., Сакович И.А., Кузьмин И.Ю. Качество выходного напряжения выпрямителя, построенного на базе ТВМП, при четном и нечетном числе секций КО ТВМП // Электротехника - 2012. - №4. - с. 41-45] (фиг. 1), что в векторном пространстве всех ЭДС КО имеются ЭДС, число фаз которых составляет для нечетного числа секций КО - 2N, что положено в основу известного способа управления.Based on the analysis of the geometrical analogy of KO TVMP it was shown [Cherevko A.I., Muzyka M.M., Platonenkov S.V., Sakovich I.A., Kuzmin I.Yu. The quality of the output voltage of the rectifier, built on the basis of TVMP, with an even and odd number of sections KO TVMP // Electrical Engineering - 2012. - No. 4. - from. 41-45] (Fig. 1) that there are EMFs in the vector space of all EMF QOs, the number of phases of which for an odd number of KO sections is 2N, which is the basis of the known control method.

При классическом импульсно-фазовом способе управления выпрямленное напряжение, содержащее 2N пульсаций, на выходе УВ с ТВМП с нечетным N формируется из ЭДС, снимаемых с наибольших хорд КО ТВМП (фиг. 1). При этом СКл коммутируются согласно формулам (8.1) и (8.2), а количество ЭДС, используемых для формирования выходного напряжения, равно 2N. В качестве примера в таблице 2 приведена последовательность коммутации СКл для УВ с ТВМП с N=9, где единицей условно показано открытое состояние СКл, а на фиг. 4 сплошными линиями показаны векторы ЭДС.

Figure 00000016
In the classical pulse-phase control method, the rectified voltage containing 2N ripples at the output of the shock wave from the TVMP with odd N is formed from the EMF taken from the largest chords of the SC of the TWMP (Fig. 1). In this case, the SCl are switched according to formulas (8.1) and (8.2), and the number of EMFs used to form the output voltage is 2N. As an example, Table 2 shows the SCl switching sequence for HC with TVMP with N = 9, where the unit conditionally shows the open state of SCr, and in FIG. 4 solid lines show EMF vectors.
Figure 00000016

Путем схемного суммирования мгновенных значений потенциалов, имеющих минимальный взаимный фазовый сдвиг, возможно получить дополнительные ЭДС, которые могут быть задействованы для формирования дополнительных 2N пульсаций. При этом общее количество пульсаций, из которых может быть сформировано выходное напряжение УВ на одном периоде питающей сети, будет равно 4N.By schematically summing the instantaneous values of potentials having a minimum mutual phase shift, it is possible to obtain additional EMFs, which can be used to form additional 2N pulsations. In this case, the total number of ripples from which the output voltage of the shock wave can be formed on one period of the supply network will be 4N.

На фиг. 4 приведена векторная диаграмма ЭДС для УВ с ТВМП с N=9. Сплошными линиями показаны векторы ЭДС (количество которых составляет 2N=18), из которых формируется выпрямленное напряжение при классическом импульсно-фазовом управлении. Штриховыми линиями показаны векторы ЭДС (количество которых также составляет 2N=18), образованные путем суммирования мгновенных значений потенциалов, имеющих минимальный взаимный фазовый сдвиг, на каждых из двух смежных отводах КО.In FIG. 4 is a vector diagram of the EMF for HC with TWMP with N = 9. The solid lines show the EMF vectors (the number of which is 2N = 18), from which the rectified voltage is formed under classical pulse-phase control. The dashed lines show the EMF vectors (the number of which is also 2N = 18), formed by summing the instantaneous values of potentials having a minimum mutual phase shift on each of the two adjacent bends of the TO.

На основании формул (4.1) и (4.2) можно проследить очередность коммутации СКл для УВ с ТВМП с N=9. Допустим, что коммутация начинается с подачи импульсов управления на анодный ключ 1А, соединяющий положительную выходную шину УВ с первым выводом КО, и катодный ключ 5К, соединяющий отрицательную выходную шину УВ с пятым выводом КО. Через угловое время 2π/4N дополнительно включается катодный ключ 6К, обеспечивая совместно с открытым ключом 5К схемное суммирование мгновенных значений потенциалов с отводов 5 и 6 КО ТВМП, образуя с потенциалом на отводе 1 новый вектор ЭДС, и обеспечивая продолжение коммутации напряжения в нагрузку и образованием новой пульсации. Через угловое время 2π/4N ключ 5К закрывается, а ключи 1А и 6К продолжают находиться в открытом состоянии, продолжая коммутацию как в классическом способе управления. Через угловое время 2π/4N открывается ключ 2А, обеспечивая совместно с ключом 1А схемное суммирование мгновенных значений потенциалов с отводов 1 и 2 КО ТВМП, образуя с потенциалом на отводе 6 новый вектор ЭДС. Дальнейшая коммутация происходит в очередности, показанной на фиг. 4 стрелкой, с угловой частотой вращения магнитного поля ТВМП - ω. Таким образом, каждый из силовых ключей находится в открытом состоянии на интервале времени, равном 5⋅2π/4N частоты вращения магнитного поля.Based on formulas (4.1) and (4.2), one can trace the sequence of switching SCs for HCs with TWMP with N = 9. Suppose that switching begins with the supply of control pulses to the anode switch 1A, connecting the positive output bus of the HC with the first output of the TO, and the cathode switch 5K, connecting the negative output bus of the HC to the fifth output of the TO. After an angular time of 2π / 4N, the 6K cathode switch is additionally turned on, providing, together with the 5K public key, a circuit summation of the instantaneous potential values from the taps 5 and 6 of the TVMP cable, forming a new EMF vector with the potential at branch 1, and ensuring continued voltage switching to the load and formation new ripple. After angular time 2π / 4N, the key 5K is closed, and the keys 1A and 6K continue to be in the open state, continuing switching as in the classical control method. After angular time 2π / 4N, key 2A opens, providing, together with key 1A, a circuit summation of the instantaneous potential values from taps 1 and 2 of the TVMP cable, forming a new EMF vector with potential at tap 6. Further switching occurs in the order shown in FIG. 4 arrow, with the angular frequency of rotation of the magnetic field of the TWMP - ω. Thus, each of the power switches is in the open state for a time interval equal to 5⋅2π / 4N of the rotation frequency of the magnetic field.

Алгоритм коммутации СКл на каждом из 4N=36 интервалов времени в пределах одного периода напряжения сети, питающей УВ, поясняется таблицей 3. Единицей обозначено состояние, когда СКл открыт, отсутствием единицы - когда СКл заперт.The SCl switching algorithm for each of 4N = 36 time intervals within one period of the mains voltage supplying the HC is illustrated in Table 3. The unit indicates the state when the SCL is open, the absence of one indicates when the SCL is locked.

Далее коммутация СКл повторяется с периодом сети, питающей УВ.Further, SCl switching is repeated with the period of the network supplying the HC.

На фиг. 5 показана получаемая форма выходного напряжения УВ при различной глубине регулирования.In FIG. Figure 5 shows the resulting shape of the output voltage of the hydrocarbon at various regulation depths.

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Длительность пульсаций выходного напряжения для нового способа управления может быть выбрана равной 2π/4N. В этом случае при рассмотрении выходного напряжения на периоде питающей сети, с уменьшением его СКЗ, основная энергия пульсирующей составляющей напряжения эффективно перераспределяется между 2N-гармоникой и 4N-гармоникой для УВ с ТВМП с нечетным N. Под эффективностью здесь понимается максимизация отношения амплитуды 4N-гармоники к амплитуде 2N-гармоники при общем снижении коэффициента пульсаций. Таким образом, для максимального значения выпрямленного напряжения характерна минимальная амплитуда 4N-гармоники (как в известном способе управления), а для малых значений СКЗ выпрямленного напряжения будет характерно преобладание амплитуды 4N-гармоники над амплитудой 2N-гармоники.The duration of the output voltage ripple for the new control method can be selected equal to 2π / 4N. In this case, when considering the output voltage over the period of the supply network, with a decrease in its RMS, the main energy of the pulsating component of the voltage is effectively redistributed between the 2N harmonic and 4N harmonic for a shock wave with TVMP with odd N. By efficiency we mean maximizing the ratio of the amplitude of the 4N harmonic to the amplitude of the 2N harmonic with a general decrease in the ripple coefficient. Thus, for the maximum value of the rectified voltage, the minimum amplitude of the 4N harmonic is typical (as in the known control method), and for small values of the RMS of the rectified voltage, the prevalence of the amplitude of the 4N harmonic over the amplitude of the 2N harmonic will be characteristic.

Таким образом, новый способ управления позволяет получить улучшенное качество выпрямленного напряжения по сравнению с известным способом управления. Во многом это достигается благодаря снижению наибольшего значения амплитуды переменной составляющей пульсирующего напряжения за счет увеличения числа пульсаций до 4N на большей части диапазона регулирования.Thus, the new control method allows to obtain improved quality of the rectified voltage compared to the known control method. This is largely achieved by reducing the largest amplitude value of the alternating component of the ripple voltage by increasing the number of ripples to 4N over most of the control range.

Claims (1)

Способ регулирования выпрямленного напряжения управляемого выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем, конструктивно выполненного с любым нечетным числом секций круговой обмотки, отличающийся тем, что на сборные шины выпрямителя кроме ЭДС, снимаемых с отводов, расположенных на концах наибольших хорд круговой обмотки, используют дополнительно задействованные ЭДС круговой обмотки, которые формируют за счет схемного суммирования потенциалов двух смежных отводов круговой обмотки с помощью полностью управляемых двунаправленных силовых ключей, при этом между ЭДС, снимаемых с отводов круговой обмотки, и дополнительно задействованными ЭДС формируют промежуточное фазовое расстояние, в результате происходит увеличение числа мгновенных ЭДС на сборных шинах выпрямителя, из которых формируют выпрямленное напряжение.The method of regulating the rectified voltage of a controlled rectifier based on a transformer with a rotating magnetic field, structurally made with any odd number of sections of the circular winding, characterized in that on the busbars of the rectifier, in addition to the EMF removed from the bends located at the ends of the largest chords of the circular winding, additionally used EMF of a circular winding, which form due to the circuit summation of the potentials of two adjacent taps of a circular winding using fully controlled bidirectional power keys, while between the EMF removed from the taps of the circular winding and the additionally activated EMF, an intermediate phase distance is formed, as a result, the number of instantaneous EMF on the rectifier busbars increases, from which the rectified voltage is formed.
RU2015148290A 2015-11-10 2015-11-10 Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field RU2641662C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148290A RU2641662C2 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148290A RU2641662C2 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015148290A RU2015148290A (en) 2017-05-16
RU2641662C2 true RU2641662C2 (en) 2018-01-19

Family

ID=58715540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015148290A RU2641662C2 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2641662C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1254425A (en) * 1967-11-17 1971-11-24 Nat Res Dev Improved static rectifier systems
SU1805533A1 (en) * 1990-11-20 1993-03-30 Le I Aviatsionnogo Priborostro Phase shifting device
US5754420A (en) * 1996-03-11 1998-05-19 Luce; John W. Rotating field transformer
RU2207696C2 (en) * 2001-03-28 2003-06-27 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского" Direct-current transformer
CN104103412A (en) * 2013-04-01 2014-10-15 上海稳得新能源科技有限公司 Polyphase transformer adopting rotating magnetic field principle
RU2566365C1 (en) * 2014-06-09 2015-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) Method of step-link control of output voltage for rectifier based on transformer with rotating magnetic field

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1254425A (en) * 1967-11-17 1971-11-24 Nat Res Dev Improved static rectifier systems
SU1805533A1 (en) * 1990-11-20 1993-03-30 Le I Aviatsionnogo Priborostro Phase shifting device
US5754420A (en) * 1996-03-11 1998-05-19 Luce; John W. Rotating field transformer
RU2207696C2 (en) * 2001-03-28 2003-06-27 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского" Direct-current transformer
CN104103412A (en) * 2013-04-01 2014-10-15 上海稳得新能源科技有限公司 Polyphase transformer adopting rotating magnetic field principle
RU2566365C1 (en) * 2014-06-09 2015-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) Method of step-link control of output voltage for rectifier based on transformer with rotating magnetic field

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015148290A (en) 2017-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10630163B2 (en) Pulse width modulation method, pulse width modulation system, and controller
Gregor et al. Predictive-space vector PWM current control method for asymmetrical dual three-phase induction motor drives
US8982593B2 (en) Cascaded H-Bridge (CHB) inverter level shift PWM with rotation
US8619446B2 (en) Cascaded H-bridge (CHB) inverter level shift PWM with rotation
CN105048844A (en) Pulse width modulation control for a multilevel converter
RU157368U1 (en) VEHICLE MOTION SYSTEM
RU2584679C2 (en) Method of inverting voltage
RU2641662C2 (en) Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field
RU2586322C1 (en) Method of controlling output voltage of controlled rectifier based on transformer with rotating magnetic field with even number of sections of circular winding
RU2566365C1 (en) Method of step-link control of output voltage for rectifier based on transformer with rotating magnetic field
JP6361539B2 (en) Conversion device
Ahmed et al. Space vector PWM technique for a novel three-to-five phase matrix converter
Mirazimi et al. Space vector PWM method for two-phase three-leg inverters
RU2333589C1 (en) Method of controlling multiphase rectifier
Devi et al. Development of Multicarrier SPWM Techniques for Cascaded MLI
RU2691635C2 (en) Double-channel frequency conversion method
Kaarthik et al. An open-end winding IM drive with multilevel 12-sided polygonal vectors with symmetric triangles
RU2751546C1 (en) Adjustable voltage rectifier (options)
RU148288U1 (en) HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER WITH ACTIVE RECTIFIERS
RU2619077C1 (en) Method of regulating output voltage of controlled rectifier at basis of transformer with rotating magnetic field with any number of circular winding sections
RU2703984C2 (en) Double-channel straightening method
RU2521419C2 (en) High-voltage three-phase alternating current generating system
RU2505918C2 (en) High-voltage frequency-controlled electric drive
Ma et al. Comparative Analyses of Submodule Unified PWM and Level Shifted PWM for Modular Multilevel Converter
RU2558390C1 (en) Frequency down-converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201111