RU2691635C2 - Double-channel frequency conversion method - Google Patents
Double-channel frequency conversion method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691635C2 RU2691635C2 RU2018137950A RU2018137950A RU2691635C2 RU 2691635 C2 RU2691635 C2 RU 2691635C2 RU 2018137950 A RU2018137950 A RU 2018137950A RU 2018137950 A RU2018137950 A RU 2018137950A RU 2691635 C2 RU2691635 C2 RU 2691635C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- frequency
- channels
- voltages
- electrical degrees
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect 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
- 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
- H02M5/22—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 discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—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 discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/27—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 discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means for conversion of frequency
- H02M5/271—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 discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means for conversion of frequency from a three phase input voltage
-
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение. Изобретение относится к преобразовательной технике, и может быть использовано для питания электропривода, а также в промышленных установках специального назначения, например металлургии и в системах индукционного нагрева.The technical field to which the invention relates. The invention relates to a converter technique, and can be used to power an electric drive, as well as in industrial plants for special purposes, such as metallurgy and in induction heating systems.
Уровень техники. Из уровня техники известен способ преобразования напряжения гребного электропривода и гребной электропривод для его осуществления [патент РФ №2489311], имеющий в своем составе источник напряжения, согласующий трансформатор, преобразователь частоты со звеном постоянного тока и с инвертором, гребной электродвигатель и блок управления преобразователем частоты. Способ преобразования напряжений гребного электропривода основан на последовательном согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений, при этом задаются допустимые значения напряжений, токов и скоростей их изменения. Преобразуют напряжение питания (до начала его подключения), подключают преобразуемое (уменьшенное до допустимого значения) напряжение питания, управляют увеличением напряжения питания, измеряют преобразуемые напряжения и токи фаз, вычисляют скорости их изменения как производные напряжений и токов по времени, регулируют скорости этих изменений по результатам выполненных измерений и вычислений и в соответствии с заданными допустимыми значениями напряжений, токов и скоростей их изменения отключают преобразование напряжения питания при достижении им заданного значения, инвертируют выпрямленное напряжение и управляют гребным электроприводом в соответствии с заложенным алгоритмом.The level of technology. From the prior art a method for converting a voltage of a rowing electric drive and a rowing electric drive for its implementation [RF patent №2489311], having a voltage source, a matching transformer, a frequency converter with a DC link and an inverter, a rowing motor and a control unit of a frequency converter. The method of converting the voltages of the propeller electric drive is based on the sequential matching of the supply voltage, the rectification of the matched and the inverting of the rectified voltages, and the allowable values of voltages, currents and rates of their change are specified. They convert the supply voltage (before it starts connecting), connect the transformed (reduced to an acceptable value) supply voltage, control the increase in the supply voltage, measure the transformed voltages and phase currents, calculate their rates of change as derivatives of voltages and currents over time, regulate the rates of these changes over the results of measurements and calculations and in accordance with the specified allowable values of voltages, currents and rates of their change disable the conversion of the supply voltage pr a set value of them, invert the rectified voltage and control electric propeller according to the incorporated algorithm.
К недостаткам такого решения можно отнести наличие сглаживающего конденсатора большой емкости в звене постоянного тока, что приводит к снижению надежности и ресурса силовой части схемы. Работающий от звена постоянного тока инвертор работает в импульсном режиме, что приводит к снижению срока службы электродвигателя, а также повышенному нагреву. Промежуточное преобразование электроэнергии (выпрямление), приводит к дополнительным потерям и снижает коэффициент полезного действия.The disadvantages of this solution include the presence of a high-capacity smoothing capacitor in the DC link, which leads to a decrease in the reliability and service life of the power part of the circuit. The DC-powered inverter operates in a pulsed mode, which leads to a decrease in the service life of the motor, as well as increased heating. Intermediate conversion of electricity (rectification), leads to additional losses and reduces efficiency.
Из уровня техники также известен способ преобразования частоты [патент РФ на изобретение №2639048], который основан на питании согласующего трансформатора от многофазной сети, задании уровней напряжений вторичных обмоток (основной и дополнительной) в пропорции на основе натурального числа е, снятии напряжений с вторичных обмоток и их коммутации при управлении в соответствии с заложенным алгоритмом преобразования. Полученные в процессе коммутации напряжения имеют пониженную частоту и являются взаимно обратными, причем восходящим фронтам одного напряжения соответствуют нисходящие фронты другого. Далее полученные после коммутации напряжения суммируют.The prior art also known a method of frequency conversion [RF patent for invention No. 2639048], which is based on supplying a matching transformer from a multiphase network, setting voltage levels of secondary windings (primary and secondary) in proportion based on the natural number e, removing voltages from secondary windings and their switching under control in accordance with the transformation algorithm. The voltages obtained in the process of switching have a reduced frequency and are mutually inverse, with the rising fronts of one voltage corresponding to the descending fronts of another. Further, the voltages obtained after commutation are summed up.
К недостаткам такого решения относится использование соотношения питающих напряжений (а значит, и соотношения числа витков в обмотках питающего источника - трансформатора или генератора) на основе дробной пропорции основания натурального логарифма (число е ~ 2,72), соблюдение такого соотношения приводит к усложнению технологии сборки обмоток, а в случае мощных источников электроэнергии может быть нереализуемо. Также недостатком является необходимость задания дробного значения пропорции суммируемых напряжений для сохранения формы выходного напряжения при изменении его частоты, и требует раздельного регулирования уровня питающих напряжений, что ведет к усложнению схемы преобразования и неприемлемо для некоторых областей применения.The disadvantages of this solution include the use of the ratio of supply voltages (and hence the ratio of the number of turns in the windings of the supply source - a transformer or generator) based on the fractional proportion of the base of the natural logarithm (number e ~ 2.72); windings, and in the case of powerful sources of electricity may not be feasible. Also a disadvantage is the need to set the fractional value of the proportions of the summed voltages to preserve the shape of the output voltage when its frequency changes, and requires separate control of the level of the supply voltages, which leads to complication of the conversion circuit and is unacceptable for some applications.
Данное техническое решение является наиболее близким по своей сущности прототипом.This technical solution is the closest in essence to the prototype.
Раскрытие изобретения. В современных промышленных установках и технологических процессах используются полупроводниковые (статические) преобразователи, имеющих преимущества по сравнению с устаревшими электромашинными агрегатами. Принципиально, можно разделить все типы полупроводниковых преобразователей на выпрямители и преобразователи (в том числе инверторы). Выпрямители используются для питания нагрузки постоянного тока, и встречаются не так часто как преобразователи частоты. Назначением преобразователей частоты является питание промышленной нагрузки частотой, отличающейся от аналогичного параметра питающей сети переменного тока [1, 2]. Вместе с тем, кроме электропривода, требующего наличия возможности изменения частоты, существуют установки, которым необходимо питание повышенной частотой переменного тока, и работающие при фиксированном значении параметров. К таким установкам относятся гироскопы навигационных комплексов, процессы индукционного нагрева сталей, различного рода центрифуги. Все перечисленные потребители имеют постоянную скорость вращения или работы, и не требуют регулирования параметров питающего напряжения. Предлагаемое решение предназначено для питания перечисленных категорий потребителей.Disclosure of the invention. In modern industrial installations and technological processes, semiconductor (static) transducers are used, which have advantages over outdated electric machine units. In principle, all types of semiconductor converters can be divided into rectifiers and converters (including inverters). Rectifiers are used to power a DC load, and are not as common as frequency converters. The purpose of frequency converters is to supply industrial load with a frequency that differs from the analogous parameter of the AC mains [1, 2]. However, in addition to the electric drive, which requires the possibility of changing the frequency, there are settings that need to be supplied with an increased frequency of alternating current, and operating at a fixed value of the parameters. Such installations include gyroscopes of navigation complexes, processes of induction heating of steels, various kinds of centrifuges. All of these consumers have a constant speed of rotation or operation, and do not require adjustment of the parameters of the supply voltage. The proposed solution is designed to power the listed categories of consumers.
В существующих решениях чаще всего используются автономные инверторы напряжения, с преобразованием частоты широтно-импульсной модуляцией, имеющие прямоугольную форму выходного напряжения [1, 2]. Преобразователи с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения оснащены звеном постоянного тока. С целью улучшения их характеристик используют сдвиг уровней питающих напряжений в звене постоянного тока (многоуровневые преобразователи) и повышение частоты коммутации полупроводниковых ключей (транзисторов). Оба этих способа улучшения характеристик имеют недостатки, что ограничивает их область применения. Так, многоуровневые преобразователи более сложны и имеют ухудшенную надежность по причине применения конденсаторов большой емкости. Увеличение частоты коммутации полупроводниковых ключей коммутатора ведет к росту потерь, прямо пропорциональных частоте переключения и увеличивает уровнь радиопомех [2].In the existing solutions autonomous voltage inverters are most often used, with frequency conversion by pulse-width modulation, having a rectangular shape of the output voltage [1, 2]. The pulse-width modulated converters of the output voltage are equipped with a DC link. In order to improve their characteristics, a shift in the supply voltage levels in the DC link (multi-level converters) and an increase in the switching frequency of semiconductor switches (transistors) are used. Both of these ways to improve performance have disadvantages, which limits their scope. Thus, multi-level converters are more complex and have degraded reliability due to the use of large capacitors. An increase in the switching frequency of the switch's semiconductor switches leads to an increase in losses directly proportional to the switching frequency and increases the level of radio interference [2].
В последнее десятилетие полупроводниковой промышленностью освоено производство мощных полностью управляемых ключей с высокой частотой коммутации, что дало толчок к развитию, и поиску новых способов управления коммутаторами, входящими в состав преобразователей.In the last decade, the semiconductor industry mastered the production of powerful fully-managed keys with a high switching frequency, which gave impetus to the development and search for new ways to control switches that are part of converters.
Произошло повышение частоты коммутации ключей, которая во много раз превышает частоту питающей сети, и еще больше - по сравнению с классическими преобразователями. Это приводит к росту тепловыделения ключей, ухудшению электромагнитной совместимости и снижению надежности их работы - поскольку процесс коммутации является самым напряженным режимом работы, сопровождаемым кроме того, выбросами напряжения при разрыве кривой тока.There was an increase in the switching frequency of keys, which is many times higher than the frequency of the supply network, and even more - compared to the classical converters. This leads to an increase in heat generation of keys, deterioration of electromagnetic compatibility and a decrease in the reliability of their operation - since the switching process is the most intense mode of operation, accompanied, in addition, by voltage surges when the current curve is broken.
Существует класс полупроводниковых преобразователей переменного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты без промежуточного преобразования (выпрямления). Подобные устройства получили название непосредственных преобразователей частоты (НПЧ). Такой непосредственный преобразователь позволяет переключать фазы нагрузки между фазами сети по заданному алгоритму преобразования.There is a class of semiconductor converters of alternating voltage of one frequency into alternating voltage of another frequency without intermediate conversion (rectification). Such devices are called direct frequency converters (NFC). Such a direct converter allows you to switch the phases of the load between the phases of the network according to a given conversion algorithm.
Коммутатор такого преобразователя частоты управляется по заранее заданному, циклически повторяющемуся алгоритму управления. На фигуре 1 показан график выходного напряжения алгоритма преобразования частоты, обеспечивающего последовательность чередования (коммутрирования) фаз в прямой последовательности А-В-С-А-В-С(и т.д.). Такой алгоритм описывается разностью частот
Ω - частота циклов переключения.Ω is the frequency of switching cycles.
На фигуре 2 показан график выходного напряжения алгоритма преобразования частоты, обеспечивающего последовательность чередования фаз в обратной последовательности А-С-В-А-С-В (и т.д.). Такой алгоритм описывается суммой частот 
На фигуре 3 представлена принципиальная схема полупроводникового коммутатора. Коммутатор оснащен двунаправленными полупроводниковыми ключами (полностью управляемыми - возможно открытие и закрытие ключа по управляющему сигналу), что делает возможным коммутацию в любой момент времени, а двунаправленные ключи реализуют реверсивность -смену полярности выходного напряжения в произвольном порядке [2].The figure 3 presents the schematic diagram of a semiconductor switch. The switchboard is equipped with bidirectional semiconductor keys (fully controllable — the key can be opened and closed by a control signal), which makes it possible to switch at any time, and the bidirectional keys realize reversibility by changing the polarity of the output voltage in random order [2].
На фигуре 4 представлена номограмма выходного напряжения трехфазного коммутатора, изображенного на фигуре 3. Данная номограмма наглядно представляет все возможные состояния (напряжения) на выходе упомянутого коммутатора. Это означает возможность получения в заданный момент времени на выходе коммутатора любого из уровней напряжений, представленных на номограмме.The figure 4 presents the nomogram of the output voltage of the three-phase switch, shown in figure 3. This nomogram clearly represents all possible states (voltages) at the output of the switch. This means that it is possible at any given time at the output of the switch to obtain any of the voltage levels presented on the nomogram.
На фигуре 5 представлен график работы одного из двух каналов предлагаемого способа преобразования частоты, имеющего фазовый сдвиг -60 электрических градусов относительно точки перехода напряжения через ноль. Как это показано на номограмме, изображенной на фигуре 4, точки перехода напряжений через ноль повторяются с интервалом в 60 электрических градусов (то есть π/3). Такая система напряжений является симметричной, положительные и отрицательные напряжения полностью повторяют друг друга, а продление полуволны положительного напряжения - переходит в отрицательную полуволну напряжения. Фазовый сдвиг на -60 электрических градусов относительно точки прохода через ноль напряжения, при длительности интервала 120 электрических градусов (то есть 2π/3) дает симметричный относительно нуля фрагмент напряжения.The figure 5 presents a graph of one of the two channels of the proposed method of frequency conversion, having a phase shift of -60 electrical degrees relative to the point of transition of the voltage through zero. As shown in the nomogram depicted in FIG. 4, the zero points of voltage transition are repeated at intervals of 60 electrical degrees (i.e., π / 3). Such a system of voltages is symmetric, the positive and negative voltages completely repeat each other, and the extension of the half-wave of the positive voltage transforms into a negative half-wave of the voltage. A phase shift of -60 electrical degrees relative to the point of passage through zero voltage, with a duration of the interval of 120 electrical degrees (i.e. 2π / 3), gives a voltage fragment that is symmetrical about zero.
На фигуре 6 представлена график работы второго из двух каналов предлагаемого способа преобразования частоты, имеющего фазовый сдвиг +120 электрических градусов относительно точки перехода напряжения через ноль. Фазовый сдвиг на +120 электрических градусов относительно точки прохода через ноль напряжения, дает на выходе обратную к первому каналу полярность фрагментов напряжения.The figure 6 presents the schedule of the second of the two channels of the proposed method of frequency conversion, having a phase shift of +120 electrical degrees relative to the point of transition of the voltage through zero. A phase shift of +120 electrical degrees relative to the point of passage through zero voltage gives the output of voltage fragments opposite to the first channel at the output.
На фигуре 7 представлен график выходного напряжения, полученного при помощи предлагаемого способа преобразования. Из графика очевидно, что длительность полуволны напряжения составляет 60 электрических градусов, и в 3 раза меньше длительности полуволны входного напряжения, причем сформирована непрерывная последовательность полуволн разной полярности, то есть поставленная техническая задача решена.The figure 7 presents a graph of the output voltage obtained using the proposed method of conversion. From the graph it is obvious that the voltage half-wave duration is 60 electrical degrees, and 3 times less than the half-wave duration of the input voltage, and a continuous sequence of half-waves of different polarity is formed, that is, the technical problem has been solved.
На фигуре 8 представлен график напряжений первого и второго каналов, а также выходного суммарного напряжения. Из представленных графиков напряжений очевидно, что симметричны не только напряжения каналов (первого и второго) - относительно точки прохода через ноль напряжения, но и обеспечивается симметричный сдвиг на 60 градусов между каналами, причем полярность суммируемых напряжений всегда совпадает. Это значит, что положительному мгновенному напряжению первого канала всегда соответствует положительное напряжение второго канала, то же самое справедливо и для области отрицательных значений напряжений.The figure 8 presents a graph of the voltages of the first and second channels, as well as the output total voltage. From the presented voltage graphs, it is obvious that not only the voltage of the channels (first and second) is symmetrical about the point of passage through the zero voltage, but a symmetrical shift of 60 degrees between the channels is provided, and the polarity of the summed voltages always coincides. This means that the positive instantaneous voltage of the first channel always corresponds to the positive voltage of the second channel, the same is true for the area of negative voltages.
На фигуре 9 представлен график напряжений одной фазы входной (питающей) сети, и график выходного суммарного напряжения каналов.The figure 9 presents a graph of the voltage of one phase of the input (supply) network, and the graph of the output voltage of the channels.
Из фигуры очевидно, что предлагаемый способ преобразования дает увеличение частоты выходного напряжения в 3 раза, что соответствует частоте 150 Гц при частоте питающей сети 50 Гц, или 180 Гц при частоте питающей сети 60 Гц. Такое преобразование отличается простотой и своей эффективностью (высокой степенью использования входных напряжений), уровень выходного напряжения является удвоенным, относительно уровней входных питающих напряжений.From the figure it is obvious that the proposed method of conversion gives an increase in the frequency of the output voltage by 3 times, which corresponds to a frequency of 150 Hz at the frequency of the mains supply 50 Hz, or 180 Hz at the frequency of the mains supply 60 Hz. Such a transformation is simple and efficient (high degree of use of input voltages), the output voltage level is doubled relative to the levels of the input supply voltages.
В заявляемом способе преобразования питание каналов преобразования может быть осуществлено от двух гальванически развязанных вторичных обмоток трехфазного трансформатора.In the inventive method of conversion, the conversion channels can be supplied from two galvanically isolated secondary windings of a three-phase transformer.
В большинстве существующих полупроводниковых преобразователей применяются силовые многофазные трансформаторы, главным образом для согласования напряжений и гальванической развязки с питающей сетью. При помощи обмоток обеспечивают питание нескольких полупроводниковых коммутаторов (каналов).Most existing semiconductor converters use multiphase power transformers, mainly for voltage matching and galvanic isolation with the mains. With the help of windings, they supply power to several semiconductor switches (channels).
В сравнении с основным прототипом, есть принципиальная разница (отличие) заявляемого решения. Новизна заключается в принципе получения напряжений в двух суммируемых каналах. В известном решении, выбранном за прототип, каждый канал преобразования формирует выходное напряжение пониженной частоты, состоящее из многих фрагментов напряжения входной питающей сети, и может быть использован как преобразователь отдельно. В предлагаемом решении, используются отдельные фрагменты напряжения, имеющие длительность большую, чем полуволны напряжения, формируемые на выходе после суммирования каналов. Это отличает заявляемый способ преобразования от его прототипа.In comparison with the main prototype, there is a fundamental difference (difference) between the proposed solution. The novelty lies in the principle of obtaining voltages in two summable channels. In the well-known solution chosen for the prototype, each conversion channel forms an output voltage of a lower frequency, consisting of many fragments of the input mains voltage, and can be used as a converter separately. In the proposed solution, separate voltage fragments are used, having a duration longer than the voltage half-wave, which are formed at the output after the channels are summed. This distinguishes the claimed method of conversion from its prototype.
Отличие предлагаемого способа преобразования частоты от прототипа заключается в получении полуволны выходного напряжения повышенной частоты из каждого фрагмента (на каждом интервале периода между коммутациями) входного напряжения. При этом в каждом канале по отдельности, не происходит образования напряжения с выходной частотой -технический результат достигается заданием фазового сдвига между интервалами коммутации в каналах, с последующим их суммированием. Это в результате и обеспечивает формирование выходного напряжения повышенной частоты.The difference of the proposed method of frequency conversion from the prototype is to obtain a half-wave output voltage of increased frequency from each fragment (at each interval of the period between commutations) of the input voltage. At the same time, in each channel separately, no voltage is generated with the output frequency; the technical result is achieved by setting the phase shift between the switching intervals in the channels, followed by their summation. This results in the formation of an output voltage of high frequency.
Заявляемый способ является новым решением, имеющим три принципиальных отличия от прототипа:The inventive method is a new solution that has three fundamental differences from the prototype:
- задается длительность периодов между коммутациями, равная 120 электрическим градусам;- set the duration of the periods between switching, equal to 120 electrical degrees;
- задается фазовый сдвиг между коммутациями в каналах, равный 60 электрическим градусам;- set the phase shift between switching in channels, equal to 60 electrical degrees;
- фазовые сдвиги в каналах отсчитываются от момента перехода входного напряжения через ноль, -60 электрических градусов в одном, и +120 электрических градусов в другом.- phase shifts in the channels are counted from the moment the input voltage passes through zero, -60 electrical degrees in one, and +120 electrical degrees in the other.
Таким образом, совокупность существенных признаков изобретения приводит к новому техническому результату - преобразованию (умножению) частоты напряжения в 3 раза.Thus, the set of essential features of the invention leads to a new technical result - the conversion (multiplication) of the voltage frequency by 3 times.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображен график выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты по алгоритму с разностью частот. На фигуре 2 изображен график выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты по алгоритму с суммой частот. На фигуре 3 изображена принципиальная схема трехфазного коммутатора. На фигуре 4 изображена номограмма выходных напряжений трехфазного выпрямителя. На фигуре 5 изображен график выходного напряжения канала с фазовым сдвигом -60 электрических градусов. На фигуре 6 изображен график выходного напряжения канала с фазовым сдвигом +120 электрических градусов. На фигуре 7 изображен график выходного напряжения суммы двух каналов. На фигуре 8 изображены графики напряжений. Здесь 1 - выходное напряжение канала с фазовым сдвигом -60 электрических градусов, 2 - выходное напряжение канала с фазовым сдвигом +120 электрических градусов, 3 - выходное напряжение суммы двух каналов. На фигуре 9 изображены графики напряжений. Здесь 3 - выходное напряжение суммы двух каналов, 4 - напряжение питающей сети.Brief description of the drawings. The figure 1 shows a graph of the output voltage of the direct frequency converter according to the algorithm with the difference in frequency. The figure 2 shows a graph of the output voltage of the direct frequency converter according to an algorithm with a sum of frequencies. The figure 3 shows a schematic diagram of a three-phase switch. The figure 4 shows the nomogram of the output voltages of a three-phase rectifier. The figure 5 shows a graph of the output voltage of the channel with a phase shift of -60 electrical degrees. The figure 6 shows a graph of the output voltage of the channel with a phase shift of +120 electrical degrees. The figure 7 depicts a graph of the output voltage of the sum of two channels. Figure 8 shows stress graphs. Here 1 is the output voltage of the channel with a phase shift of -60 electrical degrees, 2 is the output voltage of the channel with a phase shift of +120 electrical degrees, 3 is the output voltage of the sum of two channels. Figure 9 shows stress graphs. Here 3 is the output voltage of the sum of two channels, 4 is the supply voltage.
Список использованной литературы.List of used literature.
1. Карташов Р.П., А.К. Кулиш, Э.М. Чехет Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. / Киев: ТЕХНИКА, 1979. - стр. 152.1. Kartashov R.P., A.K. Kulish, E.M. Chechet Thyristor frequency converters with artificial switching. / Kiev: TECHNOLOGY, 1979. - p. 152.
2. Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М. Судовые полупроводниковые преобразователи: учебник. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2015. - 556 с. 2. Dmitriev B.F., Ryabenky V.M., Cherevko A.I., Music M.M. Ship semiconductor converters: a textbook. - Arkhangelsk: NArFU Publishing House, 2015. - 556 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018137950A RU2691635C2 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Double-channel frequency conversion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018137950A RU2691635C2 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Double-channel frequency conversion method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018137950A RU2018137950A (en) | 2018-12-06 |
| RU2018137950A3 RU2018137950A3 (en) | 2019-05-21 |
| RU2691635C2 true RU2691635C2 (en) | 2019-06-17 |
Family
ID=64577033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018137950A RU2691635C2 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Double-channel frequency conversion method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2691635C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703984C2 (en) * | 2019-01-16 | 2019-10-23 | Евгений Николаевич Коптяев | Double-channel straightening method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1509452A (en) * | 1974-03-29 | 1978-05-04 | Siemens Ag | Electrical installation comprising frequency changers |
| DE2715930C2 (en) * | 1976-04-13 | 1982-06-09 | Arthur D. Little, Inc., Cambridge, Mass. | Converter |
| RU2014722C1 (en) * | 1988-12-14 | 1994-06-15 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Frequency-controlled electric motor drive |
| RU2444834C1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method to control two-level frequency converter |
| RU2639048C2 (en) * | 2015-03-30 | 2017-12-19 | Евгений Николаевич Коптяев | Method of frequency conversion |
-
2018
- 2018-10-29 RU RU2018137950A patent/RU2691635C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1509452A (en) * | 1974-03-29 | 1978-05-04 | Siemens Ag | Electrical installation comprising frequency changers |
| DE2715930C2 (en) * | 1976-04-13 | 1982-06-09 | Arthur D. Little, Inc., Cambridge, Mass. | Converter |
| RU2014722C1 (en) * | 1988-12-14 | 1994-06-15 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Frequency-controlled electric motor drive |
| RU2444834C1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method to control two-level frequency converter |
| RU2639048C2 (en) * | 2015-03-30 | 2017-12-19 | Евгений Николаевич Коптяев | Method of frequency conversion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018137950A (en) | 2018-12-06 |
| RU2018137950A3 (en) | 2019-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2584679C2 (en) | Method of inverting voltage | |
| RU2691635C2 (en) | Double-channel frequency conversion method | |
| RU2652087C1 (en) | Frequency converter for testing transformers (options) | |
| JP3200283B2 (en) | Inverter control method and inverter control device | |
| RU2357352C1 (en) | Three-phase high ac voltage converter | |
| Pande et al. | Simulation of cycloconverter based three phase induction motor | |
| RU2659819C1 (en) | Frequency transformer for testing transformers | |
| EP0446844A2 (en) | Cycloconverter and the method of controlling the same | |
| RU2639048C2 (en) | Method of frequency conversion | |
| RU195700U1 (en) | SEMICONDUCTOR CONVERTER | |
| RU2691623C2 (en) | Method of two-channel direct conversion of frequency | |
| Sandeep et al. | Grid connected wind driven permanent magnet synchronous generator with high frequency solid state transformer | |
| RU187860U1 (en) | MULTI-PHASE FREQUENCY MULTIPLIER | |
| Kamashetty et al. | Implementation of Cycloconverter for Speed Control of Induction Motor | |
| RU187809U1 (en) | MULTI-PHASE SYSTEM OF ELECTRIC MOTION OF VESSELS WITH A SWITCH IN NEUTRAL | |
| RU2703984C2 (en) | Double-channel straightening method | |
| Kumar et al. | Variable Speed Induction Motor Drive Fed by 4-Level inverter and 18-Pulse Converter | |
| RU2567747C1 (en) | Three-phase balancing device and method of its control | |
| RU2521419C2 (en) | High-voltage three-phase alternating current generating system | |
| RU2507670C2 (en) | System of generation of electric energy of three-phase alternating current | |
| RU2582654C1 (en) | Triphase-triphase frequency converter | |
| RU2327275C1 (en) | Cycloconverter | |
| RU2337461C1 (en) | Device of ac generator frequency and voltage transformation | |
| Blahnik et al. | Control of AC/DC modular multilevel converter | |
| Mehta | Simulation of Various Modulation Strategies for Induction Motor Drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201030 |