Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2012119741A - Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2012119741A
RU2012119741A RU2012119741/07A RU2012119741A RU2012119741A RU 2012119741 A RU2012119741 A RU 2012119741A RU 2012119741/07 A RU2012119741/07 A RU 2012119741/07A RU 2012119741 A RU2012119741 A RU 2012119741A RU 2012119741 A RU2012119741 A RU 2012119741A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
voltage
converter
phase module
power semiconductor
Prior art date
Application number
RU2012119741/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2536162C2 (ru
Inventor
Манфред ВИНКЕЛЬНКЕМПЕР
Артур КОРН
Original Assignee
Абб Швайц Аг
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 Абб Швайц Аг filed Critical Абб Швайц Аг
Publication of RU2012119741A publication Critical patent/RU2012119741A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2536162C2 publication Critical patent/RU2536162C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • 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
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • 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
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

1. Способ работы преобразовательной схемы, содержащей по меньшей мере два фазных модуля (11), причем каждый фазный модуль (11) содержит первую и вторую преобразовательные подсистемы (1, 2), преобразовательные подсистемы (1, 2) последовательно соединены между собой для каждого фазного модуля (11), причем точка соединения двух преобразовательных подсистем (1, 2) образует выход (А), каждая преобразовательная подсистема (1, 2) включает в себя индуктивность (L1, L2) и по меньшей мере одну двухполюсную коммутационную ячейку (3), включенную последовательно с указанной индуктивностью, при этом каждая коммутационная ячейка (3) содержит два управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя, включенных последовательно и имеющих управляемое однонаправленное направление прохождения тока, и включенный параллельно последовательной схеме из силовых полупроводниковых выключателей емкостной аккумулятор энергии, причем силовыми полупроводниковыми выключателями коммутационных ячеек (3) первой преобразовательной подсистемы (1) управляют посредством управляющего сигнала (S1), а силовыми полупроводниковыми выключателями коммутационных ячеек (3) второй преобразовательной подсистемы (2) управляют посредством дополнительного управляющего сигнала (S2), отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) управляющий сигнал (S1) формируют из сигнала (V) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и коммутационной функции (α) для силовых полупроводниковых выключателей коммутационных ячеек (3) первой преобразовательной подсистемы (1), а дополнительный управляющий сигнал (S2) формируют из сигнала (V) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и коммутаци�

Claims (9)

1. Способ работы преобразовательной схемы, содержащей по меньшей мере два фазных модуля (11), причем каждый фазный модуль (11) содержит первую и вторую преобразовательные подсистемы (1, 2), преобразовательные подсистемы (1, 2) последовательно соединены между собой для каждого фазного модуля (11), причем точка соединения двух преобразовательных подсистем (1, 2) образует выход (А), каждая преобразовательная подсистема (1, 2) включает в себя индуктивность (L1, L2) и по меньшей мере одну двухполюсную коммутационную ячейку (3), включенную последовательно с указанной индуктивностью, при этом каждая коммутационная ячейка (3) содержит два управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя, включенных последовательно и имеющих управляемое однонаправленное направление прохождения тока, и включенный параллельно последовательной схеме из силовых полупроводниковых выключателей емкостной аккумулятор энергии, причем силовыми полупроводниковыми выключателями коммутационных ячеек (3) первой преобразовательной подсистемы (1) управляют посредством управляющего сигнала (S1), а силовыми полупроводниковыми выключателями коммутационных ячеек (3) второй преобразовательной подсистемы (2) управляют посредством дополнительного управляющего сигнала (S2), отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) управляющий сигнал (S1) формируют из сигнала (VL) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и коммутационной функции (α2) для силовых полупроводниковых выключателей коммутационных ячеек (3) первой преобразовательной подсистемы (1), а дополнительный управляющий сигнал (S2) формируют из сигнала (VA) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и коммутационной функции (α1) для силовых полупроводниковых выключателей коммутационных ячеек (3) второй преобразовательной подсистемы (2), при этом коммутационные функции (α1 α2) формируют посредством сигнала (VA) напряжения, связанного с напряжением (VU) на выходе (А) соответствующего фазного модуля (11), и выбираемого опорного сигнала (Vref), причем сигналы (VA) напряжения выбираются так, чтобы они были синфазны с напряжением (VU) на выходах (А) фазных модулей (11), при этом для каждого фазного модуля (11) сигнал (VL) напряжения на индуктивностях (L1, L2) формируют из сигнала (Vi) тока преобразовательных подсистем (1, 2), для каждого фазного модуля (11) сигнал (Vi) тока преобразовательных подсистем (1, 2) формируют из величины (Аh) амплитуды сигнала тока, и для каждого фазного модуля (11) значение (Ah) амплитуды сигнала тока формируют из фактического значения (iu) тока на выходе (А) и указанного опорного сигнала (Vref).
2. Способ по п.2, отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) сигнал (VA) напряжения, связанный с напряжением (Vu) на выходе (А), формируют из значения (Mh) амплитуды сигнала напряжения.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) значение (Мh) амплитуды сигнала напряжения формируют из фактического значения (iu) тока на выходе (А) и указанного опорного сигнала (Vref).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) сигнал (Vi) тока преобразовательных подсистем (1, 2), сигнал (VL) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и сигнал (VA) напряжения, связанный с напряжением (Vu) на выходе (А), имеют одинаковую частоту.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) сигнал (VL) на индуктивностях (L1, L2) и сигнал (VA) напряжения, связанный с напряжением (Vu) на выходе (А), имеют одинаковый фазовый сдвиг.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что для каждого фазного модуля (11) в качестве опорного сигнала (Vref) выбирают сигнал опорного напряжения, связанный с напряжением (Vu) на выходе (А).
7. Устройство для осуществления способа работы преобразовательной схемы, содержащей по меньшей мере два фазных модуля (11), причем каждый фазный модуль (11) содержит первую и вторую преобразовательные подсистемы (1, 2), преобразовательные подсистемы (1, 2) последовательно соединены между собой для каждого фазного модуля (11), причем точка соединения двух преобразовательных подсистем (1, 2) образует выход (А), каждая преобразовательная подсистема (1, 2) включает в себя индуктивность (L1, L2) и по меньшей мере одну двухполюсную коммутационную ячейку (3), включенную последовательно с указанной индуктивностью, при этом каждая коммутационная ячейка (3) содержит два управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя, включенных последовательно и имеющих управляемое однонаправленное направление прохождения тока, и включенный параллельно последовательной схеме из силовых полупроводниковых выключателей емкостной аккумулятор энергии,
устройство содержит первую управляющую схему (4), используемую для формирования управляющего сигнала (S1) для каждого фазного модуля (11), и вторую управляющую схему (5), используемую для формирования дополнительного управляющего сигнала (S2) для каждого фазного модуля (11), причем первая управляющая схема (4) соединена с силовыми полупроводниковыми выключателями коммутационных ячеек (3) первой преобразовательной подсистемы (1), а вторая управляющая схема (5) соединена с силовыми полупроводниковыми выключателями коммутационных ячеек (3) второй преобразовательной подсистемы (2), отличающееся тем, что для формирования управляющего сигнала (S1) на первую управляющую схему (4) для каждого фазного модуля (11) подается сумма из сигнала (VL) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и коммутационной функции (α1) для силовых полупроводниковых выключателей коммутационных ячеек (3) первой преобразовательной подсистемы (1), а для формирования дополнительного управляющего сигнала (S2) на вторую управляющую схему (5) для каждого фазного модуля (11) подается сумма из сигнала (VL) напряжения на индуктивностях (L1, L2) и коммутационной функции (α2) для силовых полупроводниковых выключателей коммутационных ячеек (3) второй преобразовательной подсистемы (2), при этом для каждого фазного модуля (11) устройство содержит первый вычислительный блок (6), второй вычислительный блок (10), третий вычислительный блок (7) и четвертый вычислительный блок (9), первый вычислительный блок (6) выполнен с возможностью формирования коммутационных функций (α1, α2) из сигнала (VA) напряжения, связанного с напряжением (Vu) на выходе (А), и выбираемого опорного сигнала (Vref), причем сигналы (VA) напряжения, связанные с напряжением (Vu) на выходах (А) фазных модулей (11), выбираются синфазными; второй вычислительный блок (10) выполнен с возможностью формирования сигнала (VL) напряжения на индуктивностях (L1, L2) из сигнала (Vi) тока преобразовательных подсистем (1, 2); третий вычислительный блок (7) выполнен с возможностью формирования сигнала (Vi) тока преобразовательных подсистем (1, 2) из величины (Аh) амплитуды сигнала тока; четвертый вычислительный блок (9) выполнен с возможностью формирования величины (Аh) амплитуды сигнала тока из фактического значения (iu) тока на выходе (А) и указанного опорного сигнала (Vref).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что для каждого фазного модуля (11) устройство содержит пятый вычислительный блок (8), выполненный с возможностью формирования сигнала (VA) напряжения, связанного с напряжением (Vu) на выходе (А), из величины (Мh) амплитуды сигнала напряжения.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что для каждого фазного модуля (11) четвертый вычислительный блок (9) выполнен с возможностью формирования величины (Мh) амплитуды сигнала напряжения из фактического значения (iu) тока на выходе (А) и указанного опорного сигнала (Vref).
RU2012119741/07A 2009-10-15 2010-10-07 Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления RU2536162C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09173094 2009-10-15
EP09173094.5 2009-10-15
PCT/EP2010/065033 WO2011045230A2 (de) 2009-10-15 2010-10-07 Verfahren zum betrieb einer umrichterschaltung sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012119741A true RU2012119741A (ru) 2013-11-20
RU2536162C2 RU2536162C2 (ru) 2014-12-20

Family

ID=41722990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012119741/07A RU2536162C2 (ru) 2009-10-15 2010-10-07 Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8717787B2 (ru)
EP (1) EP2409394B1 (ru)
JP (1) JP5738873B2 (ru)
KR (1) KR20120088706A (ru)
CN (1) CN102577077B (ru)
BR (1) BR112012008817A2 (ru)
CA (1) CA2776859C (ru)
RU (1) RU2536162C2 (ru)
WO (1) WO2011045230A2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202173B4 (de) 2012-02-14 2013-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines mehrphasigen, modularen Multilevelstromrichters
US10404064B2 (en) 2015-08-18 2019-09-03 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Modular multilevel converter capacitor voltage ripple reduction

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1253706B1 (de) * 2001-04-25 2013-08-07 ABB Schweiz AG Leistungselektronische Schaltungsanordnung und Verfahren zur Uebertragung von Wirkleistung
RU2307442C1 (ru) * 2003-10-17 2007-09-27 Абб Рисерч Лтд Преобразовательная схема для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения
US7385159B2 (en) * 2004-06-21 2008-06-10 Lincoln Global, Inc. Output stage for an electric arc welder
DE102005040543A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern
DE102005041087A1 (de) * 2005-08-30 2007-03-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern
DE102005045090B4 (de) 2005-09-21 2007-08-30 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
EP2100364B1 (de) * 2006-12-08 2018-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Steuerung eines modularen stromrichters mit verteilten energiespeichern
WO2008067785A1 (de) * 2006-12-08 2008-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum umrichten eines elektrischen stromes
JP5247723B2 (ja) * 2007-01-17 2013-07-24 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト マルチレベル電力変換器の相モジュールアームの制御方法
DE102008014898B4 (de) * 2008-03-19 2018-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern bei niedrigen Ausgangsfrequenzen
DE102008015026A1 (de) * 2008-03-19 2009-09-24 Schaeffler Kg Betätigungseinrichtung eines manuell schaltbaren Wechselgetriebes
EP2254233B1 (de) * 2009-04-02 2011-08-10 ABB Schweiz AG Verfahren zum Betrieb einer Umrichterschaltung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
EP2409394B1 (de) 2016-05-18
JP2013507900A (ja) 2013-03-04
EP2409394A2 (de) 2012-01-25
WO2011045230A2 (de) 2011-04-21
CN102577077B (zh) 2015-02-25
US8717787B2 (en) 2014-05-06
KR20120088706A (ko) 2012-08-08
RU2536162C2 (ru) 2014-12-20
CN102577077A (zh) 2012-07-11
CA2776859C (en) 2018-02-27
WO2011045230A3 (de) 2011-11-10
BR112012008817A2 (pt) 2019-09-24
US20120201057A1 (en) 2012-08-09
CA2776859A1 (en) 2011-04-21
JP5738873B2 (ja) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2323248B1 (en) Operation of a three level converter
US9641098B2 (en) Multi-level inverter apparatus and method
CN103248252B (zh) 一种模块化多电平变换器的调制策略
US8111528B2 (en) DC to AC inverter
CN103250340B (zh) 用于在dc电力线与ac电力线之间传输电力的装置
US9214876B2 (en) Method of shoot-through generation for modified sine wave Z-source, quasi-Z-source and trans-Z-source inverters
KR20140047523A (ko) 쌍방향 ｄｃ／ｄｃ 컨버터
RU2011153300A (ru) Контроллер для системы запуска нагрузки
CN103023362A (zh) 一种无桥逆变电路与太阳能无桥逆变器
KR20140085555A (ko) 재생 가능한 에너지원들을 위한 전력 컨버전 시스템 및 방법
CN102751895A (zh) 一种多电平电路、并网逆变器及其调制方法
US9680376B2 (en) Power conversion electronics having conversion and inverter circuitry
WO2016105272A1 (en) Balancing circuit and inverter comprising the same
Vitoi et al. Control and implementation of three level boost converter for load voltage regulation
RU2012119741A (ru) Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления
RU2010112682A (ru) Способ управления преобразовательной схемой и устройство для его осуществления
JP2016096713A (ja) 太陽光インバータ
JP2007124732A (ja) 電力変換装置
Pradeep et al. Interleave isolated boost converter as a front end converter for solar/fuel cell application to attain maximum voltage in MATLAB
CN110729896B (zh) 基于mmc的双向直流变换器及其控制系统
RU2593210C1 (ru) Способ компенсации реактивной мощности и устройство для его осуществления
EP2953251B1 (en) Power conversion device
CN108199749B (zh) 基于有源箝位正激逆变器的无线携能通信系统
Esfandiari et al. Multi-Winding Transformer-Based Diode Clamping Multilevel Inverter, Experimental Results
Luchetta et al. Multilevel DC-AC converters for renewable power generation plants: comparison, simulation, and experimental tests

Legal Events

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

Effective date: 20171008