09.06.2018
218.016.6004

ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано для непосредственного преобразования трехфазного переменного напряжения в переменное, по величине и частоте. Такие преобразователи могут быть использованы в системах генерирования переменного напряжения. Электронный трансформатор содержит первую сеть трехфазного переменного напряжения, первый L-фильтр, трехфазный трехстоечный мостовой преобразователь, две стойки которого выполнены на трех последовательно включенных транзисторах, шунтированных обратными диодами, второй L-фильтр, вторую сеть трехфазного переменного напряжения, при этом две фазы первой трехфазной сети подключены к соответствующим точкам соединения верхних и средних транзисторов двух стоек, а две фазы второй трехфазной сети подключены к соответствующим точкам соединения нижних и средних транзисторов тех же двух стоек, а также накопительный конденсатор, включенный своими зажимами к верхнему и нижнему полюсу соединения верхних и нижних транзисторов двух стоек преобразователя. Третья стойка выполнена из двух накопительных конденсаторов, включенных последовательно, и третья фаза первой трехфазной сети, и третья фаза второй трехфазной сети подключены к общей точке соединения накопительных конденсаторов. Изобретение позволяет упростить схему электронного трансформатора за счет уменьшения количества транзисторов и этим повысить коэффициент полезного действия. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано в качестве электронного трансформатора с плавным изменением коэффициента трансформации в смарт-сетях при преобразовании переменного напряжения в переменное, по величине и частоте. Такие преобразователи могут быть использованы в системах генерирования переменного тока, когда не требуется гальваническая изоляция двух сетей переменного напряжения.

Известен электронный трансформатор, в качестве которого можно использовать преобразователь (А.Н. Абрамов, В.И. Попов. Об одном способе упрощения инверторов напряжения, Сб. Преобразовательная техника, Новосибирск, 1968 г.).

Он содержит две стойки ключей вместо трех, как в классическом мостовом инверторе напряжения, и формирует на нагрузке переменное регулируемое напряжение по частоте и по величине, причем по величине регулируемое только в сторону уменьшения.

Данный электронный трансформатор имеет недостаточно высокий коэффициент преобразования напряжения, поскольку выходное напряжение регулируется только в сторону уменьшения.

Известен также электронный трансформатор, в качестве которого можно использовать преобразователь, являющийся прототипом (В. SHIVA, V. RAJ KUMAR Three Phase AC-AC Converter Using Nine Switch (IGBTS) Converter Topology International Journal of Engineering Research and Applications Vol. 2, Issue 3, May-Jun 2012, pp. 1711-1721).

Он содержит трехфазный трехстоечный мостовой преобразователь, каждая стойка которого представляет три последовательно включенных транзистора, шунтированных обратными диодами, с включенным конденсатором между общими точками соединения верхних и нижних ключей преобразователя.

Такой электронный трансформатор позволяет, помимо регулирования частоты выходного напряжения, регулировать величину выходного напряжения как ниже, так и выше величины входного напряжения. Регулирование в сторону увеличения возможно здесь за счет накопления напряжения на упомянутом выше конденсаторе. Поэтому такой электронный трансформатор имеет довольно высокий коэффициент преобразования напряжения, но требует для своего выполнения 9 ключей.

Это является его недостатком, т.к. усложняет систему в целом (силовую схему и систему управления), а также снижается коэффициент полезного действия из-за наличия большого количества ключей.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является создание электронного трансформатора с более простой схемой и улучшенным коэффициентом полезного действия.

Это достигается тем, что электронный трансформатор, содержащий первую сеть трехфазного переменного напряжения, первый L-фильтр, трехфазный трехстоечный мостовой преобразователь, две стойки которого выполнены на трех последовательно включенных транзисторах, шунтированных обратными диодами, второй L-фильтр, вторую сеть трехфазного переменного напряжения, при этом две фазы первой трехфазной сети подключены к соответствующим точкам соединения верхних и средних транзисторов двух стоек, а две фазы второй трехфазной сети подключены к соответствующим точкам соединения нижних и средних транзисторов тех же двух стоек, и также накопительный конденсатор, включенный своими зажимами к верхнему и нижнему полюсу соединения верхних и нижних транзисторов двух стоек преобразователя, отличающийся тем, что третья стойка выполнена из двух накопительных конденсаторов, включенных последовательно, и третья фаза первой трехфазной сети и третья фаза второй трехфазной сети подключены к общей точке соединения накопительных конденсаторов.

На Фиг. 1 представлена схема предлагаемого электронного трансформатора, рассматриваемого на примере трансформатора, преобразующего трехфазное входного напряжения в трехфазное выходное напряжение, а на Фиг. 2 - диаграммы его работы.

Предлагаемый электронный трансформатор (Фиг. 1) содержит первую сеть (ПС) 1; первый L-фильтр (Ф1) 2, включенный после первой сети, транзисторный преобразователь (П) 3; накопительный конденсатор (ПК) 4, включенный своими зажимами к верхней и нижней двойке ключей транзисторного преобразователя, второй L-фильтр (Ф2) 5, включенный между выходом преобразователя и второй сетью (ВС) 6.

На Фиг. 2 показаны эпюры токов и напряжений в предлагаемой схеме электронного трансформатора. На Фиг. 2, а) показаны: uвх - напряжение первой сети 1 и uвых(1) - напряжение первой гармоники на выходе электронного трансформатора. На Фиг. 2, б) uвых - напряжение на накопительном конденсаторе 4. На Фиг.2, в) uвых - выходное напряжение электронного трансформатора и iп - выходной ток транзисторного преобразователя.

Принцип работы предлагаемого электронного трансформатора заключается в следующем. Управление транзисторным преобразователем осуществляется с применением широтно-импульсной модуляции. Тактовый интервал широтно-импульсной модуляции разбивается на два подинтервала. На первом подинтервале транзисторный преобразователь работает как выпрямитель (при этом накопительный конденсатор заряжается до необходимого напряжения). Трехфазная мостовая схема выпрямления образуется из двойки верхних и двойки средних ключей П. Выход одной фазы первой сети подключается к средней точке накопительного конденсатора. Для того чтобы конденсатор 4 подключился на выход выпрямителя, импульсы управления средними транзисторами дублируются на нижние транзисторы преобразователя. При этом на конденсаторе 4 нарастает напряжение и запасается электромагнитная энергия. На втором подинтервале импульсы управления ключами выпрямителя снимаются, а из средних и нижних транзисторов преобразователя формируется трехфазная схема инвертора напряжения, и теперь конденсатор 4, в котором запаслась электромагнитная энергия, будет выступать источником напряжения для сформированной схемы инвертора напряжения. Для того чтобы накопительный конденсатор 4 подключился на вход инвертора напряжения, импульсы управления средними ключами дублируются на верхние ключи транзисторного преобразователя. Созданная схема инвертора напряжения формирует напряжение во второй сети. В качестве источника напряжения для нее выступает накопительный конденсатор 4, который теперь отключен от первой сети. При этом запасенная энергия в накопительном конденсаторе, величину которой можно регулировать, передается через транзисторы инвертора напряжения во вторую сеть. Таким образом, через промежуточное звено (накопительный конденсатор 4) мощность передается из первой сети во вторую и наоборот. Для передачи мощности из второй сети в первую надо поменять местами выпрямитель и инвертор напряжения.

Это стало возможным благодаря тому, что третья стойка выполнена из двух накопительных конденсаторов, включенных последовательно, и третья фаза первой трехфазной сети и третья фаза второй трехфазной сети подключены к общей точке соединения накопительных конденсаторов.

Таким образом, упрощение схемы за счет уменьшения на треть числа активных элементов и повышение к.п.д. за счет уменьшения потерь в них произошло за счет замены третьей стойки в прототипе, выполненной на активных элементах (транзисторах), на пассивную, состоящую из двух последовательно включенных конденсаторов, одновременно выполняющих роль накопителей электрической энергии и являющихся источником питания на втором подинтервале при формировании напряжения на входе преобразователя.

Электронный трансформатор, содержащий первую сеть трехфазного переменного напряжения, первый L-фильтр, трехфазный трехстоечный мостовой преобразователь, две стойки которого выполнены на трех последовательно включенных транзисторах, шунтированных обратными диодами, второй L-фильтр, вторую сеть трехфазного переменного напряжения, при этом две фазы первой трехфазной сети подключены к соответствующим точкам соединения верхних и средних транзисторов двух стоек, а две фазы второй сети подключены к соответствующим точкам соединения нижних и средних транзисторов тех же двух стоек, а также накопительный конденсатор, включенный своими зажимами к верхнему и нижнему полюсам соединения верхних и нижних транзисторов двух стоек преобразователя, отличающийся тем, что третья стойка выполнена из двух накопительных конденсаторов, включенных последовательно, и третья фаза первой трехфазной сети, и третья фаза второй трехфазной сети подключены к общей точке соединения накопительных конденсаторов.
ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 91.
13.01.2017
№217.015.7746

Ковш активного действия экскаватора

Изобретение относится к горной и строительной технике. Ковш активного действия экскаватора содержит корпус и силовой исполнительный орган в виде механизмов ударного действия с толкателями, рабочими зубцами и ограничителями их хода, а также с возвратными элементами. Силовой исполнительный орган...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599753
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7752

Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный

Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный, то есть инвертор тока, относится к электротехнике и необходим для питания регулируемых электродвигателей переменного тока. Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный содержит источник постоянного тока, конденсаторный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599624
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.8878

Преобразователь напряжения в частоту импульсов

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для преобразования напряжения в частоту импульсов. Достигаемый технический результат - уменьшение неравномерности расстановки выходных импульсов во времени и расширение диапазона входных напряжений, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602351
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.9dea

Способ имитации радиолокационных отражений

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к области испытания бортовых радиолокационных станций (РЛС) в лабораторных условиях. Достигаемый технический результат - формирование радиолокационных отражений от поверхностно распределенных объектов на основе малоточечной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610837
Дата охранного документа: 16.02.2017
25.08.2017
№217.015.a4b2

Способ приготовления рыбных кулинарных изделий

Способ предусматривает приготовление котлетной рыбной массы из филе рыбы путем измельчения с добавлением соли. Также используют муку льняную, отварную капусту цветную, капустный отвар и соль йодированную. Все компоненты используют при определенном соотношении по массе. Изделия подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607601
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.bdb1

Стенд для испытаний на ударные воздействия приборов и оборудования

Изобретение относится к устройствам для испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия различных, в том числе и пространственных систем. Стенд состоит из приспособления в виде панели с установленными на ней испытуемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616353
Дата охранного документа: 14.04.2017
26.08.2017
№217.015.e32a

Устройство для компенсации емкостных токов короткого замыкания в сетях с изолированной нейтралью 6-10 кв

Использование: в области электротехники для компенсации емкостных токов короткого замыкания и подавления токов утечки, вызванных естественной несимметрией емкостей фаз на землю в сетях с изолированной нейтралью 6-10 кВ. Технический результат - повышение быстродействия и обеспечение возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626011
Дата охранного документа: 21.07.2017
26.08.2017
№217.015.e42e

Трансформатор сопротивлений

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для согласования активных сопротивлений без искажения формы сигнала в радиотехнических устройствах, телевидении, системах связи и радиоканалах передачи телекоммуникационных данных. Технический результат: уменьшение относительной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626296
Дата охранного документа: 25.07.2017
29.12.2017
№217.015.fb8e

Устройство заземления нейтрали трехфазной электрической сети

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат заключается в глубоком снижении дуговых перенапряжений на оборудовании всей сети, снижении потерь в заземляющем устройстве и мощности заземляющего резистора. Устройство заземления нейтрали трехфазной электрической сети состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640033
Дата охранного документа: 26.12.2017
29.12.2017
№217.015.fbc2

Лазерный доплеровский измеритель скорости

Лазерный доплеровский измеритель скорости делит при помощи призм Волластона излучение на три канала. В каждом канале установлены фотоприёмники, которые регистрируют доплеровский сдвиг, что обеспечивает измерение трёх проекций вектора скорости. За счет одновременного измерения трех проекций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638580
Дата охранного документа: 14.12.2017
Показаны записи 1-10 из 26.
10.01.2013
№216.012.1a84

Многозонный матричный преобразователь частоты

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано для непосредственного преобразования трехфазного переменного напряжения в переменное, регулируемое по величине и частоте. Такие преобразователи могут быть использованы в системах генерирования переменного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472280
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.04.2013
№216.012.34f7

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479102
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.12.2013
№216.012.8a8f

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Технический результат заключается в создании регулятора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501153
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.02.2014
№216.012.a3e2

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким. Технический результат заключается в создании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507669
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.07.2014
№216.012.df7f

Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования постоянного тока в регулируемый переменный, и может быть использовано в регулируемых электроприводах переменного тока и в качестве регулируемого второго преобразователя в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523001
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.10.2014
№216.012.fa29

М-фазный регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования переменного напряжения в регулируемое по величине переменное напряжение, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения на нагрузке в бортовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529887
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.03.2015
№216.013.2f1d

Высоковольтный преобразователь постоянного напряжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электрооборудования постоянного тока, например, для электровозов постоянного тока напряжением 3 кВ для питания от контактной сети с повышенным напряжением (12-24 кВ и т.д.). Технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543529
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.03.2015
№216.013.3268

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения. Регулятор может быть использован как стабилизатор трехфазного переменного напряжения, безтрансформаторное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544379
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.08.2015
№216.013.6a32

Понижающий преобразователь постоянного напряжения

Изобретение относится к преобразователям постоянного напряжения. Техническим результатом является создание понижающего преобразователя постоянного напряжения с улучшенным качеством входного тока и выходного напряжения. Результат достигается тем, что преобразователь с коэффициентом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558739
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.10.2015
№216.013.8271

Трехфазный регулятор напряжения

Изобретение относится к полупроводниковым регуляторам электрической энергии, предназначенным для преобразования переменного напряжения в регулируемое по величине переменное напряжение, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения на нагрузке, в том числе в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564990
Дата охранного документа: 10.10.2015
+ добавить свой РИД