Trójfazowy kaskadowy falownik napięcia z trójuzwojeniowym

TWÓRCY:prof. dr hab. inż. Omelian Płachtyna,
dr inż. Roman Żarnowski, mgr inż. Zbigniew Kłosowski
WYDZIAŁ TELEKOMUNIKACJI, INFORMATYKI I ELEKTROTECHNIKI
al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, tel. +(48 52) 340-85-30, 340-85-66
ZAKŁAD ENERGOELEKTRONIKI, MASZYN I NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH,
ZAKŁAD ELEKTROENERGETYKI, ZAKŁAD ELEKTROENERGETYKI
Trójfazowy kaskadowy falownik napięcia
z trójuzwojeniowym trójfazowym transformatorem
Charakterystyka wynalazku
Przedmiotem rozwiązania jest układ trójfazowego kaskadowego falownika napięcia z trójuzwojeniowym
trójfazowym transformatorem, jako źródło napięcia bez wyższych harmonicznych do rzędu 10 włącznie.
W celu uzyskania źródła napięcia o podobnym do sinusoidy kształcie, proponuje się nowe rozwiązanie
techniczne. Transformator połączony w Y/Δ/Y i zasilany jest bezpośrednio z dwóch falowników napięcia
(FN1) i (FN2). Pierwszy falownik zasila uzwojenie pierwotne transformatora połączone w gwiazdę (TR),
a drugi uzwojenie pierwotne połączone w trójkąt jednakowymi napięciami. Uzwojenia te mają zwojności
względem siebie jak √3:1. Uzwojenie pierwotne o wartości względnej zwojności √3 jest połączone w gwiazdę podczas gdy uzwojenie pierwotne o zwojności względnej 1 tego transformatora połączone jest w trójkąt.
Uzwojenie wtórne transformatora (TR) połączone jest w gwiazdę. Zwojność uzwojenia wtórnego może być
dowolna, ale powinna być taka, aby zapewnić odpowiednią wartość napięcia dla układu zasilanego – na
rysunkach 1 i 2 napędu.
Cały układ wynalazku składa się z trójfazowego transformatora trójuzwojeniowego, dwóch falowników trójfazowych, skojarzonych jak na rysunku 1 i 2. Podłączenie falowników do transformatora (TR) zapewnia
sumowanie przepływów transformatora wywołanych prądami falowników. Trójfazowy falownik napięcia
(FN1) kształtuje napięcie fazowe, które w zakresie kąta 0 ÷ π przebiega następująco. W przedziale 0 ÷ π/3
napięcie ma wartość 1/3 ud, w przedziale od π/3 ÷ 2π/3 napięcie ma wartość 2/3 ud, w przedziale od 2π/3 ÷
π napięcie ma wartość 1/3 ud. Powyżej kąta π funkcja przebiega antysymetrycznie.
Trójfazowy falownik napięcia (FN2) kształtuje napięcia fazowe, które w zakresie kąta π/6 ÷ π+π/6 przebiegają podobnie jak dla falownika (FN1), co oznacza, że napięcie to spóźnia się o π/6 w stosunku do napięć
falownika (FN1). Powyżej kąta π+π/6 funkcja przebiega antysymetrycznie.
Przebieg napięcia na wyjściu transformatora jest taki, że występują w nim harmoniczna rzędu 1, oraz wyższe harmoniczne o śladowych wartościach o rzędach 12k ±1, k=1,2,3... to jest 11., 13., 23., 25. ... natomiast
eliminują się harmoniczne rzędu 5, 7, 17, 19, … . Przebieg napięcia jest więc praktycznie sinusoidalny.
Zastosowanie w praktyce
Wynalazek może znaleźć zastosowanie tam, gdzie należy korzystać ze źródła napięcia, gdy niezbędne jest
napięcie trójfazowe bez zawartości wyższych harmonicznych do rzędu 10 włącznie zamiast kosztownego ich
filtrowania. Układ jest korzystny przy zasilaniu silników trójfazowych napięciem o regulowanej częstotliwości i wartości np. z sieci jednofazowej lub sieci napięcia stałego.
VERTE
Projekt Współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Trójfazowy kaskadowy falownik napięcia
z trójuzwojeniowym trójfazowym transformatorem
KONTYNUACJA ZE STRONY 1.
Rozwiązanie przedstawione zostało na załączonych schematach.
Fig. 1 - schemat ideowy wynalazku.
Fig. 2 – sposób kojarzenia falowników i transformatora trójuzwojeniowego.
ul. Ks. A. Kordeckiego 20, 85-789 Bydgoszcz | wspolpraca.utp.edu.pl
Bezpłatny materiał informacyjny