RU196697U1 - Multilevel Voltage Converter Module - Google Patents
Multilevel Voltage Converter Module Download PDFInfo
- Publication number
- RU196697U1 RU196697U1 RU2019136470U RU2019136470U RU196697U1 RU 196697 U1 RU196697 U1 RU 196697U1 RU 2019136470 U RU2019136470 U RU 2019136470U RU 2019136470 U RU2019136470 U RU 2019136470U RU 196697 U1 RU196697 U1 RU 196697U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- buffer capacitor
- bypass
- control
- control unit
- thyristors
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor 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
- 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
- H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена в модульных многоуровневых преобразователях напряжения.Технический результат полезной модели - обеспечение работы модуля без использования независимого источника питания, снижение мощности управления и требуемой емкости буферного конденсатора.Модуль содержит преобразовательную ячейку (1) с буферным конденсатором (2), байпасный замыкатель (3), предназначенный для шунтирования преобразовательной ячейки (1) в случае ее отказа, и блок управления (4), снабженный блоком питания (5) от буферного конденсатора (2). Байпасный замыкатель (3) выполнен в виде пары встречно-параллельно включенных тиристоров (6) и (7), управляющие переходы которых шунтированы в обратном направлении диодами (10) и (11). Управляющие электроды (8) и (9) тиристоров (6) и (7) соединены через контакт (12) импульсного реле (13), управляемого с выхода (15) блока управления (4). 2 ил.The utility model relates to the electric power industry and can be applied in modular multilevel voltage converters. The technical result of the utility model is to ensure the operation of the module without using an independent power source, reducing the control power and the required capacity of the buffer capacitor. The module contains a conversion cell (1) with a buffer capacitor (2 ), a bypass contactor (3), designed to bypass the converter cell (1) in case of its failure, and a control unit (4) equipped with a pit block (5) from the buffer capacitor (2). Bypass contactor (3) is made in the form of a pair of on-parallel connected thyristors (6) and (7), the control transitions of which are shunted in the opposite direction by diodes (10) and (11). The control electrodes (8) and (9) of the thyristors (6) and (7) are connected through the contact (12) of the pulse relay (13), controlled from the output (15) of the control unit (4). 2 ill.
Description
Область техники.The field of technology.
Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена в модульных многоуровневых преобразователях напряжения, используемых в электрических сетях среднего в высокого напряжения в качестве различных средств компенсации реактивной мощности, активных фильтро-симметрирующих устройств, а также в качестве преобразователей в передачах и вставках постоянного тока и частотно-регулируемых электроприводах.The utility model relates to the electric power industry and can be used in modular multilevel voltage converters used in medium-high voltage electric networks as various means of reactive power compensation, active filter-balancing devices, and also as converters in DC transmissions and inserts and frequency -regulated electric drives.
Уровень техникиState of the art
Высокая надежность модульных многоуровневых преобразователей обеспечивается применением избыточного количества последовательно включенных модулей в фазах преобразователя, каждый из которых снабжен байпасной цепью - средством шунтирования при отказе.High reliability of modular multilevel converters is ensured by the use of an excessive number of modules connected in series in the converter phases, each of which is equipped with a bypass circuit - a means of bypass in case of failure.
Известен модуль многоуровневого преобразователя, содержащий преобразовательную ячейку с буферным конденсатором и шунтирующую ее байпасную цепь, выполненную в виде двух IGBT-транзисторов, соединенных эмиттерами, и двух диодов, включенных встречно-параллельно этим транзисторам [RU 107422].A well-known multilevel converter module comprising a converter cell with a buffer capacitor and a bypass circuit shunting it, made in the form of two IGBT transistors connected by emitters and two diodes connected counter-parallel to these transistors [RU 107422].
Недостаток известного решения - для поддержания включенного состояния байпасной цепи требуется непрерывный ток управления и соответственно источник питания, независимого от напряжения на шунтируемой преобразовательной ячейке.A disadvantage of the known solution is that in order to maintain the bypass circuit on, a continuous control current is required and, accordingly, a power source independent of the voltage on the shunt converter cell.
Известен модуль многоуровневого преобразователя, содержащий преобразовательную ячейку с буферным конденсатором, байпасный замыкатель, шунтирующий преобразовательную ячейку, и блок управления, снабженный блоком питания от указанного буферного конденсатора [RU 2455723]. Это устройство выбрано в качестве прототипа.A known multilevel converter module comprising a conversion cell with a buffer capacitor, a bypass contactor shunting the conversion cell, and a control unit provided with a power supply from said buffer capacitor [RU 2455723]. This device is selected as a prototype.
Для того, чтобы уменьшить (или исключить) зависимость питания блока управления (который управляет как преобразовательной ячейкой, так и байпасным замыкателем) от напряжения на буферном конденсаторе, в прототипе используется байпасный замыкатель в виде вакуумного прерывателя, выполнение которого иллюстрирует фиг. 1 (скопированная с фиг. 4 описания к патенту RU 2455723).In order to reduce (or eliminate) the dependence of the power supply of the control unit (which controls both the converter cell and the bypass contactor) on the voltage on the buffer capacitor, the prototype uses a bypass contactor in the form of a vacuum interrupter, the implementation of which is illustrated in FIG. 1 (copied from FIG. 4 the description of patent RU 2455723).
Байпасный замыкатель прототипа выполнен в виде вакуумного прерывателя 100, неподвижный контакт 111 и подвижный контакт 112 которого шунтируют преобразовательную ячейку. Прерыватель 100 удерживается в разомкнутом состоянии полем постоянного магнита 330, замыкающимся через магнитно-мягкое ярмо 320. Действие постоянного магнита 330 кратковременно блокируется встречным внешним магнитным полем, создаваемым обмоткой 340, намотанной на ярмо 320. Под действием атмосферного давления подвижный контакт 112 прерывателя 100 втягивается в вакуумную камеру до контакта с неподвижным контактом 111 и, тем самым, замыкает байпасную цепь. После затухания тока в катушке 320 байпасная цепь остается замкнутой, т.к. силы притяжения постоянного магнита 330 недостаточно для выдвижения подвижного контакта 112 прерывателя из вакуумной камеры.The bypass closure of the prototype is made in the form of a
Как следует из патентного описания прототипа (фиг. 5 и строки 30-35 на стр. 11 описания к патенту RU 2455723) для формирования в обмотке 340 токового импульса, управляющего байпасным замыкателем, требуется отдельный (независимый от напряжения на буферном конденсаторе) источник питания (поз. 410 на фиг. 5 описания к патенту RU 2455723) и «мощный полупроводниковый прибор, который может управляться тиристором или IGBT». В другом варианте выполнения байпасного замыкателя по патенту RU 2455723 (без постоянного магнита 330) вакуумный прерыватель удерживается в разомкнутом состоянии током, постоянно протекающим через обмотку 340 во время работы исправной преобразовательной ячейки.As follows from the patent description of the prototype (Fig. 5 and lines 30-35 on
Сущность полезной моделиUtility Model Essence
Технический результат полезной модели - обеспечение работы модуля без использования независимого источника питания, снижение мощности управления и требуемой емкости буферного конденсатора.The technical result of the utility model is to ensure the operation of the module without using an independent power source, reducing the control power and the required capacity of the buffer capacitor.
Предметом полезной модели является модуль многоуровневого преобразователя напряжения, содержащий, по меньшей мере, одну преобразовательную ячейку с буферным конденсатором, байпасный замыкатель, предназначенный для шунтирования преобразовательной ячейки, и блок управления, снабженный блоком питания от буферного конденсатора, отличающийся тем, что байпасный замыкатель выполнен в виде пары встречно-параллельно включенных тиристоров, управляющие переходы которых шунтированы в обратном направлении диодами, при этом управляющие электроды указанных тиристоров соединены через контакт импульсного реле, переключаемого блоком управления.The object of the utility model is a multilevel voltage converter module comprising at least one converter cell with a buffer capacitor, a bypass contactor for shunting the converter cell, and a control unit provided with a power supply from the buffer capacitor, characterized in that the bypass contactor is made in in the form of a pair of counter-parallel connected thyristors, the control transitions of which are shunted in the opposite direction by diodes, while the control elec rows of said thyristor are connected through the contact impulse relay, the switching control unit.
Это позволяет получить вышеуказанный технический результат.This allows you to get the above technical result.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
На фиг. 2 представлена схема заявляемого модуля.In FIG. 2 presents a diagram of the inventive module.
Модуль содержитThe module contains
по меньшей мере, одну преобразовательную ячейку 1 (транзисторную или тиристорную, выполненную по мостовой или полумостовой схеме) с буферным конденсатором 2;at least one conversion cell 1 (transistor or thyristor, made according to the bridge or half-bridge circuit) with a
байпасный замыкатель 3, предназначенный для шунтирования ячейки 1 в случае ее отказа;
блок управления 4, снабженный блоком питания 5 от буферного конденсатора 2.a control unit 4 provided with a
Байпасный замыкатель 3 выполнен в виде пары встречно-параллельно включенных тиристоров 6 и 7. Управляющие переходы тиристоров 6 и 7 шунтированы в обратном направлении диодами 10 и 11 соответственно, при этом управляющие электроды 8 и 9 указанных тиристоров соединены через контакт 12 бистабильного импульсного реле 13. В качестве реле 13, могут быть использованы различные типы выпускаемых промышленностью маломощных импульсных реле (например, двухобмоточные реле управляемые импульсами или однообмоточные поляризованные реле, переключаемые импульсами противоположной полярности) с максимальным коммутируемым напряжением, превышающим амплитуду рабочего напряжения преобразовательной ячейки 1. Ниже в качестве примера, описано использование импульсного поляризованного реле с одной управляющей обмоткой. Управляющая обмотка 14 реле 13 подключена к соответствующему выходу 15 блока управления 4. Импульс тока одной полярности в обмотке 14 обеспечивает замыкание контакта 12, другой полярности - размыкание контакта 12.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При нормальной работе ячейки 1 контакт 12 бистабильного реле 13 находится в разомкнутом состоянии, показанном на фиг. 2, а тиристоры 6 и 7 выключены.During normal operation of
При отказе ячейки 1 (контролируемой с помощью средств, не показанных на фиг. 2) блок управления 4 подает с выхода 15 на обмотку 14 короткий импульс соответствующей полярности, обеспечивающий переключение реле 13 с замыканием контакта 12. При этом в зависимости от текущей полярности напряжения на выводах ячейки 1 включается один из тиристоров 6 или 7, на управляющий электрод которого поступает ток через токоограничивающий резистор 16 и диод 11 или 10 соответственно. При смене полярности напряжения на ячейке 1 аналогичным образом включается другой тиристор. В результате преобразовательная ячейка 1 шунтируется замыкателем 3 при любой полярности напряжения.In case of failure of cell 1 (controlled by means not shown in Fig. 2), the control unit 4 delivers from
Как видно из изложенного, мощность управления замыкателем 3 необходима лишь для однократного формирования короткого импульса в управляющей обмотке 14 маломощного реле 13. В результате отсутствует необходимость в независимом источнике питания для поддержания включенного состояния замыкателя 3 при шунтировании им ячейки 1 и уменьшается суммарная мощность, требуемая для питания цепей управления модулем. Поскольку эта мощность отбирается блоком питания 5 от буферного конденсатора 2, его емкость может быть соответственно уменьшена.As can be seen from the above, the control power of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136470U RU196697U1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Multilevel Voltage Converter Module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136470U RU196697U1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Multilevel Voltage Converter Module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU196697U1 true RU196697U1 (en) | 2020-03-12 |
Family
ID=69897927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136470U RU196697U1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Multilevel Voltage Converter Module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU196697U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011116816A1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | Abb Technology Ag | A voltage source converter and a method for fault handling thereof |
RU2455723C2 (en) * | 2007-04-16 | 2012-07-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Converter module protection device |
RU2600328C2 (en) * | 2011-11-22 | 2016-10-20 | Абб Текнолоджи Аг | Converter, switching cell and converter control method |
-
2019
- 2019-11-13 RU RU2019136470U patent/RU196697U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455723C2 (en) * | 2007-04-16 | 2012-07-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Converter module protection device |
WO2011116816A1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | Abb Technology Ag | A voltage source converter and a method for fault handling thereof |
RU2600328C2 (en) * | 2011-11-22 | 2016-10-20 | Абб Текнолоджи Аг | Converter, switching cell and converter control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4618905A (en) | DC circuit breaker | |
EP0148855A1 (en) | Parallel mosfet power switch circuit. | |
RU196697U1 (en) | Multilevel Voltage Converter Module | |
JP2018125270A (en) | DC power system safety switchgear | |
JPS60107917A (en) | Composite semiconductor switch | |
CN110635533A (en) | Series-parallel switching circuit with reverse connection preventing function | |
CN110545097A (en) | A non-contact switch circuit controlled by low-voltage pulse trigger | |
US3792325A (en) | Thyristor control for a plurality of motors | |
RU121643U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF A BISTABLE ELECTROMAGNET OF THE SWITCHING APPARATUS | |
US3611093A (en) | High-speed current reversal system | |
CN210075186U (en) | Silicon controlled rectifier trigger device | |
SU520631A1 (en) | Device for forcing the active inductive load | |
SU849364A1 (en) | Device for overvoltage protection of dc circuit | |
SU1120416A1 (en) | Multipole circuit breaker with arcless commutation | |
UA130821U (en) | HYBRID Dual-pole DC current contactor | |
UA130231U (en) | HYBRID Dual-pole DC current contactor | |
CN109792064B (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
UA127034U (en) | HYBRID Dual-pole DC current contactor | |
SU1732484A1 (en) | Relay distributor | |
SU1683086A1 (en) | Device for control of high-voltage circuit breaker | |
RU1786652C (en) | Transistor key | |
RU2282265C2 (en) | Device for arc-less commutation of electrical circuit | |
SU1720105A1 (en) | Device for energizing relay at reduced supply voltage | |
SU1576983A1 (en) | Device for connection of capacitor gang in electric circuits | |
RU1826137C (en) | Switchboard |