СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТОКА, ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО И МАШИНОЧИТАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ Российский патент 2025 года по МПК H02M7/00 H02J3/01 

Ссылка на родственную заявку

[0001] Настоящее изобретение испрашивает приоритет по заявке на патент Китая №202010616309.9, поданной в Государственное ведомство интеллектуальной собственности Китайской Народной Республики 29 июня 2020 года, и содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

[0002] Настоящее изобретение относится, помимо прочего, к области технологии преобразования коммутирующей электроэнергии.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

[0003] Трехфазный выпрямитель может инициировать превышение стандарного диапазона значений входного пульсирующего тока, что может быть обусловлено выбором параметров аппаратных средств, разностью нагрузок или различием по источнику входного сигнала, а это может привести к повышенным потерям, снижению КПД (коэффициента полезного действия) и негативному воздействию на входные и выходные параметры при слишком высоких значениях входного пульсирующего тока. Следовательно, входной пульсирующий ток должен регулироваться. Существующие способы уменьшения пульсирующего тока либо приводят к увеличению расходов, либо они характеризуются сложностью вычислений и реализации.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[0004] Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ регулировки пульсирующего тока, предусматривающий: соответствующее определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, соответствующей определенной фазе, если напряжение между фазой и нейтралью для определенной фазы удовлетворяет условию фазового сдвига; при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей, соответствующей определенной фазе, на 180°, а вторая несущая представляет собой несущую, выполненную с возможностью определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, когда напряжение между фазой и нейтралью для определенной фазы не удовлетворяет условию фазового сдвига.

[0005] Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено электронное устройство, включающее в себя: по меньшей мере, один процессор; и память для хранения, по меньшей мере, одной программы, которая при ее выполнении, по меньшей мере, одним процессором инициирует реализацию, по меньшей мере, одним процессором способа регулировки пульсирующего тока, описанного в настоящем документе.

[0006] Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен машиночитаемый носитель данных, содержащий хранящуюся на нем компьютерную программу, которая при ее выполнении процессором инициирует реализацию этим процессором способа регулировки пульсирующего тока, описанного в настоящем документе.

Краткое описание чертежей

[0007] На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая трехфазный выпрямитель согласно настоящему изобретению;

[0008] На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая блок преобразования электроэнергии трехфазного выпрямителя согласно настоящему изобретению;

[0009] На фиг.3 показана еще одна схема, иллюстрирующая блок преобразования электроэнергии трехфазного выпрямителя согласно настоящему изобретению;

[0010] На фиг.4 показана схема, иллюстрирующая блок управления трехфазного выпрямителя согласно настоящему изобретению;

[0011] На фиг.5 показана схема, иллюстрирующая форму кривых трехфазного напряжения между фазой и нейтралью согласно настоящему изобретению;

[0012] На фиг.6 показана схема, иллюстрирующая форму управляющего сигнала коммутирующей лампы согласно настоящему изобретению;

[0013] На фиг.7 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ регулировки пульсирующего тока согласно настоящему изобретению;

[0014] На фиг.8 показана другая схема, иллюстрирующая форму управляющего сигнала коммутирующей лампы согласно настоящему изобретению;

[0015] На фиг.9 показана еще одна схема, иллюстрирующая форму управляющего сигнала коммутирующей лампы согласно настоящему изобретению; и

[0016] На фиг.10 показана схема устройства для регулировки пульсирующего тока согласно настоящему изобретению.

Подробное раскрытие вариантов осуществления настоящего изобретения

[0017] Способ и устройство для регулировки пульсирующего тока, электронное устройство и машиночитаемый носитель данных согласно настоящему изобретению подробно описаны ниже в привязке к чертежам, чтобы специалист в данной области техники мог лучше понять технические решения, реализованные в настоящем изобретении.

[0018] Примеры осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже в привязке к чертежам, но эти примеры осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в разных формах, и они не должны трактоваться как ограниченные примерами, описанными в настоящем документе. Вернее сказать, примеры осуществления настоящего изобретения приведены для обеспечения его всестороннего и полного описания, и они предназначены для того, чтобы специалист в данной области техники мог в полной мере понять объем заявленного изобретения.

[0019] Все примеры осуществления настоящего изобретения и содержащиеся в них признаки могут комбинироваться между собой, если только они не входят в противоречие друг с другом.

[0020] Термин «и/или», используемый в настоящем документе, включает в себя любое сочетание или все комбинации связанных перечисленных элементов из числа, по меньшей мере, одного такого элемента.

[0021] Термины, используемые в настоящем документе, используются лишь для описания конкретных примеров осуществления настоящего изобретения, и предполагается, что они не ограничивают его объем. В контексте настоящего документа предполагается, что определенные и неопределенные артикли, обозначающие форму единственного числа, включают в себя также форму множественного числа, если только из контекста явным образом не вытекает иное. Следует также понимать, что термин/термины «содержит» и/или «выполнен из», используемые в контексте настоящего документа, указывает/указывают на наличие признаков, целых чисел, операций, элементов и/или компонентов, но при этом не исключается наличие или возможность добавления, по меньшей мере, одного другого признака, целого числа, операции, элемента компонента и/или их сочетаний.

[0022] Если не указано иное, то все термины (включая технические и научные термины), используемые в настоящем документе, имеют такие же значения, что и значения, в которых они обычно понимаются специалистами в данной области техники. Следует также понимать, что термины, определения которым даны в общеупотребительных словарях, должны трактоваться как имеющие значение, которое согласуется со значением в контексте соответствующей технологии, и не должны трактоваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если только явным образом не указано иное.

[0023] По мере все большего ужесточения требований к трехфазным выпрямителям и непрерывного развития этой области техники конкурентные преимущества таких продуктов отражаются, главным образом, в трех аспектах, а именно в увеличении удельной мощности, повышении КПД (коэффициента полезного действия) и снижении себестоимости. Трехфазные выпрямители с коррекцией коэффициента мощности (PFC-выпрямители) включают в себя, главным образом, пассивные PFC-выпрямители и активные PFC-выпрямителя. Пассивные PFC-выпрямители, из-за их недостатков, которые выражаются в высоком содержании высших гармоник во входном токе и ограничении выходного напряжения входным напряжением, не могут угнаться за тенденциями развития современных рынков выпрямителей. Следовательно, среди всех существующих выпрямителей наиболее широкое распространение получили активные PFC-выпрямители.

[0024] Трехфазные активные PFC-выпрямители обеспечивают синхронизацию фаз трехфазных входных токов и трехфазных входных напряжений без искажений с одновременным преобразованием входного напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока и выдачей напряжения постоянного тока. Современные PFC-выпрямители характеризуются топологией различного типа. Традиционные неуправляемые или полууправляемые выпрямители в полной мере не регулируются, и поэтому они далеко не удовлетворяют текущим требованиям в части производительности; и традиционные двухуровневые выпрямители также далеко не удовлетворяют требованиям пользователей в части высокого напряжения, большой мощности и высокой производительности. В сравнении с топологией других типов венские выпрямители обладают определенными преимуществами, которые состоят в простоте конструкции, низкой нагрузке коммутирующей лампы на устройство, отсутствии риска коротких замыканий и низком содержанием гармоник, и они широко используются там, где предъявляются высокие требования к выходной мощности, удельной мощности и повышению коэффициента мощности; а двухтактные выпрямители обладают преимуществами, которые состоят в небольшом количестве используемых устройств, низких диэлектрических потерях на электропроводность и высоком КПД, и поэтому на них обращают все больше внимания в сфере применения трехфазных выпрямителей.

[0025] Однако ни один из трехфазных выпрямителей, даже венские выпрямители или двухтактные выпрямители, не могут избежать сопутствующих проблем, связанных с оптимизацией входного пульсирующего тока. Трехфазные выпрямители могут инициировать превышение стандартного диапазона значений входного пульсирующего тока, что может быть обусловлено выбором параметров аппаратных средств, разностью нагрузок или различием по источнику входного сигнала, а это может привести к повышенным потерям, снижению КПД и негативному воздействию на входные и выходные параметры при слишком высоких значениях входного пульсирующего тока. Следовательно, входной пульсирующий ток должен регулироваться.

[0026] Родственные способы уменьшения входного пульсирующего тока делятся на аппаратные способы и программные способы.

[0027] Распространенные аппаратные способы уменьшения входного пульсирующего тока включают в себя два способа, описанные ниже. Первый способ предусматривает индуктивное согласование, что требует добавления большого количества компонентов, таких как катушки индуктивности и коммутирующие лампы, что приводит к увеличению стоимости всего устройства в целом; а второй способ предусматривает использование технологии чередования, которая делит каждую фазу на два ответвления, соединенных по параллельной схеме, а затем соответственно возбуждает эти ответвления чередующимся образом, что приводит к увеличению стоимости и повышению сложности управления.

[0028] Самый современный из существующих программных способов предусматривает использование технологии управления пространственными векторами, и осуществляет регулировку с помощью сигнального процессора путем сложных вычислений на основе цифровой логики. Однако этот способ характеризуется сложностью расчетов и управления, и он предъявляет высокие требования к контроллеру цифровой обработки сигналов (DSP-контроллеру), что также увеличивает стоимость.

[0029] Следует отметить, что способ и устройство для регулировки пульсирующего тока, электронное устройство и машиночитаемый носитель данных согласно настоящему изобретению могут обеспечить регулировку пульсирующих токов трехфазными выпрямителями и трехфазными инверторами. В последующем описании в качестве примера взят трехфазный выпрямитель, при этом процесс реализации трехфазного инвертора согласно настоящему изобретению аналогичен процессу реализации трехфазного выпрямителя.

[0030] На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая трехфазный выпрямитель согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.1, трехфазный выпрямитель включает в себя блок 101 преобразования электроэнергии, блок 102 дискретизации, блок 103 управления и блок 104 возбуждения.

[0031] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения блок 101 преобразования электроэнергии выполнен с возможностью преобразования напряжения переменного тока входного питания в напряжение постоянного тока; блок 102 дискретизации выполнен с возможностью выборки трехфазных напряжений между фазой и нейтралью в источнике входного питания, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине (т.е. напряжений в конденсаторах шины); блок 103 управления выполнен с возможностью расчета управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы на основании трехфазных напряжений между фазой и нейтралью в источнике входного питания, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине, отобранных блоком 102 дискретизации, и передачи управляющего сигнала в блок 104 возбуждения; а блок 104 возбуждения выполнен с возможностью возбуждения коммутирующей лампы блока 101 преобразования электроэнергии для ее перевода во включенное или выключенное состояние на основании управляющего сигнала с целью регулирования выходного напряжения на шине.

[0032] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения блок 102 дискретизации и блок 103 управления реализованы одной и той же микросхемой для систем цифровой обработки сигналов.

[0033] На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая блок преобразования электроэнергии трехфазного выпрямителя согласно настоящему изобретению. Топология блока преобразования электроэнергии проиллюстрирована на фиг.2, где в качестве примера показан трехфазный двухтактный выпрямитель, но при этом в объем настоящего изобретения также входят варианты топологии блоков преобразования электроэнергии других трехфазных выпрямителей.

[0034] Как показано на фиг.2, блок преобразования электроэнергии трехфазного двухтактного выпрямителя включает в себя: три однофазные цепи выпрямителя, соединенные по схеме «звезда». Каждая однофазная цепь выпрямителя включает в себя: одну катушку индуктивности, две пары коммутирующих ламп и один конденсатор шины.

[0035] Как показано на фиг.2, цепь первой фазы выпрямителя включает в себя: первую катушку L1 индуктивности, первую коммутирующую лампу Q11, вторую коммутирующую лампу Q12, третью коммутирующую лампу Q13, четвертую коммутирующую лампу Q14 и первый конденсатор С1 шины; цепь второй фазы выпрямителя включает в себя: вторую катушку L2 индуктивности, пятую коммутирующую лампу Q21, шестую коммутирующую лампу Q22, седьмую коммутирующую лампу Q23, восьмую коммутирующую лампу Q24 и второй конденсатор С2 шины; а цепь третьей фазы выпрямителя включает в себя: третью катушку L3 индуктивности, девятую коммутирующую лампу Q31, десятую коммутирующую лампу Q32, одиннадцатую коммутирующую лампу Q33, двенадцатую коммутирующую лампу Q34 и третий конденсатор С3 шины.

[0036] Один из выводов первой катушки L1 индуктивности соединен с первой фазой входного питания, а другой вывод первой катушки L1 индуктивности одновременно соединен с первым электродом первой коммутирующей лампы Q11 и вторым электродом третьей коммутирующей лампы Q13; второй электрод первой коммутирующей лампы Q11 соединен со вторым электродом второй коммутирующей лампы Q12; первый электрод второй коммутирующей лампы Q12 соединен со вторым электродом четвертой коммутирующей лампы Q14; первый электрод третьей коммутирующей лампы Q13 соединен с первым электродом четвертой коммутирующей лампы Q14; один вывод первого конденсатора С1 шины соединен со вторым электродом второй коммутирующей лампы Q12, а другой вывод первого конденсатора С1 шины соединен с первым электродом четвертой коммутирующей лампы Q14.

[0037] Один из выводов второй катушки L2 индуктивности соединен со второй фазой входного питания, а другой вывод второй катушки L2 индуктивности одновременно соединен с первым электродом четвертой коммутирующей лампы Q21 и вторым электродом седьмой коммутирующей лампы Q23; второй электрод пятой коммутирующей лампы Q21 соединен со вторым электродом шестой коммутирующей лампы Q22; первый электрод шестой коммутирующей лампы Q22 соединен со вторым электродом восьмой коммутирующей лампы Q24; первый электрод седьмой коммутирующей лампы Q23 соединен с первым электродом восьмой коммутирующей лампы Q24; один вывод второго конденсатора С2 шины соединен со вторым электродом шестой коммутирующей лампы Q22, а другой вывод второго конденсатора С2 шины соединен с первым электродом восьмой коммутирующей лампы Q24.

[0038] Один из выводов третьей катушки L3 индуктивности соединен с третьей фазой входного питания, а другой вывод третьей катушки L3 индуктивности одновременно соединен с первым электродом девятой коммутирующей лампы Q31 и вторым электродом одиннадцатой коммутирующей лампы Q33; второй электрод девятой коммутирующей лампы Q31 соединен со вторым электродом десятой коммутирующей лампы Q32; первый электрод десятой коммутирующей лампы Q32 соединен со вторым электродом двенадцатой коммутирующей лампы Q24; первый электрод одиннадцатой коммутирующей лампы Q33 соединен с первым электродом двенадцатой коммутирующей лампы Q34; один вывод третьего конденсатора СЗ шины соединен со вторым электродом десятой коммутирующей лампы Q32, а другой вывод третьего конденсатора СЗ шины соединен с первым электродом двенадцатой коммутирующей лампы Q34.

[0039] Первый электрод второго переключателя Q12, второй электрод четвертого переключателя Q14, первый электрод шестого переключателя Q22, второй электрод восьмого переключателя Q24, первый электрод десятого переключателя Q32 и второй электрод двенадцатого переключателя Q34 одновременно соединены по схеме «звезда».

[0040] Третий электрод первой коммутирующей лампы Q11, третий электрод второй коммутирующей лампы Q12, третий электрод третьей коммутирующей лампы Q13, третий электрод четвертой коммутирующей лампы Q14, третий электрод пятой коммутирующей лампы Q21, третий электрод шестой коммутирующей лампы Q22, третий электрод седьмой коммутирующей лампы Q23, третий электрод восьмой коммутирующей лампы Q24, третий электрод девятой коммутирующей лампы Q31, третий электрод десятой коммутирующей лампы Q32, третий электрод одиннадцатой коммутирующей лампы Q33 и третий электрод двенадцатой коммутирующей лампы Q34 соединены с блоком 104 возбуждения.

[0041] Следует отметить, что первая коммутирующая лампа Q11 и третья коммутирующая лампа Q13 представляют собой пару из верхней и нижней ламп, вторая коммутирующая лампа Q12 и четвертая коммутирующая лампа Q14 также представляют собой пару из верхней и нижней ламп, управляющие сигналы двух коммутирующих ламп в одной и той же паре из верхней и нижней ламп дополняют друг друга, управляющие сигналы первой коммутирующей лампы Q11 и третьей коммутирующей лампы Q13 одинаковы, и управляющие сигналы второй коммутирующей лампы Q12 и четвертой коммутирующей лампы Q14 одинаковы.

[0042] Пятая коммутирующая лампа Q21 и седьмая коммутирующая лампа Q23 представляют собой пару из верхней и нижней ламп, шестая коммутирующая лампа Q22 и восьмая коммутирующая лампа Q24 также представляют собой пару из верхней и нижней ламп, управляющие сигналы двух коммутирующих ламп в одной и той же паре из верхней и нижней ламп дополняют друг друга, управляющие сигналы пятой коммутирующей лампы Q21 и седьмой коммутирующей лампы Q23 одинаковы, и управляющие сигналы шестой коммутирующей лампы Q22 и восьмой коммутирующей лампы Q24 одинаковы.

[0043] Девятая коммутирующая лампа Q31 и одиннадцатая коммутирующая лампа Q33 представляют собой пару из верхней и нижней ламп, десятая коммутирующая лампа Q32 и двенадцатая коммутирующая лампа Q34 также представляют собой пару из верхней и нижней ламп, управляющие сигналы двух коммутирующих ламп в одной и той же паре из верхней и нижней ламп дополняют друг друга, управляющие сигналы девятой коммутирующей лампы Q31 и одиннадцатой коммутирующей лампы Q33 одинаковы, и управляющие сигналы десятой коммутирующей лампы Q32 и двенадцатой коммутирующей лампы Q34 одинаковы.

[0044] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения первые электроды представляют собой электроды S истока, вторые электроды представляют собой электроды D стока, а третьи электроды представляют собой электроды G затвора.

[0045] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения коммутирующие лампы представляют собой транзисторы со структурой типа металл-оксид-полупроводник (МОП-транзисторы), и они являются высокочастотными коммутирующими лампами. Очевидно, что коммутирующие лампы могут быть также реализованы в ином виде, и объем вариантов осуществления настоящего изобретения указанным решением не ограничен.

[0046] На фиг.3 показана еще одна схема, иллюстрирующая блок преобразования электроэнергии трехфазного выпрямителя согласно настоящему изобретению. Следует отметить, что топология блока преобразования электроэнергии проиллюстрирована на фиг.3, где в качестве примера показан трехфазный венский выпрямитель, но при этом в объем настоящего изобретения также входят варианты топологии блоков преобразования электроэнергии других трехфазных выпрямителей.

[0047] Как показано на фиг.3, блок преобразования электроэнергии трехфазного венского выпрямителя включает в себя: три однофазные цепи выпрямителя, соединенные по схеме «звезда». Каждая однофазная цепь выпрямителя включает в себя: одну катушку индуктивности, пару коммутирующих ламп и пару ламп промышленной частоты; при этом концевой вывод блока преобразования электроэнергии соединен с положительным конденсатором шины и отрицательным конденсатором шины, причем положительный конденсатор шины и отрицательный конденсатор шины подключены последовательно, образуя суммарную емкость шины, которая используется как результат преобразования электроэнергии блоком преобразования электроэнергии.

[0048] Как показано на фиг.3, цепь первой фазы выпрямителя включает в себя: четвертую катушку L4 индуктивности, тринадцатую коммутирующую лампу Q41, четырнадцатую коммутирующую лампу Q42, первую лампу VT1 промышленной частоты, четвертую лампу VT4 промышленной частоты и четвертый конденсатор С4 шины; цепь второй фазы выпрямителя включает в себя: пятую катушку L5 индуктивности, пятнадцатую коммутирующую лампу Q51, шестнадцатую коммутирующую лампу Q52, вторую лампу VT2 промышленной частоты, пятую лампу VT5 промышленной частоты и пятый конденсатор С5 шины; а цепь третьей фазы выпрямителя включает в себя: шестую катушку L6 индуктивности, семнадцатую коммутирующую лампу Q61, восемнадцатую коммутирующую лампу Q62, третью лампу VT3 промышленной частоты, шествую лампу VT6 промышленной частоты, четвертый конденсатор С4 шин и пятый конденсатор С5 шины.

[0049] Один из выводов четвертой катушки L4 индуктивности соединен с первой фазой входного питания, а другой вывод четвертой катушки L4 индуктивности соединен со вторым электродом тринадцатой коммутирующей лампы Q41, первый электрод тринадцатой коммутирующей лампы Q41 соединен с первым электродом четырнадцатой коммутирующей лампы Q42, а второй электрод четырнадцатой коммутирующей лампы Q42 соединен с точкой N по схеме «звезда».

[0050] Один из выводов пятой катушки L5 индуктивности соединен со второй фазой входного питания, а другой вывод пятой катушки L5 индуктивности соединен со вторым электродом пятнадцатого переключателя Q51, первый электрод пятнадцатого переключателя Q51 соединен с первым электродом шестнадцатого переключателя Q52, а второй электрод шестнадцатого переключателя Q52 соединен с точкой N по схеме «звезда».

[0051] Один из выводов шестой катушки L6 индуктивности соединен с третьей фазой входного питания, а другой вывод шестой катушки L6 индуктивности соединен со вторым электродом семнадцатого переключателя Q61, первый электрод семнадцатого переключателя Q61 соединен с первым электродом восемнадцатого переключателя Q62, а второй электрод восемнадцатого переключателя Q62 соединен с точкой N по схеме «звезда».

[0052] Третий электрод тринадцатой коммутирующей лампы Q41, третий электрод четырнадцатой коммутирующей лампы Q42, третий электрод пятнадцатой коммутирующей лампы Q51, третий электрод шестнадцатой коммутирующей лампы Q52, третий электрод семнадцатой коммутирующей лампы Q61 и третий электрод восемнадцатой коммутирующей лампы Q62 соединены с блоком 104 возбуждения.

[0053] Один из выводов четвертого конденсатора С4 шины одновременно соединен с катодом первой лампы VT1 промышленной частоты, катодом второй лампы VT2 промышленной частоты и катодом третьей лампы VT3 промышленной частоты, другой вывод четвертого конденсатора С4 шины одновременно соединен с точкой N по схеме «звезда» и одним из выводов пятого конденсатора С5 шины, а другой вывод пятого конденсатора С5 шины одновременно соединен с анодом четвертой ламы VT4 промышленной частоты, анодом пятой ламы VT5 промышленной частоты и анодом шестой ламы VT6 промышленной частоты.

[0054] Анод первой ламы VT1 промышленной частоты одновременно соединен с другим выводом четвертой катушки L4 индуктивности и катодом четвертой лампы VT4 промышленной частоты, анод второй ламы VT2 промышленной частоты одновременно соединен с другим выводом пятой катушки L5 индуктивности и катодом пятой лампы VT5 промышленной частоты, а анод третьей лампы VT3 промышленной частоты одновременно соединен с другим выводом шестой катушки L6 индуктивности и катодом шестой ламы VT6 промышленной частоты.

[0055] Следует отметить, что управляющие сигналы двух коммутирующих ламп одной и той же фазы одинаковы.

[0056] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения первые электроды представляют собой электроды S истока, вторые электроды представляют собой электроды D стока, а третьи электроды представляют собой электроды G затвора.

[0057] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения коммутирующие лампы представляют собой МОП-транзисторы, причем они являются высокочастотными коммутирующими лампами. Очевидно, что коммутирующие лампы могут быть также реализованы в ином виде, и объем вариантов осуществления настоящего изобретения указанным решением не ограничен.

[0058] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения лампы промышленной частоты представляют собой силовые диоды или МОП-транзисторы. Очевидно, что лампы промышленной частоты могут быть также реализованы в ином виде, и объем вариантов осуществления настоящего изобретения указанным решением не ограничен.

[0059] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения, как это показано на фиг.4, блок 103 управления включает в себя: подблок 401 аналого-цифрового преобразования, подблок 402 прямой связи, подблок 403 контура стабилизации напряжения, подблок 404 контура напряжения, подблок 405 токового контура и подблок 406 возбуждения широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

[0060] Подблок 401 аналого-цифрового преобразования выполнен с возможностью преобразования трехфазных напряжений между фазой и нейтралью в источнике входного питания, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине, отобранных блоком 102 дискретизации, в цифровые сигналы; обратного преобразования цифровых сигналов трехфазных напряжений между фазой и нейтралью в действительные трехфазные напряжения между фазой и нейтралью; обратного преобразования цифровых сигналов токов трехфазных катушек индуктивности в действительные токи; и обратного преобразования цифровых сигналов трехфазных напряжений на шине в действительные напряжения трехфазных напряжений на шине.

[0061] Подблок 402 прямой связи выполнен с возможностью расчета коэффициента D₀ заполнения каждой фазы при прямой связи на основании углов ФАПЧ (фазовой автоматической подстройки частоты), действительных трехфазных напряжений между фазой и нейтралью и целевого напряжения (т.е. целевого значения напряжений на шине); при этом коэффициент Do заполнения при прямой связи представляет собой основную составляющую конечного коэффициента заполнения.

[0062] Для трехфазного двухтактного выпрямителя подблок 403 контура стабилизации напряжения выполнен с возможностью сравнения абсолютных значений действительных трехфазных напряжений на шине, расчета разницы между двумя действительными трехфазными напряжениями на шине и первыми двумя максимальными абсолютными значениями из числа действительных трехфазных напряжений на шине, принятия этой разницы в качестве погрешности, вводимой в контур стабилизации напряжения, и расчета коэффициента D₁ заполнения при регулировании стабилизации напряжения с помощью контура стабилизации напряжения (включающего в себя, помимо прочего, П-регулятор, ПИ-регулятор и ПИД-регулятор); при этом коэффициент D₁ заполнения при регулировании стабилизации напряжения представляет собой составляющую точной настройки конечного коэффициента заполнения.

[0063] Для трехфазного венского выпрямителя подблок 403 контура стабилизации напряжения выполнен с возможностью принятия разницы между действительным положительным напряжением на шине (т.е. напряжением на четвертом конденсаторе С4 шины) и действительным отрицательным напряжением на шине (т.е. напряжением на пятом конденсаторе С5 шины) в качестве погрешности, вводимой в контур стабилизации напряжения, и выдачи коэффициента D₁ заполнения при регулировании стабилизации напряжения с помощью регулятора сравнения; при этом коэффициент D₁ заполнения при регулировании стабилизации напряжения представляет собой составляющую точной настройки конечного коэффициента заполнения.

[0064] Для трехфазного двухтактного выпрямителя подблок 404 контура напряжения выполнен с возможностью выдачи заданного тока токового контура с помощью контура напряжения и выдачи значений разницы между заданным током и действительными токами трехфазных катушек индуктивности в качестве входных данных для токового контура.

[0065] Для трехфазного венского выпрямителя подблок 404 контура напряжения выполнен с возможностью расчета среднего значения трехфазных напряжений на шине; принятие разницы между средним значением трехфазных напряжений на шине и целевым напряжением в качестве погрешности, вводимой в контур напряжения; выдачи заданного тока в токовый контур с помощью контура напряжения (включающего в себя, помимо прочего, П-регулятор, ПИ-регулятор и ПИД-регулятор); и выдачи значений разницы между заданным током и действительными токами трехфазных катушек индуктивности в качестве входных данных для токового контура.

[0066] Подблок 405 токового контура выполнен с возможностью выдачи коэффициента D₂ заполнения при регулировании тока с помощью токового контура; при этом коэффициент D₂ заполнения при регулировании тока представляет собой еще одну составляющую точной настройки конечного коэффициента заполнения.

[0067] Подблок 406 возбуждения широтно-импульсной модуляции (ШИМ) выполнен с возможностью выдачи управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы в блок 104 возбуждения на основании коэффициента D₀ заполнения при прямой связи, коэффициента D₁ заполнения при регулировании стабилизации напряжения и коэффициента D₂ заполнения при регулировании тока. К примеру, если исходить из того, что сигналы трехфазных напряжений между фазой и нейтралью имеют такую форму, которая показана на фиг.5, то коэффициент D₀ заполнения при прямой связи, коэффициент D₁ заполнения при регулировании стабилизации напряжения и коэффициент D₂ заполнения при регулировании тока добавляются все вместе для получения конечного коэффициента заполнения; и на основании этого конечного коэффициента заполнения рассчитывается сравнительное значение напряжения между фазой и нейтралью для каждой фазы, т.е. рассчитываются модулированные волны Va, Vb и Vc, показанные на фиг.6, и модулированная волна каждой фазы сравнивается с треугольной несущей, соответствующей фазе, для получения формы управляющего сигнала коммутирующей лампы фазы. На фиг.6 позицией DQ11 обозначена форма управляющего сигнала первой коммутирующей лампы Q11 трехфазного двухтактного выпрямителя; позицией DQ21 обозначена форма управляющего сигнала пятой коммутирующей лампы Q21 трехфазного двухтактного выпрямителя; позицией DQ31 обозначена форма управляющего сигнала девятой коммутирующей лампы Q31 трехфазного двухтактного выпрямителя; позицией Da обозначена форма управляющего сигнала тринадцатой коммутирующей лампы Q41 трехфазного венского выпрямителя; позицией Db обозначена форма управляющего сигнала пятнадцатой коммутирующей лампы Q51 трехфазного венского выпрямителя; а позицией Dc обозначена форма управляющего сигнала семнадцатой коммутирующей лампы Q61 трехфазного венского выпрямителя.

[0068] Если исходить из того, что соотношение между трехфазными напряжениями между фазой и нейтралью в определенный момент времени выражается как Ua < 0 < Uc < Ub, что обозначено на фиг.5 интервалом, ограниченным пунктирными линиями, то в этот момент времени напряжение между фазой и нейтралью в фазе А (т.е. в первой фазе) будет находиться в отрицательном полупериоде, напряжение между фазой и нейтралью в фазе В (т.е. во второй фазе) и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С (т.е. в третьей фазе) будут находиться в положительном полупериоде, а управляющие сигналы, соответствующие трем фазам, не будут перемежевываться друг с другом из-за синфазных треугольных несущих, соответствующих трем фазам, в результате чего не может быть обеспечено эффективное регулирование входного пульсирующего тока.

[0069] На фиг.7 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ регулировки пульсирующего тока согласно настоящему изобретению.

[0070] Согласно первому аспекту настоящего изобретения, который описан в привязке к фиг.7, предложен способ регулировки пульсирующего тока, который может предусматривать: операцию 700, т.е. соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, соответствующей определенной фазе, если напряжение между фазой и нейтралью для определенной фазы удовлетворяет условию фазового сдвига; при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей, соответствующей определенной фазе, на 180°, а вторая несущая представляет собой несущую, сконфигурированную с возможностью определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, когда напряжение между фазой и нейтралью для определенной фазы не удовлетворяет условию фазового сдвига.

[0071] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает следующее: определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании модулированной волны, соответствующей определенной фазе, и второй несущей, если напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе не удовлетворяет условию фазового сдвига.

[0072] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее услоиию фазового сдвига, включает в себя положительный знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, включает в себя отрицательный знак напряжения между фазой и нейтралью. Например, если исходить из того, что сигналы трехфазных напряжений между фазой и нейтралью имеют такую форму, которая показана на фиг.5, то предусмотрено следующее: если знак напряжения между фазой и нейтралью для определенной фазы (например, для фазы А) является отрицательным, т.е. напряжение между фазой и нейтралью находится в отрицательном полупериоде, то для определения управляющего сигнала коммутирующей лампы, соответствующего этой фазе, будет использоваться первая несущая, как это показано на фиг.8; если знак напряжения между фазой и нейтралью является положительным, т.е. напряжение между фазой и нейтралью находится в положительном полупериоде, то для определения управляющего сигнала коммутирующей лампы, соответствующего этой фазе, будет использоваться вторая несущая; при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей на 180°.

[0073] Следует отметить, что в способе определения того, устанавливается ли управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, на основании первой несущей или второй несущей путем определения того, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью условию фазового сдвига, процессы определения и обработки напряжений между фазой и нейтралью по трем фазам выполняются полностью независимо друг от друга, причем при обработке напряжения между фазой и нейтралью в одной фазе нет необходимости учитывать, находятся ли напряжения между фазой и нейтралью в двух других фазах в отрицательном полупериоде; т.е. если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе А, определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе А; если напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе В; а если напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе С.

[0074] Если исходить из того, что соотношение между трехфазными напряжениями между фазой и нейтралью в определенный момент времени выражается как Ua < 0 < Uc < Ub, что обозначено на фиг.5 интервалом, ограниченным пунктирными линиями, то в этот момент времени напряжение между фазой и нейтралью в фазе А (т.е. в первой фазе) будет находиться в отрицательном полупериоде, напряжение между фазой и нейтралью в фазе В (т.е. во второй фазе) и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С (т.е. в третьей фазе) будут находиться в положительном полупериоде, а управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, будет перемежаться с управляющими сигналами коммутирующих ламп, соответствующими двум другим фазам, как это показано на фиг.8, после реализации способа согласно настоящему изобретению, вследствие чего увеличивается количество состояний коммутации трехфазного выпрямителя или трехфазного инвертора, что способствует уменьшению пульсирующего тока; иначе говоря, регулирование пульсирующего тока обеспечивается просто за счет определения того, является ли знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе отрицательным, и за счет использования простой методики фазового сдвига.

[0075] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, включает в себя положительный знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, включает в себя отрицательный знак напряжения между фазой и нейтралью. Например, если исходить из того, что сигналы трехфазных напряжений между фазой и нейтралью имеют такую форму, которая показана на фиг.5, то для определенной фазы (например, для фазы А) предусмотрено следующее: если знак напряжения между фазой и нейтралью в этой фазе является положительным, т.е. напряжение между фазой и нейтралью в этой фазе находится в положительном полупериоде, то для определения управляющего сигнала коммутирующей лампы, соответствующего этой фазе, используется первая несущая; а если знак напряжения между фазой и нейтралью в этой фазе является отрицательным, т.е. напряжение между фазой и нейтралью в этой фазе находится в отрицательном полупериоде, то для определения управляющего сигнала коммутирующей лампы, соответствующего этой фазе, используется вторая несущая; при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей на 180°.

[0076] Следует отметить, что в способе определения того, устанавливается ли управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, на основании первой несущей или второй несущей путем определения того, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе условию фазового сдвига, процессы определения и обработки напряжений между фазой и нейтралью по трем фазам выполняются полностью независимо друг от друга, причем при обработке напряжения между фазой и нейтралью в одной фазе нет необходимости учитывать, находятся ли напряжения между фазой и нейтралью в двух других фазах в отрицательном полупериоде; т.е. если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе А, определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе А; если напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе В; а если напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе С.

[0077] Если исходить из того, что соотношение между трехфазными напряжениями между фазой и нейтралью в определенный момент времени выражается как Ua < 0 < Uc < Ub, что обозначено на фиг.5 интервалом, ограниченным пунктирными линиями, то в этот момент времени напряжение между фазой и нейтралью в фазе А (т.е. в первой фазе) будет находиться в отрицательном полупериоде, напряжение между фазой и нейтралью в фазе В (т.е. во второй фазе) и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С (т.е. в третьей фазе) будут находиться в положительном полупериоде, а управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий фазе А, будет перемежаться с управляющими сигналами коммутирующих ламп, соответствующими фазам В и С, после реализации способа согласно настоящему изобретению, вследствие чего увеличивается количество состояний коммутации трехфазного выпрямителя или трехфазного инвертора, что способствует уменьшению пульсирующего тока; иначе говоря, регулирование пульсирующего тока обеспечивается просто за счет определения того, является ли знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе отрицательным, и за счет использования простой методики фазового сдвига.

[0078] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения имеет место следующее: улучшенный широтно-импульсный модулятор (EPWM) не может выполнять фазовый сдвиг, и поэтому несущая, соответствующая фазе, соответствующей EPWM, не может быть подвергнута фазовому сдвигу, в результате чего не может быть реализован способ определения того, устанавливается ли управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, на основании первой несущей или второй несущей путем определения того, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе условию фазового сдвига. В качестве ответной меры настоящим изобретением предложен другой способ реализации, где напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, предусматривает следующее: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе противоположно знаку напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, предусматривает следующее: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе такой же, что и знак напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; а основанная фаза представляет собой фазу, соответствующую несущей, которая не может быть подвергнута фазовому сдвигу. Например, если исходить из того, что сигналы трехфазных напряжений между фазой и нейтралью имеют такую форму, которая показана на фиг.5, то для определенной фазы (например, фазы А) предусмотрено, что если эта фаза соответствует EWPM и, стало быть, несущая, соответствующая этой фазе, не может быть подвергнута фазовому сдвигу, то эта фаза может быть задана как основная фаза, и несущая, соответствующая этой фазе, не подвергается фазовому сдвигу; а определение того, необходимо ли осуществлять фазовый сдвиг в отношении несущих, соответствующих двум другим фазам, основывается на определении того, являются ли знаки напряжений между фазой и нейтралью в двух других фазах такими же, что и знак напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе.

[0079] К примеру, как это показано на фиг.9, если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является отрицательным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является положительным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе В; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в отрицательном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе В.

[0080] Если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является положительным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является отрицательным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе В; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в положительном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе В.

[0081] Если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является отрицательным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является положительным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе С; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в отрицательном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе С.

[0082] Если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является положительным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является отрицательным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе С; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в положительном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе С.

[0083] Если исходить из того, что соотношение между трехфазными напряжениями между фазой и нейтралью в определенный момент времени выражается как Ua < 0 < Uc < Ub, что обозначено на фиг.5 интервалом, ограниченным пунктирными линиями, то в этот момент времени напряжение между фазой и нейтралью в фазе А (т.е. в первой фазе) будет находиться в отрицательном полупериоде, напряжение между фазой и нейтралью в фазе В (т.е. во второй фазе) и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С (т.е. в третьей фазе) будут находиться в положительном полупериоде, а управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий фазе А, будет перемежаться с управляющими сигналами коммутирующих ламп, соответствующими двум другим фазам, как это показано на фиг.9, после реализации способа согласно настоящему изобретению, вследствие чего увеличивается количество состояний коммутации трехфазного выпрямителя или трехфазного инвертора, что способствует уменьшению пульсирующего тока; иначе говоря, регулирование пульсирующего тока обеспечивается просто за счет определения того, является ли знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе таким же, что и знак напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе, и за счет использования простой методики фазового сдвига.

[0084] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения имеет место следующее: улучшенный широтно-импульсный модулятор (EPWM) не может выполнять фазовый сдвиг, и поэтому несущая, соответствующая фазе, соответствующей EPWM, не может быть подвергнута фазовому сдвигу, в результате чего не может быть реализован способ определения того, устанавливается ли управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, на основании первой несущей или второй несущей путем определения того, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе условию фазового сдвига. В качестве ответной меры настоящим изобретением предложен еще один способ реализации, где напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, предусматривает следующее: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе такой же, что и знак напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, предусматривает следующее: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе противоположен знаку напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; а основанная фаза представляет собой фазу, соответствующую несущей, которая не может быть подвергнута фазовому сдвигу. Например, если исходить из того, что сигналы трехфазных напряжений между фазой и нейтралью имеют такую форму, которая показана на фиг.5, то для определенной фазы (например, фазы А) предусмотрено, что если эта фаза соответствует EWPM и, стало быть, несущая, соответствующая этой фазе, не может быть подвергнута фазовому сдвигу, то эта фаза может быть задана как основная фаза, и несущая, соответствующая этой фазе, не подвергается фазовому сдвигу; а определение того, необходимо ли осуществлять фазовый сдвиг в отношении несущих, соответствующих двум другим фазам, основывается на определении того, являются ли знаки напряжений между фазой и нейтралью в двух других фазах такими же, что и знак напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе.

[0085] К примеру, если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является положительным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является отрицательным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе В; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в положительном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе В.

[0086] Если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В является отрицательным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе В положительным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе В; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в отрицательном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе В находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе В, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе В.

[0087] Если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является положительным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, и знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является отрицательным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе С; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в положительном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, и напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в отрицательном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании первой несущей, соответствующей фазе С.

[0088] Если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является положительным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является отрицательным, или если знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе А является отрицательным, а знак напряжения между фазой и нейтралью в фазе С является положительным, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе С; иначе говоря, если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в положительном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в отрицательном полупериоде, или если напряжение между фазой и нейтралью в фазе А находится в отрицательном полупериоде, а напряжение между фазой и нейтралью в фазе С находится в положительном полупериоде, то управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий фазе С, соответствующим образом определяется на основании второй несущей, соответствующей фазе С.

[0089] Если исходить из того, что соотношение между трехфазными напряжениями между фазой и нейтралью в определенный момент времени выражается как 0 < Ua < Uc < Ub, то в этот момент времени все напряжения между фазой и нейтралью в фазе А (т.е. в первой фазе), в фазе В (т.е. во второй фазе) и в фазе С (т.е. в третьей фазе) будут находиться в отрицательном полупериоде, и управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий фазе А, будет перемежаться с управляющими сигналами коммутирующих ламп, соответствующими двум другим фазам, после реализации способа согласно настоящему изобретению, вследствие чего увеличивается количество состояний коммутации трехфазного выпрямителя или трехфазного инвертора, что способствует уменьшению пульсирующего тока; иначе говоря, регулирование пульсирующего тока обеспечивается просто за счет определения того, является ли знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе таким же, что и знак напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе, и за счет использования простой методики фазового сдвига.

[0090] Следует отметить, что в конкретных примерах осуществления настоящего изобретения вторая несущая, соответствующая определенной фазе, может быть подвергнута фазовому сдвигу на 180°, когда напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе удовлетворяет условию фазового сдвига; и несущая, соответствующая определенной фазе, не подвергается фазовому сдвигу, когда напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе не удовлетворяет условию фазового сдвига.

[0091] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что перед тем как определить, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе условию фазового сдвига, предложенный способ дополнительно предусматривает: выборку трехфазных напряжений между фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине; и расчет модулированных волн, соответствующих трем фазам, на основании трехфазных напряжений между фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине.

[0092] Таким образом, соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей предусматривает: соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании модулированной волны и первой несущей, соответствующих определенной фазе.

[0093] Таким образом, соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании второй несущей предусматривает: соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании модулированной волны и второй несущей, соответствующих определенной фазе.

[0094] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения способ определения модулированных волн, соответствующих трем фазам, на основании трехфазных напряжений между фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине аналогичен тому, который был описан выше в отношении функции блока управления в рамках раскрытых выше примеров осуществления настоящего изобретения, и поэтому далее по тексту настоящего документа он повторно не описывается.

[0095] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения, как это показано на фиг.8 и 9, позицией DQ11 обозначена форма управляющего сигнала первой коммутирующей лампы Q11 трехфазного двухтактного выпрямителя; позицией DQ21 обозначена форма управляющего сигнала пятой коммутирующей лампы Q21 трехфазного двухтактного выпрямителя; позицией DQ31 обозначена форма управляющего сигнала девятой коммутирующей лампы Q31 трехфазного двухтактного выпрямителя; позицией Da обозначена форма управляющего сигнала тринадцатой коммутирующей лампы Q41 трехфазного венского выпрямителя; позицией Db обозначена форма управляющего сигнала пятнадцатой коммутирующей лампы Q51 трехфазного венского выпрямителя; а позицией Dc обозначена форма управляющего сигнала семнадцатой коммутирующей лампы Q61 трехфазного венского выпрямителя.

[0096] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения после соответствующего определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, соответствующей определенной фазе, предложенный способ дополнительно предусматривает: соответственное возбуждение соответствующей коммутирующей лампы для ее перевода во включенное или выключенное состояние на основании управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы.

[0097] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения после соответственного определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, предложенный способ дополнительно предусматривает: соответственное возбуждение соответствующей коммутирующей лампы для ее перевода во включенное или выключенное состояние на основании управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы.

[0098] С помощью способа регулировки пульсирующего тока согласно настоящему изобретения обеспечивается следующее: когда напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе удовлетворяет условию фазового сдвига, фаза второй несущей, сконфигурированной с возможностью определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, когда напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе не удовлетворяет условию фазового сдвига, смещается на 180° для получения первой несущей, после чего на основании этой первой несущей соответственно определяется управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, и в этот момент времени соответственно определяется управляющий сигнал каждой коммутирующей лампы, соответствующий двум другим фазам, на основании второй несущей, если напряжение между фазой и нейтралью в остальных двух фазах не удовлетворяет условию фазового сдвига, и управляющий сигнал коммутирующей лампы, соответствующий определенной фазе, будет перемежаться с управляющими сигналами коммутирующих ламп, соответствующими двум другим фазам, вследствие чего увеличивается количество состояний коммутации трехфазного выпрямителя или трехфазного инвертора, что способствует уменьшению пульсирующего тока; иначе говоря, регулирование пульсирующего тока обеспечивается просто за счет определения того, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе условию фазового сдвига, и за счет использования простой методики фазового сдвига.

[0099] Согласно второму аспекту настоящего изобретения одним из вариантов его осуществления предложено электронное устройство, включающее в себя: по меньшей мере, один процессор; и память для хранения, по меньшей мере, одной программы, которая при ее выполнении, по меньшей мере, одним процессором инициирует реализацию, по меньшей мере, одним процессором способа регулировки пульсирующего тока по любому из вариантов его осуществления, описанных выше.

[0100] Процессор представляет собой устройство, обладающее способностью обработки данных, и включает в себя, помимо прочего, центральный процессор (CPU); а память представляет собой устройство, обладающее способностью хранения данных, и включает в себя, помимо прочего, оперативное запоминающее устройство (RAM, в частности, синхронное динамическое RAM (SDRAM), SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных (DDR SDRAM) и пр.), постоянное запоминающее устройство (ROM), электрически стираемое программируемое ROM (EEPROM) и флеш-память (FLASH).

[0101] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения процессор и память соединяются друг с другом посредством шины, а затем соединяются с другими компонентами вычислительного устройства.

[0102] Согласно третьему аспекту настоящего изобретения одним из вариантов его осуществления предложен машиночитаемый носитель данных, содержащий хранящуюся на нем компьютерную программу. При выполнении этой компьютерной программы процессором реализуется способ регулировки пульсирующего тока по любому из вариантов его осуществления, описанных выше.

[0103] На фиг.10 показана схема устройства для регулировки пульсирующего тока согласно одному из примеров осуществления настоящего изобретения.

[0104] Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, который проиллюстрирован на фиг.10, устройство для регулировки пульсирующего тока согласно конкретному варианту его осуществления включает в себя: модуль 1001 определения управляющих сигналов, выполненный с возможностью соответственного определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, если напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе удовлетворяет условию фазового сдвига; при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей, соответствующей определенной фазе, на 180°, а вторая несущая представляет собой несущую, сконфигурированную с возможностью определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, когда напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе не удовлетворяет условию фазового сдвига.

[0105] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения модуль 1001 определения управляющих сигналов выполнен с дополнительной возможностью определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании второй несущей, соответствующей определенной фазе, если напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе не удовлетворяет условию фазового сдвига.

[0106] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является отрицательным; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является положительным.

[0107] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является положительным; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является отрицательным.

[0108] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе противоположен знаку напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе совпадает со знаком напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе.

[0109] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью совпадает со знаком напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе противоположен знаку напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе.

[0110] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения предложенное устройство дополнительно включает в себя модуль 1002 дискретизации, выполненный с возможностью выборки трехфазных напряжений между фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине; и модуль 1003 расчета модулированных волн, выполненный с возможностью расчета модулированных волн, соответствующих трем фазам, на основании трехфазных напряжений между фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине. Модуль 1001 определения управляющих сигналов выполнен с дополнительной возможностью соответственного определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании модулированной волны и первой несущей, соответствующих определенной фазе.

[0111] В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения предложенное устройство дополнительно включает в себя: модуль 1004 возбуждения, выполненный с возможностью соответственного возбуждения соответствующей коммутирующей лампы для ее перевода во включенное или выключенное состояние на основании управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы.

[0112] Следует отметить, что функция модуля 1002 дискретизации может быть реализована с использованием блока 102 дискретизации, функция модуля 1003 расчета модулированных волн может быть реализована с использованием блока 104 возбуждения, и функции модуля 1001 определения управляющих сигналов и модуля 1004 возбуждения могут быть реализованы также с использованием блока 104 возбуждения.

[0113] Конкретные стадии реализации устройства для регулировки пульсирующего тока аналогичны описанным выше конкретным стадиям способа регулировки пульсирующего тока, и поэтому далее по тексту настоящего изобретения они повторно не описываются.

[0114] Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что функциональные модули/блоки во всех или некоторых операциях, системах и устройствах, описанных в рамках раскрытия предложенного способа, могут быть реализованы в виде программных средств, аппаратных средств, программно-аппаратных средств или их подходящих комбинаций. При их реализации в виде аппаратных средств разделение функциональных модулей/блоков, указанных выше, не обязательно совпадает с разделением физических компонентов; при этом, например, один физический компонент может иметь множество функций, или же одна функция или операция может выполняться во взаимодействии нескольких физических компонентов. Некоторые или все физические компоненты могут быть реализованы в виде программных средств, приводимых в исполнение процессором, таким как центральный процессор, цифровой сигнальный процессор или микропроцессор, или они могут быть реализованы в виде аппаратных средств, или же они могут быть реализованы в виде интегральной схемы, такой как специализированная заказная интегральная схема. Такие программные средства могут быть распределены в машиночитаемом носителе данных, который может включать в себя компьютерный носитель данных (или энергонезависимый носитель данных) и среду передачи данных (или энергозависимый носитель данных). Как хорошо известно специалистам в данной области техники, термин «компьютерный носитель данных» включает в себя энергонезависимые/энергозависимые и съемные/несъемные носители данных, используемые в рамках реализации любых способов или методов хранения информации (такой как машиночитаемые команды, структуры данных, программные модули и прочие данные). К компьютерным носителям данных относятся, помимо прочего: оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), флеш-память или иные технологии хранения данных, постоянное запоминающее устройство на компакт-дисках (CD-ROM), универсальный цифровой диск (DVD) или иные оптические диски, магнитная кассета, магнитная лента или иные магнитные запоминающие устройства, или другие носители данных, которые могут быть выполнены с возможностью хранения требуемой информации, и к которым может быть обеспечен доступ с компьютера. Кроме того, специалистам в данной области техники хорошо известно, что среда передачи данных обычно включает в себя машиночитаемые команды, структуры данных, программные модули или иные данные, содержащиеся в модулированных сигналах передачи данных, таких как несущая или иной механизм передачи данных, и может включать в себя любую среду, используемую для доставки информации.

[0115] В настоящем документе примеры осуществления заявленного изобретения раскрыты с использованием специфических терминов, но эти термины используются и должны трактоваться просто как имеющие общее иллюстративное значение, а не как носящие ограничительный характер. Если явным образом не указано иное, то специалистам в данной области техники очевидно, что признаки, характеристики и/или элементы, описанные в привязке к конкретному примеру осуществления настоящего изобретения, могут быть использованы по отдельности или в сочетании с другими признаками, характеристиками и/или элементами, описанными в привязке к другим примерам осуществления настоящего изобретения. Следовательно, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в формы и детали могут быть внесены различные изменения без отступления от объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой.

Изобретение относится к области технологии преобразования коммутирующей электроэнергии. Технический результат изобретения заключается в возможности определения, соответствует ли фазное напряжение определенной фазы условию фазового сдвига, на основе которого могут быть сгенерированы чередующиеся управляющие сигналы для управления соответствующими коммутирующими лампами по-разному, тем самым уменьшая пульсирующий ток простым способом. Способ регулировки пульсирующего тока предусматривает: соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, соответствующей определенной фазе, по факту установления соответствия напряжения между фазой и нейтралью условию фазового сдвига. Определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании второй несущей, соответствующей определенной фазе, по факту установления несоответствия напряжения между фазой и нейтралью условию фазового сдвига, при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей на 180°. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ регулировки пульсирующего тока, предусматривающий:

соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, соответствующей определенной фазе, по факту установления соответствия напряжения между фазой и нейтралью условию фазового сдвига; и

определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании второй несущей, соответствующей определенной фазе, по факту установления несоответствия напряжения между фазой и нейтралью условию фазового сдвига, при этом фаза первой несущей отличается от фазы второй несущей на 180°.

2. Способ по п. 1, в котором напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим:

знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является отрицательным; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим:

знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является положительным.

3. Способ по п. 1, в котором напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим:

знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является положительным; а напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим:

знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе является отрицательным.

4. Способ по п. 1, в котором напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим:

знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе противоположен знаку напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; а

напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе совпадает со знаком напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе.

5. Способ по п. 1, в котором напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим:

знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе совпадает со знаком напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе; а

напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе, не удовлетворяющее условию фазового сдвига, характеризуется следующим: знак напряжения между фазой и нейтралью в определенной фазе противоположен знаку напряжения между фазой и нейтралью в основной фазе.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед тем как определить, удовлетворяет ли напряжение между фазой и нейтралью в определенной фазе условию фазового сдвига, этот способ дополнительно предусматривает: выборку трехфазных напряжений межуду фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине; и расчет модулированных волн, соответствующих трем фазам, на основании трехфазных напряжений межуду фазой и нейтралью, токов трехфазных катушек индуктивности и трехфазных напряжений на шине; а

соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании первой несущей, соответствующей определенной фазе, предусматривает: соответственное определение управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, на основании модулированной волны и первой несущей, соответствующих определенной фазе.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после определения управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы, соответствующего определенной фазе, этот способ дополнительно предусматривает:

соответственное возбуждение соответствующей коммутирующей лампы для ее перевода во включенное или выключенное состояние на основании управляющего сигнала каждой коммутирующей лампы.

8. Электронное устройство для регулировки пульсирующего тока, содержащее:

по меньшей мере один процессор; и

память, предназначенную для хранения в ней по меньшей мере одной программы, которая при ее выполнении по меньшей мере одним процессором инициирует реализацию по меньшей мере одним процессором способа регулировки пульсирующего тока по любому из предшествующих пп. 1-7.

9. Машиночитаемый носитель данных для хранения в нем компьютерной программы, которая при ее выполнении процессором инициирует реализацию этим процессором способа регулировки пульсирующего тока по любому из предшествующих пп. 1-7.