ANALYSIS OF THE FUNCTIONAL CAPABILITIES OF PULSE AC VOLTAGE REGULATORS WITH A COMMON SWITCHING NODE OF VALVE KEYS
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2024.314526Keywords:
pulse converter, thyristor-diode switch, bridge switch, artificial commutation, commutation node, switching thyristor, distribution diodes, backup power supply.Abstract
The article discusses the functional capabilities of pulse voltage converters with a common switching node for multiple circuits that need to be switched. These converters are divided into two groups: those with bridge switches and those with matrix switches. The operation of the common switching node of thyristors in the input bridge of a single-phase voltage regulator is shown as an example.
The analysis of power circuits of both types of single-phase converters showed that using a common switching node provides additional useful properties, such as increasing the speed of voltage regulation with the number of levels greater than the number of thyristor pairs. The presence of a voltage-doubling transformer in the converter structure makes it possible to prevent overvoltage.
It is particularly useful to use a common switching node in single-phase wide-band voltage regulators whose power structure is typically based on transformers that operate at both the main and higher frequencies. Due to the double energy conversion, these devices have an increased number of switched valves, so the common switching node significantly improves their performance and allows for regulating the output voltage using both frequency-pulse and pulse-width methods in the range of 0-1 UIN with high quality indicators, reversing the output voltage relative to the network voltage, and combining the functions of a modulator (inverter) and a demodulator in one block.
Research on three-phase bridge and matrix converters with a common commutation node has shown that using this power device structure is an effective approach for voltage symmetry when connecting single-phase loads to a three-phase network; for fast switching of backup networks in uninterruptible power supplies; and for direct frequency conversion with the ability to control voltage and reactive power.
References
Zharskyi B.K., Novskyi V.O., Holubiev V.V. Transformation of electromagnetic energy parameters using valve switches. - Kyiv: Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, - 323 p.
Yurchenko O., Martynov V., Martynov D. Stability of the Equilibrium Position in Pulse Stabilizers with Pulse Width Modulation. - Kharkiv: IEEE 2nd KhPI week on advanced technology (KhPI week), 2021, - p. 272 - 277. DOI: 10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570082
Holubiev V.V. Dual-zone pulse converters of variable voltage with a high-frequency autotransformer. - Kyiv: Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Collection of scientific works, 2017, - No. 2. - pp. 94-100.
Kurilo I.A., Grudska V.P. Comparative analysis of circuit options for voltage regulation systems with voltage-durable transformers. - // Scientific news of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute". 2012, - No. 1. - pp. 16-23.
Holubiev V.V., Novskyi V.A. Optimal impulse regulation of variable voltage // TechnicalElectrodynamics, thematic issue "Problems of modern electrical engineering", 2012, - vol. 6. - pp. 45-47.
Grudska V.P., Chybelys V.I., Lobodzinskiy V.Yu. Research of an automatic regulator-stabilizer of the output voltage of an autonomous inverter // Energy: economics, technologies, ecology, 2020. - No. 4. - pp. 84-88.
Grudska V.P., Golubev V.V., Denysenko O.S. Optimization of voltage converters of matrix and inverter types using simulation modeling. // Energy: economics, technologies, ecology. 2022. - No. 2. - pp. 104-113. DOI: 10.20535/1813-5420.2.2022.261403.
Novskyi V.O., Kurilo I.V., Grudska V.P., Malakhodka D.O. Multifunctional transformer-switching converter for comprehensive improvement of the quality of electric energy in a three-phase system with variable and nonlinear load. // Scientific news of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", 2013. - No. 1. - pp. 37-43.
Moorthy R.S.K., Rathose A.K. Impulse commutated current-fed three-phase modular DC/DC converter for low voltage high current application, Milwaukee, Ws, USA: IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2016. - pp. 1-8. DOI: 10.1109/ECCE.2016.7855196
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
