【正文】 失為原則。 25％ 2. 頻率（ Hz） 50177。其工作原理是 :(l)當(dāng)市電正常時(shí)， EPs 工作在市電旁路工作狀態(tài)，輸入市電負(fù)載供電。采用不控整流方式的整流器存在從電網(wǎng)吸取畸變電流，造成電網(wǎng)的諧波污染，而直流側(cè) 能量無法回饋電網(wǎng)等缺點(diǎn)。充電電路要將市電整流后較高的直流電壓降低到較低的蓄電池充電電壓 :而放電電路又要將較低的蓄電池電壓升高到較高的逆變器所需的直流端壓。其工作原理是 :(1)當(dāng)電網(wǎng)正常時(shí)，市電輸入電壓一路直接向負(fù)載供電，一路經(jīng)雙向 pWM 變流器全控整流后再由雙向 DC/DC 電路降壓，給蓄電池充電。這樣就簡化了 EPS 電路結(jié)構(gòu)，很好地解決了傳統(tǒng) EPS 電路的缺陷。由 T7， TH及其反并二極管和電感 L 組成雙向 DC/DC 電路對蓄電池進(jìn)行 充放電 。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用了全數(shù)字控制技術(shù)，因此，實(shí)現(xiàn)了 EPS產(chǎn)品的綠色化、智能化和低成本的要求。 輸入整流器 /濾波器的設(shè)計(jì) 輸入整流 /濾波電路在開關(guān)電源中不被人重視，典型的輸入整流 /濾波電路由三到五個(gè)部分構(gòu)成： EMI 濾波器，啟動(dòng)浪涌電流抑制器，浪涌電壓抑制器，整流級(jí)和輸入濾波電容。浪涌電壓抑制器由壓敏電阻 Y1～ Y3 構(gòu)成，壓敏電阻實(shí)際上是一種伏安特性呈非線性的敏感元件，在正常電壓條件下，這相當(dāng)于一只小電容器，而當(dāng)電路出現(xiàn)過電壓時(shí)，它的內(nèi)阻急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從 而有效地保護(hù)了電路中的其它元器件不致過壓而損壞，它的伏安特性是對稱的。因此，我們采用分級(jí)充電控制的形式，即充電初期將整流充電器控制成電流源，完成對蓄電池的恒流充電。經(jīng)占空比所定時(shí)間后， IGBT1 關(guān)斷。 D6導(dǎo)通的過程，把反激能量再生，對 C2 充電。負(fù)載折算電流加上磁化電流流經(jīng)原邊繞組和 IGBT2，然后重復(fù)以前的過程。所依據(jù)的參數(shù)是工作電壓，工作電流和工作頻率等。將以上數(shù)據(jù)代入上式，可得 ? 計(jì)算出電壓比后 ,可根據(jù)以下公式選取合適的鐵心 : 41. 16 10 / ( 4 )w e t m w jA A P B fK K? () 式中 Aw— 鐵心窗口面積； Ae— 鐵心磁路截面積； Pt— 變壓器的視在功率； Bm— 鐵心工作過程中的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度； f— 開關(guān)頻率； Kw— 繞組在鐵心窗口中的填充系數(shù)； Kj— 電流密度系數(shù)。根據(jù)電壓比可以算出原邊繞組匝數(shù) N1為 18匝。圖 中的與 IGBT 并聯(lián)的 RC 電路是緩沖電路，作用是在 IGBT 實(shí)現(xiàn)從導(dǎo)通到關(guān)斷的過程中減少電流和電壓對 IGBT 本身的沖擊。這種逆變器由于串聯(lián)了兩個(gè)相同容量的大電容，因此可以使中點(diǎn)電位不漂移，因而具有較強(qiáng)的帶不平衡負(fù)載的能力。湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 （ a） （ b） （ c） （ d） 圖 三相 SPWM 逆變電路的工作波形 c8ebc8c6b9aeb40ae666c8536b6b668c 17 控制脈沖時(shí)序分布 載波信號(hào)為對稱的三角波，如圖 (a) 其幅值為 Ucm，頻率為 fc，調(diào)制信號(hào)為三相正弦波 uga， ubg 和 ugc，按圖選坐標(biāo)有 : si n2si n( )32si n( )3ga gmgb gmgc gmu U tu U tu U t??????? ????? ??????? () 式中 :Ugm 為調(diào)制波峰值 。由圖可見，各脈沖時(shí)序有如下特點(diǎn) : (1)各相上下橋臂控制脈沖在相位上互補(bǔ) 。以 A相為例， A 點(diǎn)對 O’的電壓 uAO’ ， 可表示為 : 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 39。 2dAO m UUm?? () 式中 139。 22 dAO UmU ?? () 由于 O’與負(fù)載中點(diǎn) 0 之間雖然有交變的方波電壓，但無基波分量電壓，因此有 : 139。 由式 ()，得直流電壓利用率為 : 1 10 .6 1 2 |ABVmdUAmU ??? () 頻率比 K 的選擇 在單相 SPWM 逆變電路中 K 應(yīng)選為奇數(shù)值，使得輸出波形具有奇函數(shù)對稱和半波對稱的性質(zhì)，因此輸出電壓中只有奇次諧波，富氏級(jí)數(shù)中僅包含正弦項(xiàng)。中無 K 次 (及其整數(shù)倍 )諧波。 (2)在感性負(fù)載情況下，由 于逆變器輸出的電流超前輸出電壓，因此反并二極管參加導(dǎo)通。將電感電流的瞬時(shí)值反饋與瞬時(shí)值電壓環(huán) 給出的基準(zhǔn)進(jìn)行比較來進(jìn)行 SPWM 控制，靜態(tài)輸出電壓波形較完美，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好，負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，另外還可以使開關(guān)電流受到控制，即使出現(xiàn)輸出端短路，也可得到有效的保護(hù)，增加了系統(tǒng)的可靠性。的單相半橋逆變器組合在一起。L為輸出 LC濾波器的濾波電感， r為其等效串聯(lián)電阻， C為 LC濾波器的濾波電容， R為負(fù)載。 【 3】【 7】 輸出濾波環(huán)節(jié) 輸出濾波 環(huán)節(jié)由濾波電感 L、濾波電容 C 和負(fù)載組成，為了分析方便，取負(fù)載為阻性負(fù)載。|ssw sw f fvv??? () 故 ? ?0139。根 據(jù)式 ()，可以得到單相半橋逆變器主電路等效方框圖如圖 ，圖中 ()refVs為正弦給定信號(hào)， ??swVs為逆變橋輸出電壓信號(hào)， ??oVs為逆變器輸出電壓，()nVs為等效的擾動(dòng)輸入，主要考慮逆變器非理想因素引起的低次諧波，為了便于分析，將直流側(cè)電壓波動(dòng)引起的 Kpwm 變化也視作擾動(dòng)加 到逆變器的開關(guān)輸出端 【 7】【 10】 。 在濾波電容的選取中，一般取其無功電流 ? ， maxoI 為 輸出電流最大有效值。此外濾波電感的增大，還會(huì)使電流變化變慢，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間變長。最大電流脈動(dòng) maxLi? 可以用下式 算得 : max 2L sEi Lf??? () 從式 ()可以看出，濾波電感上的最大諧波電流 maxLi? 和電感 L的值成反比。本文中開關(guān)頻率為 fs=16kHz，基波頻率為 f1=50Hz， 故 Lc 濾波器的轉(zhuǎn)折頻率 fn 應(yīng)滿足 : 500 f K Hz?? () 濾波器參數(shù)確定 綜合考慮以上各因素，最后選取的濾波電感和電容的值如下 : 濾波電感 :L=2mH 濾波電容 :C= 根據(jù)式 ()可得，濾波電感上最大電流脈動(dòng) maxLi? 為 : m a x 3360 5 . 6 2 52 2 2 1 0 1 6 0 0 0L sEiALf ?? ? ? ?? ? ? ? 考慮 極限情況，當(dāng)逆變器帶容性滿載時(shí)，在輸出電壓過零時(shí)刻，流過電感的電流 瞬時(shí)值最大，該值為 : m a x 12 ( ) 2 ( 2 ) 2 2 . 2oL C o O oPi I I V f C AV?? ? ? ? ? ? 電感電流最大脈動(dòng)量占電感電流最大值的百分比為 : m a xm a x5 . 6 2 5 1 0 0 % 2 5 . 3 %2 2 . 2LLii? ? ? ? 可見，該值超過了 20%(工程經(jīng)驗(yàn)值 )，即電感的取值 還應(yīng) 稍微偏 大 。因此，在設(shè)計(jì) EPS時(shí)應(yīng)著重考慮其安全性、可靠性、適用性及合理性。 。 c8ebc8c6b9aeb40ae666c8536b6b668c 27 參考文獻(xiàn) [1]鄭征 ， 孫樹樸，王旭光等 .《電力電子技術(shù)》， 北京： 中國礦大出版社 ，2020： 2338 [2]徐 永福 .《 EPS 的應(yīng)用及發(fā)展》， 北京 :科學(xué)出版社， 2020： 4147 [3]陳志萍 .《應(yīng)急電源科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)》 ， 北京 :科學(xué)出版社， 2020，第 14 卷，第 11 期 [4]劉真 .《 全數(shù)字式 6kW 三相應(yīng)急電源的研究與設(shè)計(jì) 》 ， 湖南 :湖南 大學(xué)學(xué)位論文 ， 2020： 522 [5]劉金云 .《 新型三相應(yīng)急電源的研究 》 ， 浙江 :浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 ，2020： 732 [6]林渭勛 .《 現(xiàn)代電力電子電路 》 ，杭州 :浙江大學(xué)出版社， 2020： 4556 [7]胡壽松 .《 自動(dòng)控制原理 》 ，北京 :科學(xué)出版社， 2020： 3247 [8]王兆安 .《電力電子技術(shù)》，第 4 版， 湖南： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020:22－ 25. [9]康華光 .《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分）， 湖南 :高等教育出版社， 1988：522 [10]康華光 .《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（數(shù)字部分），湖南 :高等教育出版社，1988:810 [11]李愛文 . 張承慧 《現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用》， 北京 :科學(xué)出版社，2020:1236 [12]林渭勛 .《現(xiàn)代電力電子電路》， 浙江 :浙江大學(xué)出版社， 2020:1527 [13]陳堅(jiān) .《電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)》，北京 :高等教育出版社，2020 年： 137142。以防范重 大災(zāi)難事故為主要目的。濾波器的主要作用是濾除輸出電壓中的高次諧波，為c8ebc8c6b9aeb40ae666c8536b6b668c 25 了更好的濾除開關(guān)頻率及其附近頻帶的諧波， LC濾波器的轉(zhuǎn)折頻率通常取在 1/10 開關(guān)頻率以下 。故選取電感值時(shí)，要綜合考慮。因此要保證電容兩端的諧波含量較低，濾波電感的高頻阻抗與濾波電容的高頻阻抗相比不能過低，即濾波電感的感量不能太小。但從另一個(gè)角度來看，在輸出電壓不變的情況下，濾波電容 C 增大意味著無功電流左增加，增加了逆變器的電流容量，同時(shí)也將導(dǎo)致體積重量增加，降低系統(tǒng)效率。設(shè) Vm為正弦調(diào)制信號(hào)的 瞬時(shí)值， V(r)為三角載波的幅值，由幾何關(guān)系可得 : 111/ 2 1( ) 1/ 2 2 2m tr ms tr trv V vDt T V V? ???? ? ? ????? () 把式 ()代入式 ()可得 1mswtrvvEV?? () 所以有 1swm trvEvV?