【正文】 換器工作于整流狀態(tài)；反之當(dāng)變換器交流輸入端電壓 的相位超前 時(shí)，那時(shí)滯后角 δ 為負(fù)值， 為負(fù)值，i? s? dIP 為負(fù)，表示交流電源輸入有功功率，即 AC/DC 變換器將直流電源電能變?yōu)榻涣麟娔芊此徒o交流電源，變換器工作于逆變狀態(tài)。理想的三相橋式變換器交流側(cè)相電壓應(yīng)是： )sin(2)(????wtVtvia （）120?iib )()(?ttiic式中 是三相橋式交流輸入端相電壓有效值，δ 是 落后 的相位落后角，iV sI?sV?各矢量關(guān)系如 圖。 ~ 為 6 個(gè)()sbVtsct 1T有反并聯(lián)二極管的自關(guān)斷器件。目前采用的常規(guī)整流環(huán)節(jié)多為二極管不控整流或者晶閘管相控整流電路，因而對(duì)電網(wǎng)注入了大量的諧波以及無(wú)功，造成了嚴(yán)重的電網(wǎng)“污染” 。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為：原方輸入電流的相位可調(diào)，可以運(yùn)行于單位功率因數(shù)，且電流波形諧波較小，對(duì)電網(wǎng)污染不大；整個(gè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)鐵芯變壓器的隔離原副方與電壓等級(jí)變換的功能，容量一定時(shí)體積比傳統(tǒng)變壓器減??；當(dāng)副方輸出逆變器采用 SPWM 脈寬波控制時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)調(diào)制比來(lái)穩(wěn)定副方輸出電壓。(3)上述研究成果沒有較好地解決多重化中的模塊均壓?jiǎn)栴},當(dāng)電網(wǎng)脈動(dòng)或負(fù)載切換時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低。但是,每個(gè)獨(dú)立單元使用 20 只功率管,若采用多重化串聯(lián)技術(shù),則會(huì)造成電路成本升高,控制復(fù)雜,并且電路的故障點(diǎn)增多,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高。但該方案邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12可控性不高，電壓電流應(yīng)力大，副方電壓波形僅僅是對(duì)原方電壓波形的還原，電壓波形的還原還必須保證整流模塊和逆變模塊開關(guān)同步。該拓?fù)涞奶攸c(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在的不足是每個(gè)開關(guān)都承受原邊電壓和輸出副邊電流，使得開關(guān)的驅(qū)動(dòng)、絕緣和控制都變得困難；同時(shí)，拓?fù)錄]有實(shí)現(xiàn)電氣隔離，電路不能抑制輸入的電流諧波和調(diào)整功率因數(shù)。 高頻變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11根據(jù)文獻(xiàn),國(guó)外對(duì)高頻變壓器電力電子變壓器的研究已有近 10 年歷史,國(guó)內(nèi)目前還處于起步階段。輸入部分由若干模塊串聯(lián)而成，這樣均分到每一模塊上電壓比較低，采用低壓器件即可滿足要求。這種方案由于采用了整體變換結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)明，功率器件相對(duì)較少。圖 含直流環(huán)節(jié)的 HFT 框圖該方案由于采用了整體變換結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)明，功率器件數(shù)相對(duì)較少。同 所提出的高頻變換相似，這也是一種相控變換器，當(dāng)調(diào)整相移角 θ 時(shí)也可以有限度的改變輸出電壓基波的幅邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9值，但當(dāng) θ≠ 時(shí)，也需額外加裝輸出濾波器。低頻交流高頻交流高頻變壓器高頻交流低頻交流交流輸入交流輸出圖 直接 AC/AC 變換的 HFT 原理框圖負(fù)載S 4S 3S 1S 2U圖 具有高頻連接的變換電路美國(guó)德州 Aamp。如圖 所示為直接 AC/AC 變換的 HFT 原理框圖，這種方案具有變換環(huán)節(jié)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可以較大幅度的減小變壓器的體積和重量，但是其可控性不強(qiáng)。通過采用適當(dāng)?shù)目刂品桨竵?lái)控制電力電子裝置的工作，從而將一種頻率、電壓、波形的電能變換為另一種頻率、電壓、波形的電能。 本文的主要工作本文的主要目的是在綜合了解國(guó)內(nèi)外高頻變壓器研究的基礎(chǔ)上，利用仿真的方式對(duì)高頻變壓器進(jìn)行研究并給出相關(guān)結(jié)論，對(duì)高頻變壓器進(jìn)行初步的研究和分析。自上世紀(jì)末以來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)電能的需求進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)安全和線路承載能力的壓力也隨之加大，在這一背景之下，靈活交流輸電系統(tǒng)（Flexible AC Transmission System，F(xiàn)ACTS）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。輸入級(jí)各模塊為單位功率因數(shù)整流器，但是這些實(shí)現(xiàn)方案，由于受當(dāng)時(shí)大功率電力電子器件以及電力電子技術(shù)發(fā)展水平的限制，而且這方面理論本身不成熟，因而都未能進(jìn)入實(shí)用化。 ， 構(gòu)成了iLiCLC 濾波器以減小變換器對(duì)電源注入的諧波電流。但變壓器副邊波形基本是對(duì)原邊波形的還原, 可控性不高。為邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4了減小器件開關(guān)過程中由于電流突變?cè)斐傻倪^電壓, 該方案采用了一種 4 級(jí)開關(guān)控制策略, 可使功率器件在無(wú)吸收電路的條件下安全換向。其研究成果在200V，3kVA 的實(shí)驗(yàn)裝置上得到實(shí)現(xiàn)，開關(guān)頻率達(dá)到 15kHz，但其缺點(diǎn)在于效率較低，大約在 80%~90%左右。 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1970 年，美國(guó) GE 公司的 Murray 首先提出了一種具有高頻連接的 AC/AC 變換電路，這種高頻變換原理已成為后來(lái)基于直接 AC/AC 變換的高頻變壓器發(fā)展的基本思路。(5) 當(dāng)前電網(wǎng)中如諧波、電壓跌落、閃變等電能質(zhì)量問題日趨嚴(yán)重,將HFT 用于配電系統(tǒng)后,將能夠起到電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的作用。(2) HFT 交直流環(huán)節(jié)兼有,所以可靈活地將各種分布式電源接入電力系統(tǒng)。因此，對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制規(guī)律以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用開展研究是很有必要的，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。該類高頻變壓器是一種含有電力電子變換器且通過高頻變壓器實(shí)現(xiàn)磁耦合的變電裝置，它通過電力電子變換技術(shù)和高頻變壓器實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞。由此可見，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，受到擾動(dòng)影響較大時(shí)，傳統(tǒng)變壓器無(wú)法起到抑制擾動(dòng)，增大系統(tǒng)阻尼，提高電能質(zhì)量，滿足用戶的要求的作用。分布式電源容量小，分布廣，交直流電源兼有，且電源電壓或頻率具有較大的波動(dòng)性,如何有效可靠地將它們?nèi)谌腚娏ο到y(tǒng)也是今后需要解決的問題之一。如何在現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上盡量避免故障，保證供給用戶可靠和合乎標(biāo)準(zhǔn)的電能，確保用戶電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行已成為急需解決的課題。關(guān)鍵詞：高頻變壓器；拓?fù)?；建模仿真邵?yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractThe high 一 frequency Transformer is a convertible device which contains power Electronic converter and makes use of transformer realizing the magism coupling , it converts voltage and transfers energy by Power electronic technology and the high一 frequency transformer Its Prominent characteristic is smaller And lighter than the traditional transformer, a flexible control for the main and Subsidiary side voltage amplitude and Phase can be also achieved respectively, it can Satisfy many new requests of future Power system. Therefore, it is necessary that Study its topology structure and the control schemes. Firstly, some typical schemes of the high 一 frequency Transformer areGeneralized in this paper, and the topology structure and control strategy of high 一frequency Transformer Subassembly are analyzed in strategy has been Put in the main side of high 一 frequency Transformer, under the grid with nonideal brought Out the feedforward and feedback pensation control, and carried out Matlab/Simulink emulation. Key words：High 一 Frequency Transformer (HFT)；Topology；Modeling and simulation 目 錄摘要????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????ⅠAbstract??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Ⅱ1 緒論??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 課題研究的背景和意義????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 高頻變壓器的應(yīng)用及其前景????????????????????????????????????????????????????????????????4 本文的主要工作???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52 高頻變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理??????????????????????????????????????????????????????6 高頻變壓器的工作原理???????????????????????????????????????????????????????????????????????6 高頻變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)???????????????????????????????????????????????????????????????????????93 高頻變壓器的電路結(jié)構(gòu)及控制方式????????????????????????????????????????????????????12 高頻變壓器的基本結(jié)構(gòu)?????????????????????????????????????????????????????????????????????12 輸入級(jí)電路及控制方式?????????????????????????????????????????????????????????????????????12 隔離級(jí)電路及控制方式?????????????????????????????????????????????????????????????????????18 輸出級(jí)電路及控制方式?????????????????????????????????????????????????????????????????????214 建模仿真及結(jié)果分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 MATLAP/Simulink 簡(jiǎn)介 ???????????????????????????????????????????????????????????????????28 建模仿真及分析?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29總結(jié)????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33參考文獻(xiàn)????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34致謝????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 緒論 課題研究的背景和意義我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)己經(jīng)頗具規(guī)模，但總體而言結(jié)構(gòu)還是較為薄弱，加上裝機(jī)容量不足，負(fù)荷高峰時(shí)段電力系統(tǒng)往往處于零備用運(yùn)行，電網(wǎng)安全受到極大威脅。因此，對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略開展研究是很有必要的，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。其區(qū)別于傳統(tǒng)電力變壓器突出的特點(diǎn)在于體積小、重量輕，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器原副方電壓幅值和相位的靈