【文章內(nèi)容簡介】 2 2 2 2 2 6011 4 .34 4 3 .1 4 3 7 3 7 4 3 0 0 1 0L m HfC??? ? ?? ? ? ? ? 取 L=5mH , 額定電流的選擇以 DC1200V 時(shí)能輸出額定負(fù)載時(shí)的輸入電流 : 3c o s 2 3 0 1 0 0 .8 5 1811 2 0 0 0 .9d dSIAU ??? ? ?? ? ??? (4)充電電阻 Rc 當(dāng)輔助電源系統(tǒng)與電網(wǎng)連接上時(shí) ,如果回路中無限流器件 ,在閉合瞬間支撐電容將輸入電源短路 ,產(chǎn)生浪涌電流 ,其大小隨輔助電源開關(guān)合闡瞬間輸入直流電壓和回路的內(nèi)阻不同而不一樣 ,通常有上百萬瓦數(shù)量級 ,合鬧浪涌電流可以達(dá)到 10002021A 限制合鬧浪涌電 流的方式主要是在主電路上串入充電電阻 ,在合鬧的瞬間 ,電阻串入充電回路 Rc,等充電結(jié)束之后 ,繼電器閉合將短接 ,要求電容器 FC預(yù)充電時(shí)間為 t=ls2s(網(wǎng)壓為1500V 時(shí) ,FC 端電壓從 0V 充電到 1000V)。 11t 2 , (1 )100 0 = 150 0css U ee????? ? ?設(shè) 根 據(jù) U即 （ 1 ） 可得 ?? ,而 CRC???，可得 423CR ??，取 1 2 3CR R R R? ? ? 則 1 2 3 100 / 300R R R W? ? ? ?， 實(shí)際預(yù)充電時(shí)間為 ?? 。 (5)電容器并聯(lián)放電電阻 Rb 放電電阻是固定并聯(lián)在濾波電容器上的放電電阻。為了安全起見 ,要求電容器上的電壓在沒有快速放電的情況下 ,要求在主電路斷電后直流電壓在 8min 內(nèi)降到 50V 以下。由一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)可得電容上電壓值為 : 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 16 48048050 =180 0cOU U ee???????即 可得 134s?? , 根據(jù) BRC???，可得 31BRK??，取45BR R R??，則 45 15 / 300R R K W? ? ?(電阻在最高輸入電壓 1800V 時(shí)的功耗戶 =18002/30000=108W,實(shí)際電容器放電時(shí)間 t=430s480s。 (6)變壓器 TR1 當(dāng)電網(wǎng)電壓為 1500V 時(shí) ,根據(jù)三相電壓型逆變電路的電壓變換公式 ,可以得出逆變器輸出線電壓基波有效值為 117 0ab dU U V?? (7)IGBT 逆變器模塊 A1 本系統(tǒng)采用的三相橋式逆變電路 ,不需要考慮輸出濾波電路和所使用的變壓器的功率消耗 ,在逆變器輸出電壓額定的情況下 ,IGBT 元器件流過的電流為 : 323 0 10 / ( 32 62 0) 21 4cIA? ? ? ? (8)三相交流濾波電抗器 ACL、濾波電容 ACC 對于一個(gè)濾波器性能的好壞來說 ,一般是看它的諧波失真的抑制能力 ,可以從 THD 值來具體體現(xiàn)。此外所選取的濾波器還要降低對逆變器的附加電流應(yīng)力 ,THD 減小與濾波器引起的附加電流應(yīng)力減小一般是矛盾的。 1 3 (1 15% )23 dUU? ? ? ? 式中 Ud為逆變器模塊的輸入端電壓 ,考慮最小輸入電壓情況 ,取 Ud=1000V,則 U1=。 取交流濾波電路的截止頻率 f0=,交流濾波電容器 C采用三角形接法 , 設(shè)其每相電容量為 C,轉(zhuǎn)換為濾波用的等效濾波電容量為 3C,根據(jù) 0 123f LC?? ? 可得 C=156 F? 。 器材名 選型 接觸器 KM KM KM3 LTHS400 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 17 接觸器 KM KM3 LTHH40 直流濾波電抗器 L1 L=5mH 充電電阻 CR 100 /200W? 電容器并聯(lián)放電電阻BR 15 /300KW? 變壓器 TR1 變壓器額定容量為 230kVA,電壓比為 620Vrms/380Vrms IGBT 逆變器模塊 A1 3300V/800A 的 IGBT 元件 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 18 DC 110V 充電機(jī)回路電路參數(shù)計(jì)算 DC110 充電機(jī)電路主要技術(shù)參數(shù) : （ 1） 主電路型式 :三相全橋整流 +半橋變換器 （ 2） 額定輸入電壓 :3AC380Vrms177。 5% （ 3） 額定輸出容量 :25kW （ 4） 開關(guān)頻率 f : lOkHz (5) 最大占空比 maxD : (1)輸入三相整流橋 AF1 根據(jù) ? ,式中 U 為三相線電壓有效值 ,可得輸入 3AC380V 經(jīng)全橋不可控整流后得到的直流電壓有效值為 513V,考慮輸入電壓比較穩(wěn)定 ,參數(shù)按照整流后為 500V 進(jìn)行設(shè)計(jì) , 整流后的電流為 325 10 / 50 0 50IA? ? ?,輸入三相整流橋選擇 SKD110/12o 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 19 (1) 輸入電抗器 DL1 取電流變化率 50 10% 5IA? ? ? ?,則6/ 1 1 0 5 0 1 0 / 5 1 .2O o ffL U T I m H?? ? ? ? ? ? ?輸入電抗器 DL1 參數(shù)為 。 (2) 換向電容 CF CF2 半橋式變換器輸入電壓為 DC500V,則單個(gè)電容上的壓降為 DC250V,考慮電壓余量選用 400VDC 以上工作電壓的電容。換向電容電流峰值的計(jì)算 : 3m a x/ ( V D ) 2 5 1 0 / ( 0 .9 1 2 5 0 0 .9 ) 1 2 2 Ap inIP ?? ? ? ? ? ? ? ? 換向電容容量計(jì)算 :6m a x / 4 1 2 2 4 5 1 0 / ( 4 5 0 0 / 2 0 .0 5 ) 1 1 0 FP onC I T U ??? ? ? ? ? ? ? ? 采用 4個(gè) ALS30A332NF400 以及 4個(gè)無感電容 MP80a306 的電容 ,采用兩并兩 串的連接方式參數(shù)為 3300uF/150A (3) 半橋變換電路 A2 釆用半橋電路 ,開關(guān)管的功率為 25kW,當(dāng)整流電壓為 500V時(shí) ,設(shè) PWM波的占空比為 ,則 IGBT 的電流值為 3/ U 2 5 1 0 / ( 5 0 0 0 .9 1 0 .9 ) 1 2 3 .5 Ain in inIP? ? ? ? ? ? 考慮 2倍過載及 倍的安全系數(shù) ,IGBT 的電流值為 m a x 123 .5 2 309inIA? ? ? ? 因此 IGBT 選擇 FZ400R12KE3 (1200V/400A)。 (4)高頻變壓器 TR2 根據(jù)單相半橋逆變電路公式 ,輸出電壓基波有效值為 : 2 2 5 0 0 225do UUV???? ? ? 即為 TR2 原邊電壓 。 根據(jù)整流電路公式 dU =,可得 TR2 次邊電壓為 U = 110/ = 122V,故高頻變壓器 TR2 的變比為 225Vrms/122Vrms。 (5)輸出整流二極管 AF2 整流環(huán)節(jié)的輸出功率為 25kW, 3/ 25 10 / 11 0 22 7o o oI P U A? ? ? ? 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 20 考慮 2倍輸出過載和 ,因此選用 RM600HA24S的整流二極管。 (6)輸出濾波電抗器 DL2 在輸出電壓為 DC110V 時(shí) ,標(biāo)稱輸出電流為 227A。采用雙電感輸出 ,則每個(gè)電感平均流過電流為 。 設(shè)最大紋波電流 22 7 5% 11 .35IA? ? ? ?,DL2 電感量6/ 1 1 0 5 5 1 0 / (1 1 .3 5 2 ) 2 6 6 .6o o ffL U T I H???? ? ? ? ? ? ? ? 取 4 5 0 H (7)輸出濾波電容 CF3 基于實(shí)際需求 ,電壓紋波系數(shù)要少于 1%,鑒于充電機(jī)額定輸出電壓為 110V,故紋波幅值 ?? ,由于功率 關(guān)管開、關(guān)和輸出整流二極管開、關(guān)時(shí)導(dǎo)致的電壓尖峰和直流母線電壓殘留的紋波 ,則可令輸出電壓的交流紋波為 ,而227oIA? ,最小的輸出電容可用下式計(jì)算 30 .2 0 .2 2 2 7 2688 8 1 0 1 0 2 .2ooutICFfV ??? ? ?? ? ? ? 考慮到實(shí)際需求 ,選擇招電解電容器 BHC400V4700UF 土 20%。 器材名 選型 輸入三相整流橋 AF1 SKD110/12 換向電容 CF CF MP80a306 半橋變換電路 A2 FZ400R12KE3 (1200V/400A) 高頻變壓器 TR2 變比為225Vrms/122Vrms 輸出整流二極管 AF2 RM600HA24S 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 21 輸出濾波電容 CF3 鋁電解電容器BHC400V4700UF 土 20% DC 24VC 電源模塊計(jì)算 DC110V/DC24V 電源模塊額定輸出功率為 2kW,額定輸出電壓 :DC24V 土 3%,額定輸出容量 :2kW,開關(guān)頻率 : 40kHz,最大占空比 maxD : (1) 輸入電感參數(shù) L1 由于輸入電流選擇 32 10 /110 18IA? ? ?，根據(jù) 18 10% ? ? ? ?,則可得電感值為 6/ 2 4 7 1 0 / 1 .8 9 .3o o ffL U T I H??? ? ? ? ? ? ?。 (2)換相電容 C C2 換相電容電流峰值m a x m a x/ ( U ) 2 0 0 0 / ( 0 .9 1 3 8 0 .8 ) 7 2 Ap n i inI P D?? ? ? ? ? ? 換相電容電流有效值 / 20 00 / 38 52pr m s i inI P U A? ? ?,最低輸入電壓為 77V, 換向電容容量計(jì)算 : 6m a x / 4 52 18 10 / ( 4 77 0. 1 ) 30 Fp r m s o nC I T U ??? ? ? ? ? ? ? ?,電容選用 MKLS 30uF 400V DC 60 A。 (3)開關(guān)管選擇 考慮 2倍過載及 倍的安全系數(shù) ,/ = = 1801 選擇 IGBT參數(shù)為 DC1200V/200A。 (4)高頻變壓器選擇 依據(jù)單相半橋電路逆變公式 ,則輸出電壓基波有效值為 : 2 2 1 1 0 4 9 .5do UUV?? ?? ? ? (5)輸出整流二極管選擇 選用 DSE12X100J 快恢復(fù)二極管 ,其參數(shù)為 DC1200V/100A。考慮均流、安裝等工藝問題 ,選用四個(gè)二極管兩串兩并運(yùn)行。 (6)輸出濾波電感選擇 根據(jù) /O offL U I T? ? ? ， 624 7 1 0 2 08 .3LH??? ? ? ? ，取 L=100 H? 輔助電源與空調(diào)通風(fēng)等電器裝置設(shè)計(jì) 22 器材