電子電力變壓器(編輯修改稿)
2025-07-20 22:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方，高頻信號(hào)隨后又被同步還原為工頻信號(hào)。由于在其他條件不變的情況下，變壓器的體積同通過(guò)其的電流頻率成反比關(guān)系，變壓器的輸送容量可提高3倍，效率也有所提高。，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值，但當(dāng)θ≠時(shí)，也需額外加裝輸出濾波器。但這種方案使用的器件數(shù)較多，相應(yīng)成本高，器件的電壓、電流應(yīng)力較大，同時(shí)可控性不高，變壓器副方波形基本是對(duì)原方波形的還原，難以對(duì)電能質(zhì)量的改善作出貢獻(xiàn)，并且原方功率因數(shù)不可調(diào)。針對(duì)較小功率的應(yīng)用場(chǎng)合，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。－boost變換器結(jié)構(gòu)的電子電力變壓器該結(jié)構(gòu)的工作原理為：功率開(kāi)關(guān)，和和，和的控制信號(hào)同步，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，變壓器原方電源對(duì)電感和電容充電，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，原方電感和電容的能量通過(guò)高頻變壓器耦合到副方，對(duì)副方電容充電，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，副方電容對(duì)負(fù)載供電。當(dāng)工作于一定占空比D時(shí)，輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系為： ()圖中，構(gòu)成了LC濾波器以減小變換器對(duì)電源注入的諧波電流。這種方案的特點(diǎn)是減少了中間環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)和控制環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，功率器件數(shù)少，成本低，但由于在工作過(guò)程中電流會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)，會(huì)造成器件兩端出現(xiàn)尖峰電壓，并使輸出電壓諧波較大，這使得該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)于大功率應(yīng)用場(chǎng)合。EPT的另外一類(lèi)實(shí)現(xiàn)方式可以概括為在變換過(guò)程中含有直流環(huán)節(jié)，通常是在高頻變壓器原副方均采用AC/DC/AC變換，, 其工作原理為：工頻交流輸入經(jīng)三相全控整流器變換為直流，再通過(guò)一個(gè)單相全橋逆變電路被調(diào)制成為高頻方波后加載至高頻變壓器；在變壓器副方，高頻方波還原為直流電壓后再逆變?yōu)樗璧慕涣鬏敵?。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。但同時(shí)要求高壓側(cè)功率器件有較高的電壓等級(jí)并且需多級(jí)串聯(lián)，使相應(yīng)的成本提高，設(shè)計(jì)難度加大。不過(guò)，隨著單個(gè)器件耐壓水平的提高，這種結(jié)構(gòu)在將來(lái)還是有應(yīng)用前景的。.。它是一種模塊化的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括：輸入級(jí)，隔離級(jí)和輸出級(jí)。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。輸入級(jí)各模塊為單位功率因數(shù)整流器。交流電壓通過(guò)輸入級(jí)變換為直流，隔離級(jí)將直流變換為高頻方波經(jīng)高頻變壓器后又還原為直流，隔離級(jí)的輸入直流信號(hào)并聯(lián)后接入輸出級(jí)，輸出級(jí)將直流逆變?yōu)楣ゎl信號(hào)。本方案是一種比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行性較高的方案。EPT的輸入環(huán)節(jié)功能為將系統(tǒng)交流電轉(zhuǎn)換為直流，以便下一環(huán)節(jié)的高頻調(diào)制。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”。而將PWM技術(shù)引入整流器的控制中，可以使得整流器電網(wǎng)側(cè)電流正弦化，大大降低低次諧波，可控制功率因數(shù)為0至1之間任意值，并支持能量雙向流動(dòng)[7]。同時(shí)，和晶閘管相控整流器一樣，其輸出直流電壓也可控。－直流變換器電路中，交流電源三相電壓、經(jīng)電壓L和線路電阻R接到三相全控橋式變換器。~為6個(gè)有反并聯(lián)二極管的自關(guān)斷器件。輸出端接大電容C及后級(jí)電路，直流側(cè)電壓為平穩(wěn)的直流，三相橋式變換器交流輸入端交流相電壓為、電流為、如果交流電源電壓為 (22)式中為交流電源相電壓有效值。則理想的交流——直流變換應(yīng)該是 （23）式中是交流電源流入雙向變換器的電流有效值。是滯后的功率因數(shù)角。理想的三相橋變換器交流側(cè)相電壓應(yīng)是： （24）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。電壓、電流矢量關(guān)系為 (25)式中電感L的電抗X=ωL，圖中取橫軸為d軸，縱軸為q軸。 (27) (28)如果忽略電阻R，則 (29)無(wú)功電流 (210) (211)有功電流 復(fù)數(shù)功率的定義是：電壓矢量與電流共軛矢量的乘積。，I （212）因此再利用（）式得到有功功率P和無(wú)功功率Q: （213） （214）定義是交流電源流入雙向變換器的電流
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