【導(dǎo)讀】置，它通過電力電子變換技術(shù)和變壓器實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞。原副方電壓幅值和相位的靈活控制，可以滿足未來電力系統(tǒng)的很多新的要求。意義和應(yīng)用價(jià)值。其中重點(diǎn)介紹了AC/DC/AC拓?fù)湫问?，并?duì)其各組成部分的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析。真研究，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了方案的正確性。

　　

【正文】 、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C,FORTRAN 等語言完成相同的事情簡捷得多，并且 mathwork 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB 成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C， FORTRAN，C++ ，JAVA 的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以使用。MATLAB 有著強(qiáng)大的功能，可以用來進(jìn)行多種工作，具體如下： 數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、財(cái)務(wù)與金融工程等Simulink 是 Matlab 軟件下的一個(gè)附加組件，是一個(gè)用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31行建模、仿真和分析的 MATLAB 軟件包。支持連續(xù)、離散以及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，同時(shí)它也支持具有不同部分擁有不同采樣率的多種采樣速率的仿真系統(tǒng)。在其下提供了豐富的仿真模塊。其主要功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、方針與分析，可以預(yù)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，按仿真的最佳效果來調(diào)試及整定控制系統(tǒng)的參數(shù)。Simulink 仿真與分析的主要步驟按先后順序?yàn)闉?從模塊庫中選擇所需要的基本功能模塊，建立結(jié)構(gòu)圖模型，設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真并觀看輸出結(jié)果，針對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行分析和比較。 Simulink 模塊庫提供了豐富的描述系統(tǒng)特性的典型環(huán)節(jié)，有信號(hào)源模塊庫(Source) ,接收模塊庫（ Sinks） ，連續(xù)系統(tǒng)模塊庫（Continuous） ，離散系統(tǒng)模塊庫（Discrete） ，非連續(xù)系統(tǒng)模塊庫（Signal Routing） ，信號(hào)屬性模塊庫（Signal Attributes） ，數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫（Math Operations） ，邏輯和位操作庫（Logic and Bit Operations）等等，此外還有一些特定學(xué)科仿真的工具箱。 Simulink 為用戶提供了一個(gè)圖形化的用戶界面（GUI） 。對(duì)于用方框圖表示的系統(tǒng)，通過圖形界面，利用鼠標(biāo)單擊和拖拉方式，建立系統(tǒng)模型就像用鉛筆在紙上繪制系統(tǒng)的方框圖一樣簡單，它與用微分方程和差分方程建模的傳統(tǒng)仿真軟件包相比，具有更直觀、更方便、更靈活的優(yōu)點(diǎn)。不但實(shí)現(xiàn)了可視化的動(dòng)態(tài)仿真，也實(shí)現(xiàn)了與 MATLAB、C 或者 FORTRAN 語言，甚至和硬件之間的數(shù)據(jù)傳遞，大大擴(kuò)展了它的功能。 建模仿真及分析在前文已經(jīng)詳述高頻變壓器的各種實(shí)現(xiàn)方案與工作原理的基礎(chǔ)上,本節(jié)對(duì)高頻變壓器在運(yùn)行中的特性以及優(yōu)點(diǎn)在 MATLAB 的 Simulink 組件環(huán)境下進(jìn)行仿真研究,旨在說明高頻變壓器能保證原副方良好的電壓、電流波形。包含主回路和控制回路的高頻變壓器仿真模型如圖 所示。在高頻變壓器仿真模型中,采用通用橋式電路 Universal Bridge、 3 分別組成原邊整流電路、原邊逆變電路、副邊整流電路、副邊逆變電路。為了減小變壓器的體積和重量,采用高頻變壓器,工作頻率為1kHz。中間隔離級(jí)的功能是將原邊的交流禍合到副邊,因此只要保證高壓側(cè)的單相逆變電路和變壓器低壓側(cè)的單相整流電路分別實(shí)現(xiàn)高頻逆變、高頻整流即可,可以用開環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn),門極控制信號(hào)由 PWM Generator 產(chǎn)生。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）32邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33圖 高頻變壓器仿真模型圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）34仿真的基本參數(shù)設(shè)置為：原邊整流電路：三相對(duì)稱電源電壓值em=1414v；電網(wǎng)頻率 fo=50Hz； L=lmH、C=2020uF；輸出電壓給定為1414V。原邊逆變電路：輸出頻率 f=1kHz。高頻變壓器：額定功率Pn=250MVA；額定頻率 fn=1kHz；副邊整流電路：開關(guān)頻率 fs=10kHz。副邊逆變電路：開關(guān)頻率 fs=10kHz；輸出電壓的頻率 f=50HZ。輸出線電壓給定為 220v。輸出濾波器為 r 型濾波器，濾波電感為 lmH，濾波電容為10000uF，仿真時(shí)間 。仿真結(jié)果圖如下：圖 原方輸入電壓、電流波形圖從圖 可以看出，高頻變壓器原邊電壓電流波形穩(wěn)定，通過濾波穩(wěn)壓電路電壓電流波形接近正弦波。應(yīng)用六脈沖發(fā)生器、PWM 波形脈沖控制調(diào)節(jié)控制靈活，也比較簡單，能準(zhǔn)確的達(dá)到要求。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35 圖 副方 A 相電壓、電流輸出波形圖如圖 為副邊 A 相電壓電流輸出波形圖，從圖上可以表明通過高頻變壓器完成從 1KV 到 220V 的降壓，中間電流頻率從工頻提高到 1KHz 利用高頻變壓器高頻傳送再降到工頻輸出。電壓、電流基本穩(wěn)定且相位相同，傳輸穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明高頻變壓器能穩(wěn)定的完成電流變化及傳送，且在控制方式上有很大選擇和發(fā)展，電能傳輸效率得到極大提高，損耗得到減少。從各優(yōu)化方面來說，高頻變壓器相對(duì)傳統(tǒng)變壓器的發(fā)展會(huì)更迅速、更有前景。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）36總 結(jié)高頻變壓器是一種新型的變壓器，與常規(guī)變壓器相比有許多新的特點(diǎn)。首先在結(jié)構(gòu)上是利用電力電子器件來完成的，其次在特性上，除了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓的變換和能量的傳遞，它還具備電力電子裝置的特性。因此，對(duì)高頻變壓器的研究不僅涉及到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問題和電能質(zhì)量改善問題；而且包括對(duì)電力電子器件的應(yīng)用等問題，所以高頻變壓器的研制對(duì)電力系統(tǒng)具有較重大的意義，本文嘗試在以下幾個(gè)方面開展一些研究工作：(1)介紹了高頻變壓器的基本原理，闡述了高頻變壓器的研究起因，簡述了高頻變壓器的發(fā)展歷史。同時(shí)提出本文研究方向：含直流 AC/DC/AC 高頻變壓器三級(jí)電路結(jié)構(gòu)研究。(2) 對(duì)高頻變壓器的兩種具體實(shí)現(xiàn)方案及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，闡明了這兩種實(shí)現(xiàn)方案的電路結(jié)構(gòu)，三種經(jīng)典的拓?fù)潆娐贰Ｓ纱苏撟C了高頻變壓器的可行性，并提出了高頻變壓器的研究方向。(3)提出一種新的三級(jí)結(jié)構(gòu)的高頻變壓器實(shí)現(xiàn)方案，這種結(jié)構(gòu)包括輸入級(jí)、隔離級(jí)和輸出級(jí)。對(duì)新的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行了討論，同時(shí)分別對(duì)輸入級(jí)、中間隔離變壓器和輸出級(jí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡要的分析。(4) 本文對(duì)三級(jí)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高頻變壓器進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高頻變壓器可以保證原副方良好的電壓、電流波形，并具備良好的控制特性。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）37參考文獻(xiàn)[1]王兆安,(第 4 版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2020.[2]王云亮,電力電子技術(shù)[M],電子工業(yè)出版社,2020.[3] 年 8 月，第四期第二卷.[4]張航, MATLAB :清華大學(xué)出版社,2020.[5]姚俊, ,2020.[6]鄭阿奇,MATLAB 實(shí)用教程[M],電子工業(yè)出版社,2020.[7][j].求是,2020,23(12):3537.[8]毛承雄,范澎,王丹,方華亮,(l).高電壓技術(shù),2020,29(10):46.[9]毛承雄,范澎,陸繼明,(II).高電壓技術(shù),2020,29(12):13.[10],2020,0327(18),3033.[11]方華亮,黃貽煌,范澎,及其自動(dòng)化專業(yè)第十八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,武漢:海軍工程大學(xué),.[12]毛承雄,陸繼明,范澎,2020.[13]鄧衛(wèi)華,張波,2020,27(20):4044.[14]范澎,毛承雄,陳洛南,2020,29(2):1418.[15]曹解圍,毛承雄,陸繼明,.電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備,2020,25(4):6565.[16]黃貽煌,毛承雄,陸繼明,2020,32(6):3539.[17]姜桂賓, 逆變電源的無互聯(lián)信號(hào)線并聯(lián)控制技術(shù),中國電機(jī),23(12):9498.[18]盧強(qiáng),王仲鴻,[M].北京:科學(xué)出版社,1984.[19]范澍,毛承雄,[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2020,25(13):1620.[20]馬化盛，張波,大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） ，2020，33(10)：38～43.邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）38[21]陳堅(jiān). 電力電子學(xué)－電力電子變換和控制技術(shù). ：高等教育出版社，2020.[22]成建鵬，毛承雄，范澍等. ，2020，24(12)：23～25.[23]范澍，毛承雄，陳洛南. 基于電力電子變壓器的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制策略. 見：第四屆輸配電技術(shù)國際會(huì)議 2020. 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