電力電子變壓器原理、現(xiàn)狀、應(yīng)用場合介紹-資料下載頁
2025-06-16 13:42本頁面
【正文】 。圖10 整流模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制流程三相全橋采用空間電壓矢量控制可以實(shí)現(xiàn)三相輸入電壓完全解耦,達(dá)到很高的控制性能。空間電壓矢量控制用三相電壓矢量去逼近矢量電壓圓,輸入端會(huì)得到等效三相正弦電流波形。開關(guān)矢量由8個(gè)矢量組成,包括2個(gè)零矢量,如圖11所示。圖11 電壓空間矢量分布如果將電壓圓分成N 等份,采樣周期為Ts ,則任一空間矢量Vr可由其相鄰兩個(gè)開關(guān)矢量來等效,相應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間為:式中: m 為調(diào)制比。零矢量作用的時(shí)間為: 矢量與參考電壓矢量的夾角θ要通過求矢量在α,β坐標(biāo)軸上投影分量之比的反正切來求得,然后查正弦表求得矢量作用時(shí)間T1 和T2 ,因而計(jì)算比較復(fù)雜?？梢圆捎靡环N改進(jìn)的簡化快速計(jì)算方法,即根據(jù)參考電壓矢量在α、β坐標(biāo)軸上分量,直接計(jì)算空間矢量在各個(gè)扇區(qū)內(nèi)的作用時(shí)間。即定義時(shí)間算子:容易證明合成電壓矢量在各個(gè)扇區(qū)內(nèi)的作用時(shí)間都是上述時(shí)間算子的線性組合,從而去除了三角函數(shù)查表的問題,簡化了控制過程,提高了控制電路的信號處理能力。 隔離模塊控制策略隔離模塊采用全橋整流模式,其拓?fù)浼捌淇刂撇呗匀鐖D12所示。全橋變換器通過移相控制產(chǎn)生高頻方波并通過高頻變壓器進(jìn)行能量傳遞,同時(shí),高頻變壓器起到隔離和調(diào)壓作用?？刂撇呗杂蓛刹糠纸M成: ①通過調(diào)節(jié)占空比控制加在變壓器原邊繞組上的矩形波的電壓幅值Vp,進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出電壓； ②檢測負(fù)載電流的變化情況,調(diào)節(jié)開關(guān)頻率f,以保證隔離模塊在滿載和輕載時(shí)都有較高的效率。圖12 隔離模塊拓?fù)浼捌淇刂屏鞒獭? 全橋變換器在實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS) 時(shí),超前臂依靠濾波電感和漏感實(shí)現(xiàn)ZVS 較容易,而滯后橋臂只能依靠漏感實(shí)現(xiàn)ZVS ,實(shí)現(xiàn)起來比較困難?？梢栽谧儔浩髟吋尤腼柡碗姼蠰s來改善滯后橋臂的ZVS,同時(shí),諧振電感飽和特性又不會(huì)帶來占空比丟失,這將會(huì)很好地改善隔離模塊的性能。 輸出逆變模塊控制策略電力電子變壓器三相負(fù)載通常處于不平衡狀態(tài),這就要求逆變器為具有輸出共地端的三相四線輸出逆變模塊。通常,實(shí)現(xiàn)方案是將直流電容分解成2個(gè)串聯(lián)電容,其電容間的連接點(diǎn)作為三相輸出的共地端,但該方法直流利用率明顯偏低?？梢栽趥鹘y(tǒng)的三相橋式逆變器的基礎(chǔ)上增加1個(gè)橋臂用來形成中點(diǎn),其拓?fù)淙鐖D13所示。圖13 輸出逆變模塊拓?fù)鋵τ? 橋臂三相變換器,由于輸出負(fù)載不對稱,因而將三相空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維坐標(biāo)系,共產(chǎn)生16個(gè)空間矢量。然后,將任意時(shí)刻的空間矢量由其相鄰的3個(gè)開關(guān)矢量合成。三維空間矢量的矢量運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)根據(jù)負(fù)載變化而在上述14個(gè)矢量構(gòu)成的空間六棱柱中變化的圓或橢圓。最后由空間合成電壓矢量計(jì)算出各矢量控制時(shí)間,最終生成四相開關(guān)控制信號。其控制采取三維空間矢量調(diào)制,系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)具有調(diào)壓功能的三相四線輸出,并且具有較小的直流紋波和較好的直流利用率。結(jié)束語電力電子變壓器具有廣闊的使用前景，一方面，可以使用在對能量轉(zhuǎn)換裝置的體積、重量有特殊要求的場合，如航海、航空、航天等領(lǐng)域；另一方面，可以為電能質(zhì)量敏感負(fù)荷供電，如造紙廠、紡織廠、擠塑機(jī)、生產(chǎn)精密機(jī)械的汽車零件制造、大型泵體鍛造企業(yè)以及半導(dǎo)體制造業(yè)、銀行、電信、軍事、醫(yī)療、化工領(lǐng)域等。因此，電力電子變壓器是建設(shè)“綠色電網(wǎng)”“數(shù)字電網(wǎng)”“智能電網(wǎng)”的關(guān)鍵設(shè)備之一，對其進(jìn)行研制和使用可以取得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。隨著技術(shù)的成熟，電力電子器件性能的提高、成本的降低以及研究的深入，在5～10年內(nèi)電力電子變壓器必將在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到極為廣泛的應(yīng)用。17 / 17
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