為了緩解能源危機(jī),有機(jī)結(jié)合集中式和分布式發(fā)電系統(tǒng),微電網(wǎng)的研究與應(yīng)用成為了熱點(diǎn),在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與蓄電池能源交互的過(guò)程,雙向變換器起到了關(guān)鍵性作用。蓄電池充放電系統(tǒng),需要具備能量雙向流動(dòng)的功能,實(shí)現(xiàn)電壓寬范圍輸入、寬范圍輸出,設(shè)計(jì)上存在較大難度。本課題圍繞寬范圍雙向變換器展開,設(shè)計(jì)一臺(tái)2.7k W用于蓄電池充放電的寬范圍雙向AC/DC變換器。依據(jù)本次雙向變換器的設(shè)計(jì)需求,進(jìn)行系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì),選擇全橋型雙向AC/DC與CLLC型雙向DC/DC進(jìn)行級(jí)聯(lián),通過(guò)直流母線進(jìn)行能量交互,實(shí)現(xiàn)整流變換與直流變換功能上的解耦,便于寬范圍輸入與寬范圍輸出的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)雙向全橋AC/DC進(jìn)行原理分析和電路參數(shù)設(shè)計(jì),構(gòu)建對(duì)應(yīng)的小信號(hào)模型,建立雙閉環(huán)控制回路,實(shí)現(xiàn)正向整流、反向逆變功能的穩(wěn)定調(diào)控。針對(duì)CLLC諧振變換器進(jìn)行正反向工作模態(tài)和增益特性分析,對(duì)諧振腔參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)特性,確保正反向高效運(yùn)作,利用擴(kuò)展函數(shù)法進(jìn)行小信號(hào)建模和閉環(huán)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)變換器穩(wěn)定調(diào)控。設(shè)計(jì)母線調(diào)壓控制策略,完成兩級(jí)一體化控制,充分結(jié)合兩級(jí)拓?fù)鋬?yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)寬范圍輸入與寬范圍輸出,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。結(jié)合傳統(tǒng)閉環(huán)控制和最優(yōu)軌跡控制策略... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電流內(nèi)環(huán)校正前后的開環(huán)Bode圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-30-舍棄一定的相角裕量，獲取更快的響應(yīng)速度。以穿越頻率160Hz為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)保持足夠的相角裕量，與電流環(huán)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程相似，可以得到調(diào)節(jié)器KPv=6.00，KIv=2.60。對(duì)校正前和校正后的系統(tǒng)傳函Bode圖進(jìn)行繪制，如圖3-12所示，可以看出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性有所改善，低頻段的增益有所提高，并且系統(tǒng)仍然具有充足的穩(wěn)定裕量，PI調(diào)節(jié)器滿足預(yù)期設(shè)計(jì)需求。a)校正前b)校正后圖3-12電壓外環(huán)校正前后的開環(huán)Bode圖3.4本章小結(jié)本章對(duì)全橋型雙向AC/DC的工作原理和性能特征進(jìn)行了分析，結(jié)合設(shè)計(jì)需求進(jìn)行電路參數(shù)設(shè)計(jì)，利用狀態(tài)空間平均法對(duì)全橋型雙向AC/DC進(jìn)行小信號(hào)模型建立，通過(guò)電流內(nèi)環(huán)與電壓外環(huán)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)全橋AC/DC的閉環(huán)控制，對(duì)校正前后系統(tǒng)的Bode圖進(jìn)行繪制，驗(yàn)證了校正的有效性。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-65-e)電壓閉環(huán)信號(hào)處理f)輸入信號(hào)采樣g)PWM發(fā)生器圖5-8雙向AC/DC仿真平臺(tái)搭建將電路設(shè)置在額定工況下，交流輸入側(cè)電壓為220V，開關(guān)頻率為20kHz，給定直流側(cè)輸出電壓為485V，通過(guò)對(duì)輸入電壓、輸入電流和輸出電壓波形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，來(lái)測(cè)試電路的性能，仿真結(jié)果如圖5-9所示。電壓(V)電流(A)電壓(V)時(shí)間t(s)0.8A交流側(cè)電壓vac交流側(cè)電流iL直流側(cè)電壓vo圖5-9雙向AC/DC正向工作額定狀態(tài)的仿真波形從仿真結(jié)果可以看出，輸入電流信號(hào)能夠較好地跟隨輸入電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)相位統(tǒng)一，電流波動(dòng)控制在0.8A以內(nèi)，存在電流畸變現(xiàn)象。輸出電壓穩(wěn)定在485V附近，電壓紋波低于2%，波形也較為平滑，能夠保持系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時(shí)具有良好的輸出特性。為了進(jìn)一步對(duì)AC/DC的功率因數(shù)校正效果進(jìn)行驗(yàn)證，利用Saber的傅里葉分析功能，對(duì)輸入電流波形進(jìn)行高次諧波分析，分析結(jié)果如

【參考文獻(xiàn)】：
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