發(fā)布時間：2022-01-04 07:40

　　以無工頻變壓器電力牽引傳動系統(tǒng)為應(yīng)用背景,對其中的全橋隔離DC/DC變換器開展研究。在電力牽引傳動系統(tǒng)中,單相網(wǎng)側(cè)脈沖整流器直流輸出電壓中含有二倍電網(wǎng)頻率的電壓脈動,該二倍頻脈動可能會引起電機(jī)中的拍頻現(xiàn)象。因此,為減小該二倍頻電壓脈動對DC/DC變換器輸出電壓的影響,研究全橋隔離DC/DC變換器在輸入電壓動態(tài)變化時的高性能控制方法非常必要。為提高全橋隔離DC/DC變換器在輸入電壓脈動以及突變情況下的動態(tài)響應(yīng)性能,基于單相移控制方法,提出了一種直接功率控制方法,并進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后,基于RT-LAB和賽靈思XC3S500E的半實物仿真平臺和基于TMS320F28335控制器的實物實驗平臺對所提出的控制方法進(jìn)行驗證,半實物仿真和實物實驗結(jié)果表明:在輸入電壓突變、輸入電壓含有脈動和波動的情況下,該直接功率控制算法能有效提高輸出電壓的動態(tài)性能,減小輸入電壓擾動對輸出電壓的影響。 

【文章來源】：電力系統(tǒng)自動化. 2016,40(17)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１全橋隔離ＤＣ／ＤＣ變換器Ｆｉｇ．１Ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ－ｉｓｏｌａｔｅｄＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ

乎保持不變，結(jié)合式（８），輸出功率可進(jìn)一步簡化為：ｐ＝２ｎＬＰＴｓ＝ＵｉｎＵｏＤ（１－Ｄ）（１０）則根據(jù)式（１０），相移控制量Ｄ可以表示為：Ｄ＝１２－１４－ｐ＊ＵｏＵｉｎ槡０＜ｐ＊＜ＵｉｎＵｏ４（１１）式（１１）給出了相移控制量的計算模型，則全橋隔離ＤＣ／ＤＣ變換器的直接功率控制框圖見附錄Ａ圖Ａ１。３．３輸入電壓波動的抑制輸入電壓含有波動時，采用直接功率控制方法，變換器主要的波形如圖３所示。圖３中，在第ｎ個控制周期內(nèi)，采集輸入電壓記為Ｕｉｎ＿ｎ和輸出電壓記為Ｕｏ＿ｎ，直流側(cè)輸出電壓經(jīng)過ＰＩ控制器得到功率的給定值ｐ＊ｎ，根據(jù)式（１１），則第ｎ＋１個控制周期內(nèi)的相移控制量Ｄｎ可表示為：Ｄｎ＝１２－１４－ｐ＊ｎＵｏ＿ｎＵｉｎ＿ｎ槡（１２）圖３輸入電壓波動時的直接功率控制方法波形Ｆｉｇ．３Ｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｄｉｒｅｃｔｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｉｎｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ基于能量守恒原理，控制系統(tǒng)實時對輸入電壓的變化得到相應(yīng)的控制量的變換量，能減小輸入電壓波動對輸出電壓的影響。４仿真與實驗結(jié)果及分析４．１半實物仿真驗證本文搭建基于賽靈思ＸＣ３Ｓ５００Ｅ和ＲＴ－ＬＡＢＯＰ５６００的硬件在環(huán)半實物仿真平臺，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附錄Ａ圖Ａ２所示。全橋隔離ＤＣ／ＤＣ變換器半實物系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)如下：輸出電壓為２００Ｖ，等效電感為１．５ｍＨ，開

力牽引傳動系統(tǒng)的進(jìn)一步輕量化提供了有效途徑。４．２實物實驗驗證為進(jìn)一步驗證在輸入電壓變化時，采用直接功率控制方法，輸出電壓也能保證穩(wěn)定，搭建了基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５控制器的實物實驗平臺，如附錄Ａ圖Ａ６所示。全橋隔離ＤＣ／ＤＣ變換器實物實驗系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)如下：輸出電壓為４０Ｖ，等效電感為０．２ｍＨ，開關(guān)頻率為１０ｋＨｚ，變壓器變比為１，輸入電壓為５０～６０Ｖ。傳統(tǒng)方法與直接功率控制方法在輸入電壓突增和突減時，相應(yīng)的電壓瞬態(tài)實驗波形分別為圖５和圖６所示。圖５輸入電壓突增時Ｕｉｎ和Ｕｏ實驗波形Ｆｉｇ．５ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆＵｉｎａｎｄＵｏｉｎｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｓｔｅｐ－ｕｐｃｏｎｄｉｔｉｏｎ圖６輸入電壓突減時Ｕｉｎ和Ｕｏ實驗波形Ｆｉｇ．６ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆＵｉｎａｎｄＵｏｉｎｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｓｔｅｐ－ｄｏｗｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ由圖５和圖６可得，在采用傳統(tǒng)閉環(huán)控制時，當(dāng)輸入電壓從５０Ｖ突變到５７Ｖ時輸出電壓的動態(tài)調(diào)節(jié)時間為７５ｍｓ，當(dāng)輸入電壓從５７Ｖ突變到５０Ｖ時的動態(tài)調(diào)節(jié)時間為１０３ｍｓ。若采用直接功率控制方法，不論輸入電壓突增還是突減，該方法都具有非�？斓捻憫�(yīng)速度，輸出電壓基本沒有波動。進(jìn)一步驗證了理論分析和半實物仿真的正確性。２０７侯聶，等全橋隔離ＤＣ／ＤＣ變換器的直接功率控制方法

【參考文獻(xiàn)】：
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