以無工頻變壓器電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)為應(yīng)用背景,對(duì)其中的全橋隔離DC/DC變換器開展研究。在電力牽引傳動(dòng)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(dòng),該二倍頻脈動(dòng)可能會(huì)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(dòng)對(duì)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(dòng)態(tài)變化時(shí)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(dòng)以及突變情況下的動(dòng)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(shí)物仿真平臺(tái)和基于TMS320F28335控制器的實(shí)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)所提出的控制方法進(jìn)行驗(yàn)證,半實(shí)物仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在輸入電壓突變、輸入電壓含有脈動(dòng)和波動(dòng)的情況下,該直接功率控制算法能有效提高輸出電壓的動(dòng)態(tài)性能,減小輸入電壓擾動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響。 

【文章來源】：電力系統(tǒng)自動(dòng)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(jiǎn)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(jì)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(dòng)的抑制輸入電壓含有波動(dòng)時(shí)，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(gè)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(gè)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(dòng)時(shí)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(shí)時(shí)對(duì)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(dòng)對(duì)輸出電壓的影響。４仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析４．１半實(shí)物仿真驗(yàn)證本文搭建基于賽靈思ＸＣ３Ｓ５００Ｅ和ＲＴ－ＬＡＢＯＰ５６００的硬件在環(huán)半實(shí)物仿真平臺(tái)，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(shí)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(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)一步輕量化提供了有效途徑。４．２實(shí)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為進(jìn)一步驗(yàn)證在輸入電壓變化時(shí)，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(shí)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如附錄Ａ圖Ａ６所示。全橋隔離ＤＣ／ＤＣ變換器實(shí)物實(shí)驗(yàn)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(shí)，相應(yīng)的電壓瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)波形分別為圖５和圖６所示。圖５輸入電壓突增時(shí)Ｕｉｎ和Ｕｏ實(shí)驗(yàn)波形Ｆｉｇ．５ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆＵｉｎａｎｄＵｏｉｎｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｓｔｅｐ－ｕｐｃｏｎｄｉｔｉｏｎ圖６輸入電壓突減時(shí)Ｕｉｎ和Ｕｏ實(shí)驗(yàn)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(shí)，當(dāng)輸入電壓從５０Ｖ突變到５７Ｖ時(shí)輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間為７５ｍｓ，當(dāng)輸入電壓從５７Ｖ突變到５０Ｖ時(shí)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)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(dòng)。進(jìn)一步驗(yàn)證了理論分析和半實(shí)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)】：
期刊論文
[1]單相三電平脈沖整流器無鎖相環(huán)直接功率控制[J]. 馬俊鵬,宋文勝,馮曉云.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(07)
[2]新型模塊化高壓大功率DC-DC變換器[J]. 趙成勇,李路遙,翟曉萌,黃曉明,陸翌,裘鵬.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2014(04)
[3]含DC/DC變換器全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全充放電策略[J]. 李輝,季海婷,付博,楊超,秦星,陳耀君.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(24)
[4]應(yīng)用于微逆變器的高增益DC/DC變換器設(shè)計(jì)[J]. 王挺,湯雨.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(13)
[5]牽引變流器–電機(jī)拍頻現(xiàn)象及其抑制方法[J]. 茍斌,馮曉云,宋文勝,韓坤,葛興來.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(09)
[6]雙重移相控制的雙向全橋DC-DC變換器及其功率回流特性分析[J]. 趙彪,于慶廣,孫偉欣.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(12)
[7]燃料電池混合動(dòng)力車輛多能源管理策略[J]. 李奇,陳維榮,劉述奎,宋文勝,楊順風(fēng).  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(S1)
[8]基于直流電網(wǎng)的非并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)及其控制策略[J]. 陳杰,張先進(jìn),龔春英,嚴(yán)仰光.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2009(10)



本文編號(hào)：3567964