【摘要】：電力試驗(yàn)電源適用于發(fā)電廠、變電站及大中型工業(yè)企業(yè),可作為標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)試驗(yàn)電源；又可作為便攜式直流電源,為二次設(shè)備的可靠供電提供保障。隨著我國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展,電力試驗(yàn)電源在電力操作、檢修試驗(yàn)方面的需求越來(lái)越大,電力試驗(yàn)電源的性能也在不斷提升。本文研究的雙向功率電力試驗(yàn)電源,由于其功率雙向流動(dòng)的特性,既能作為標(biāo)準(zhǔn)的電力試驗(yàn)電源,又能作為蓄電池等的充放電儀來(lái)使用。該電力試驗(yàn)電源有一機(jī)多用的特點(diǎn),應(yīng)用場(chǎng)合廣,設(shè)備利用率高,可降低設(shè)備成本。此外,其作為蓄電池放電儀的時(shí)候能夠?qū)⒛芰炕仞伣o電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了能源的回收利用,符合當(dāng)今社會(huì)所倡導(dǎo)的節(jié)約能源的主題。本文提出了全數(shù)字化控制的雙向功率電力試驗(yàn)電源總體方案,并選擇了前級(jí)單相PWM可逆整流器、后級(jí)雙向全橋DC/DC變換器的兩級(jí)式結(jié)構(gòu)拓?fù)�。其�?單相PWM可逆整流器具有諧波含量低,可以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)等特點(diǎn)；采用有源鉗位的雙向全橋DC/DC變換器能夠有效抑制開關(guān)管的電壓尖峰,實(shí)現(xiàn)降壓型全橋的零電壓零電流開關(guān),降低了升壓型全橋的開通損耗。論文分析研究了PWM可逆整流器的原理,并且分析了其整流和有源逆變工作模式時(shí)的控制策略；分析研究了雙向全橋DC/DC變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理,以及有源鉗位網(wǎng)絡(luò)對(duì)雙向全橋DC/DC變換器的電壓尖峰抑制、軟開關(guān)控制的優(yōu)化和升壓型全橋的軟啟動(dòng)等問(wèn)題,并分析了其工作在BUCK全橋和BOOST全橋模式時(shí)的控制策略,同時(shí)給出了有源鉗位驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生方法。論文分析了前后兩級(jí)協(xié)調(diào)工作的原理,設(shè)計(jì)了基于dsPIC33F數(shù)字控制器的數(shù)字控制系統(tǒng)。并給出了前級(jí)交流電感和后級(jí)高頻變壓器、濾波電感等關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)方法,編寫了的軟件程序,通過(guò)仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)正確性和可行性。最后,基于理論分析和仿真研究,設(shè)計(jì)了一臺(tái)最大輸出250V／5A的全數(shù)字化控制實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,前后兩級(jí)均可實(shí)現(xiàn)功率雙向流動(dòng),且效率較高。前級(jí)PWM可逆整流器功率因數(shù)較高,電流畸變率小；后級(jí)雙向全橋DC/DC變換器采用有源鉗位后,開關(guān)管電壓無(wú)尖峰,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了BUCK全橋的ZVZCS和BOOST全橋的低電壓開通,此外,數(shù)字控制調(diào)試方便,單片機(jī)外圍控制電路簡(jiǎn)單,具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

邐雙向功率電力試驗(yàn)電源研究邐逡逑輸出電壓不可控，并且需要較大的ＺＣ濾波器；化）為晶閩管相控整流方式，該逡逑方式輸出電壓可控，在化輸出電壓時(shí)候功率因數(shù)很低，并且仍然存在不控整流的逡逑不足之處；（Ｃ）為帶工頻變壓器的相控整流，輸入和輸出之間有電氣隔離，但是逡逑工頻變壓器體積大，并且該方式仍存在相控整流的缺點(diǎn)；（ｄ）為不控整流加非隔逡逑離ＤＣ／ＤＣ變換方案，該方案由于有一級(jí)ＤＣ／ＤＣ變換，可輸出穩(wěn)定的直流電壓，逡逑需要的ＺＣ濾波器也較小，而且變換器體積較小，功率密度較高，但仍存在著輸逡逑入和輸出沒(méi)有電氣隔離的缺點(diǎn)，而且網(wǎng)側(cè)電流諧波含量較高，變換器功率因數(shù)較逡逑低；（ｅ）為不控整流加隔離型ＤＣ／ＤＣ變換方案，該方案為（ｄ）的改進(jìn)型，實(shí)現(xiàn)逡逑了輸入和輸出之間的電氣隔離，但沒(méi)有解決網(wǎng)側(cè)電流諧波含量高、變換器功率因逡逑數(shù)低的問(wèn)題；（ｆ）為不控整流加ＰＦＣ級(jí)再加隔離型ＤＣ／ＤＣ變換方案，該方案通逡逑過(guò)增加了一級(jí)ＰＦＣ電路，克服了（ｅ）方案的不足，變換器功率因數(shù)高，網(wǎng)側(cè)諧逡逑波含量低Ｗ。逡逑－－￣－－

常規(guī)的ＤＣ／ＤＣ變換器拓?fù)溆捎谟卸䴓O管等單向開關(guān)，功率只能單向流動(dòng)，逡逑如圖１－３邋（ａ）所示，單向ＤＣ／ＤＣ的基本變換單元如圖１－４邋（ａ）所雨要實(shí)現(xiàn)功逡逑率的雙向流動(dòng)，可反向并聯(lián)兩個(gè)單向變換器，如圖１－３邋（ｂ）所示，但送種方案逡逑需要兩套變換器，，X椉恿俗芴宓緶返母叢有裕夯蛘卟捎盟蜆β柿鞫耐仄�，全k義賢跡保靛澹ǎ茫┧荊浠頸浠壞ピ繽跡保椿┧荊恍櫨糜性純靨婊煌仄隋義現(xiàn)形拊純�，技儔劦现功率双向流动Ｗ。辶x瞎β收蛄鞫危�，邋匚邋ＩＵd喂β收蛄鞫義希ǎ椋椋

本文編號(hào)：2545843