針對電網(wǎng)中不確定性事件所帶來的電壓幅值波動問題,提出了一種適用于電壓幅值雙極性調(diào)控的直接式AC/AC變換器拓撲結(jié)構(gòu)。該拓撲是由2個無差分脈沖寬度調(diào)制（PWM）型交流斬波橋臂構(gòu)成的H橋結(jié)構(gòu),具有輸入/輸出"共地"、雙自由度、雙極性調(diào)控與無換流問題等特點。詳細分析了變換器的拓撲構(gòu)成、PWM原理,通過正/反極性場景的分析揭示了其工作模式;在參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上,研制了變換器原理樣機并搭建了動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)。不同工況下的實驗結(jié)果表明,所提出的直接式AC/AC變換器能夠有效抑制電壓幅值波動。 

【文章來源】：電力自動化設(shè)備. 2020,40(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

圖1 雙極性直接式AC/AC變換器拓撲結(jié)構(gòu)

雙極性直接式AC/AC變換器的PWM原理見圖2。圖中，uref1、uref2分別為P型、N型的參考波；uc為PWM載波，本文中選取三角波作為載波進行分析。由圖2可知，P型與N型的PWM原理相同。由于輸入電壓極性對輸出結(jié)果具有直接影響，對比輸入電壓Uin與零電位：當Uin為正極性時，得到高電位；當Uin為負極性時，得到低電位。調(diào)整2個橋臂開關(guān)器件的占空比可以實現(xiàn)對輸出電壓UAB的調(diào)控：當d1≠d2時，輸出電壓不同；當d1=d2時，輸出電壓為0。即該拓撲結(jié)構(gòu)具有d1與d2雙自由度調(diào)控能力，提高了變換器的運行靈活性。由上述分析可知，在工作過程中，該變換器的輸入電壓Uin極性無論正負，在每半個周期內(nèi)8個IGBT中始終有4個常開，另外4個接受調(diào)制進行高頻動作，即在運行過程中，該拓撲結(jié)構(gòu)最多有4個IGBT高頻動作，工作過程中的開關(guān)損耗得到有效降低。2 工作模式分析

為了對場景Ⅰ下的電路工作過程進行詳細分析，依據(jù)電感電流iL的變化情況將AC/AC變換器拓撲結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)劃分為4個過程：a→b;b→c;c→d;d→a。P型與N型橋臂中IGBT的門極信號、電感電流iL與電感電壓uL，如圖3所示。圖中，S1、S1c、S1p、S1cp分別為S1、S1c、S1p、S1cp的驅(qū)動信號。依據(jù)雙極性直接式AC/AC變換器拓撲結(jié)構(gòu)與PWM原理，對該場景正半波的工作過程進行詳細分析，具體如下。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]采用輔助變壓器的全占空比調(diào)節(jié)三電平AC/AC變換器[J]. 金宏,張友軍,王詩頌,丁效平,朱翚,胡慶何.  電力自動化設(shè)備. 2019(06)
[2]應(yīng)用于配電網(wǎng)柔性互聯(lián)的變換器拓撲[J]. 周劍橋,張建文,施剛,蔡旭.  中國電機工程學報. 2019(01)
[3]基于直接AC/AC變換的動態(tài)電壓恢復(fù)器研究[J]. 金楠,康冬祎,崔光照.  電工技術(shù)學報. 2015(11)
[4]級聯(lián)式Buck-Boost AC/AC變換器[J]. 張友軍,丁明昌,任永保,王阿敏,翁振明.  電力自動化設(shè)備. 2010(09)

博士論文
[1]基于虛擬正交源電壓合成策略的直接AC-AC變換拓撲與控制技術(shù)研究[D]. 李楚杉.浙江大學 2014



本文編號：3438650