固态变压器双有源直流变换器研究
发布时间：2020-12-20 18:46
近些年来,电力系统迅速发展,其规模不断扩大,电压等级不断提高,负荷种类越来越多元化。传统变压器由于自身功能的限制,不能应对现代电网带来的挑战,此时固态变压器应运而生。固态变压器三级式结构通常包含整流级、隔离级和逆变级,本文主要研究的是固态变压器的隔离级-双有源直流变换器。论文研究分析了双有源直流变换器的拓扑结构以及双有源直流变换器在单移相和单侧双移相这两类典型控制方式下的开关模态,选取负载侧的电容电压作为状态变量,推导建立了双有源直流变换器的小信号数学模型,在此基础上进行了电压闭环控制系统设计,并且通过仿真验证了闭环系统设计的正确性;针对多个双主动桥模块并联时产生的电流均衡问题,提出了一种新型均流控制策略-基于实时电流偏差的均流控制,原理简单,容易实现且精度高。根据双有源直流变换器的稳态数量关系,计算确定了功率电路中开关管等关键元件的参数;分析并计算高频变压器的各种参数,完成高频变压器的设计与制作;设计了以TMS320F28335型DSP为核心的控制环节。通过实验样机进行了双有源直流变换器在单侧双重移相控制下的实验,采集到的实验波形和数据与理论分析相一致,验证了双有源直流变换器的功能以...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DAB单移相控制工作原理波形图
第六个状态图 2.3 双主动桥变换器工作模式Fig.2.3 Double active bridge converter operating mode4）第四个状态（3t 4t ）第四个状态见图 2.3，2t 时刻，1U 侧晶体管1S 、4S 断开，但是此时电感上流经的电流1Li 还是正值，故1U 侧由2D 、3D 续流；而'1U 侧仍然由'1D 、'4D 续流，这个时刻电感所承受的电压就是 '11 U nU，流经其上的电流持续降低，到4t 时刻降至 0，15
图 2.4 单移相控制仿真图Fig.2.4 Single phase-shift control simulation为在PSIM中画出单移相的仿真图,首先对系统的参数进行设定,具体的仿真下表所示：表 2.1 双主动桥单移相控制仿真参数Tab.2.1 Single-phase-shift control simulation parameters for dual-active bridges系统主电路参数输入电压 电感 频率 变比 负载 移相比300V 0.7mH 10kHz 3:1 9.72 0.2单移相控制 将表2.1双主动桥单移相控制仿真参数代入到公式2.19可以计算出双主动桥
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源互联网从概念到行动[J]. 牛禄青. 新经济导刊. 2015(07)
[2]双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器及其功率回流特性分析[J]. 赵彪,于庆广,孙伟欣. 中国电机工程学报. 2012(12)
[3]共同移相角控制下电流源型并联变换器均流分析[J]. 周灵兵,石健将,何湘宁. 中国电机工程学报. 2011(S1)
[4]双向DC/DC变换器的拓扑研究[J]. 童亦斌,吴峂,金新民,陈瑶. 中国电机工程学报. 2007(13)
[5]电力电子技术在电力系统中的应用[J]. 徐政,卢强. 电工技术学报. 2004(08)
[6]电力电子变压器电路拓扑与控制策略研究[J]. 邓卫华,张波,胡宗波. 电力系统自动化. 2003(20)
博士论文
[1]大功率双向DC-DC变换器拓扑结构及其分析理论研究[D]. 许海平.中国科学院研究生院（电工研究所） 2005
[2]软开关双向DC-DC变换器的研究[D]. 陈刚.浙江大学 2001
硕士论文
[1]大功率双向DC/DC变换器的设计与实现[D]. 李新建.河北大学 2017
[2]三相模块级联型固态变压器及其控制策略研究[D]. 李厚芝.山东大学 2017
[3]双有源DC/DC变换器在固态变压器中的应用研究[D]. 封波.山东大学 2015
[4]模块级联型固态变压器及其控制策略的研究[D]. 荣强.浙江大学 2014
[5]三相固态变压器拓扑与控制研究[D]. 莫咏衡.长沙理工大学 2013
[6]基于遗传算法的新型换流变压器损耗研究与优化设计[D]. 孙风云.湖南大学 2012
[7]电子电力变压器的DC-DC变换器[D]. 任蓓蓓.华中科技大学 2012
[8]基于Cuk变换器的高频隔离式三电平变换器研究[D]. 朱玲.南京理工大学 2010
[9]基于DSP数字控制双向全桥DC/DC变换器的研制[D]. 许佳.西安理工大学 2010
[10]大功率双向DC/DC变换器的研究[D]. 高金萍.华中科技大学 2009
本文编号：2928367
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DAB单移相控制工作原理波形图
第六个状态图 2.3 双主动桥变换器工作模式Fig.2.3 Double active bridge converter operating mode4）第四个状态（3t 4t ）第四个状态见图 2.3，2t 时刻，1U 侧晶体管1S 、4S 断开，但是此时电感上流经的电流1Li 还是正值，故1U 侧由2D 、3D 续流；而'1U 侧仍然由'1D 、'4D 续流，这个时刻电感所承受的电压就是 '11 U nU，流经其上的电流持续降低，到4t 时刻降至 0，15
图 2.4 单移相控制仿真图Fig.2.4 Single phase-shift control simulation为在PSIM中画出单移相的仿真图,首先对系统的参数进行设定,具体的仿真下表所示：表 2.1 双主动桥单移相控制仿真参数Tab.2.1 Single-phase-shift control simulation parameters for dual-active bridges系统主电路参数输入电压 电感 频率 变比 负载 移相比300V 0.7mH 10kHz 3:1 9.72 0.2单移相控制 将表2.1双主动桥单移相控制仿真参数代入到公式2.19可以计算出双主动桥
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源互联网从概念到行动[J]. 牛禄青. 新经济导刊. 2015(07)
[2]双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器及其功率回流特性分析[J]. 赵彪,于庆广,孙伟欣. 中国电机工程学报. 2012(12)
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[4]双向DC/DC变换器的拓扑研究[J]. 童亦斌,吴峂,金新民,陈瑶. 中国电机工程学报. 2007(13)
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[6]电力电子变压器电路拓扑与控制策略研究[J]. 邓卫华,张波,胡宗波. 电力系统自动化. 2003(20)
博士论文
[1]大功率双向DC-DC变换器拓扑结构及其分析理论研究[D]. 许海平.中国科学院研究生院（电工研究所） 2005
[2]软开关双向DC-DC变换器的研究[D]. 陈刚.浙江大学 2001
硕士论文
[1]大功率双向DC/DC变换器的设计与实现[D]. 李新建.河北大学 2017
[2]三相模块级联型固态变压器及其控制策略研究[D]. 李厚芝.山东大学 2017
[3]双有源DC/DC变换器在固态变压器中的应用研究[D]. 封波.山东大学 2015
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[6]基于遗传算法的新型换流变压器损耗研究与优化设计[D]. 孙风云.湖南大学 2012
[7]电子电力变压器的DC-DC变换器[D]. 任蓓蓓.华中科技大学 2012
[8]基于Cuk变换器的高频隔离式三电平变换器研究[D]. 朱玲.南京理工大学 2010
[9]基于DSP数字控制双向全桥DC/DC变换器的研制[D]. 许佳.西安理工大学 2010
[10]大功率双向DC/DC变换器的研究[D]. 高金萍.华中科技大学 2009
本文编号：2928367
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