基于LLC谐振变换器的电力电子变压器研究

发布时间：2021-07-04 11:30

　　介绍一种基于LLC谐振变换器的电力电子牵引变压器（PETT）功率单元系统的设计以及应用,该系统具备软开关技术、高频模块化设计及功率双向流动等优势。以高压功率模块、中频变压器等为载体进行了单元系统在牵引和制动工况下的满载试验及负载突变试验验证,通过相关试验波形和数据证明了该LLC谐振变换电路在工程应用中的有效性和可靠性。 

【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(09)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图２?ＰＥＴＴ单元系统电路拓扑结构??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ＰＥＴＴ?ｕｎｉｔ?ｓｙｓｔｅｍ??

体的顶、底、前面以及最??高电压侧面开展绝缘设计。此设计的绝缘侧板、绝??缘子、绝缘支架、绝缘底座等部件采用绝缘材料、??绝缘工艺保证模块间、高压接口以及其他高压设??备的相互绝缘和对地绝缘。在柜体内的布局及安??装上，严格按照耐压要求计算并增加绝缘处理，确??保电气间隙和爬电距离设计满足标准要求。??３控制策略分析??３．１?级联Ｈ桥控制??级联Ｈ桥式变换器中所采用控制方式为电压??电流双闭环。其中电流环为内环，使用ＰＲ控制器；??电压环为外环，使用ＰＩ控制器，控制框图见图３。??图３级联Ｈ桥控制框图??Ｆｉｇ．?３?Ｃａｓｃａｄｅ?Ｈ－ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ??联出流ｋｖ??－ｏ并输直．８－ｏ??６８??

ＩＳ??．Ｑ．??首先是电压外环设计。ＰＩ控制器的传递函数：??Ｇ（ｓ）＝Ｋｐ＋＾－?（２）??根据给定电压－整流器输出电压，完成外环ＰＩ??控制器的程序化。??其次是电流内环设计，ＰＲ控制器传递函数：??Ｇ（ｓ）＝Ｋｐ＋－??２尺抑＃??（３）??５２＋２〇＞ｃＳ＋６＞〇２??根据式（３）完成了?ＰＲ控制器的设计，将得到??的结果送至现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ），ＦＰＧＡ会??将结果调制为所需要的ＰＷＭ波。??３．２?ＬＬＣ控制技术??ＬＬＣ谐振变换器的拓扑结构如图４所示。ＬＬＣ??谐振变换器由初级Ｈ桥、中频变压器、次级Ｈ桥??以及谐振网络为谐振电感；为谐振电容）组??成。其中Ｗ为ＰＥＴＴ的中间直流侧电压；Ｒ为??ＬＬＣ谐振变换器的输出直流电压。??（／，〇：??Ｕ〇??图４?ＬＬＣ谐振变换器的拓扑结构??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＬＬＣ?ｒｅｓｏｎａｎｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??为实现功率双向流动，ＬＬＣ谐振变换器的控??制方式采用变频控制，对变压器初、次级的开关器??件施加驱动脉冲以控制幵关器件的通断。ＬＬＣ谐??振变换器控制框图见图５，ＬＬＣ谐振变换器采用??电压单闭环控制，ＬＬＣ谐振变换器的输出电压和??参考值比较后，经过Ｐ丨调节器后得到一个控制信??号知，然后经脉冲发生器将仏转变为对应频率??的方波信号以控制开关器件的通断，因此无论变??换器处于功率正向还是功率反向工作状态，通过??调节变换器的开关频率以保持输出电压稳定｜６１。??＂ｏｒｃｆ??ＪＬ＜??ＬＬＵ?＾??图５?ＬＬＣ谐振变换器的控制框图??Ｆｉｇ．?５?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇ

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LLC谐振变换器的电力电子牵引变压器控制策略研究[J]. 刘建强,赵楠,孙帮成,汪洋,齐洪峰.  电工技术学报. 2019(16)
[2]应用于电力电子变压器的双向DC-DC变换器综述[J]. 汪洋,赵楠,张捷频,杨景熙,刘建强.  大功率变流技术. 2017(04)
[3]铁道牵引单相电力电子变压器及控制[J]. 李伟,张黎.  铁道学报. 2013(04)
[4]车载牵引变压器小型轻量化研究[J]. 张雪原,吴广宁,何常红,蒋伟.  机车电传动. 2007(04)



本文编号：3264707