新一代高压变频器混合型整流级直流电压脉动研究
发布时间：2021-11-10 05:29
混合无桥级联（HybridCascadedBridgeless, HCB）是一种能量单向传输的高压拓扑,作为新一代无工频变压器高压变频器的整流级,可在实现单位功率因数运行的同时,极大的减少全控型器件的使用。但由于其工作过程的特殊性,导致不同类型级联桥的直流侧脉动不一致,这将影响到对直流侧后级供电的一致性。在HCBR运行与控制的基础上,对直流电压脉动不一致的成因进行了分析,推导了适合HCBR可靠运行的直流电压升压比,并给出HCBR直流电容值的设计方法。仿真结果验证了理论分析的正确性。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(15)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
C1≠C2时HCBR系统仿真
由于风机、泵机等设备，能量仅需单方向的传输，传统四象限运行的整流级拓扑被进一步的研究和改良[11-15]。文献[16]提出的一种混合无桥的级联结构，作为新一代高压变频器的整流级，可在不影响控制性能的前提下，极大地减少全控型器件的数量，从而降低新一代变频器的成本。其单相两桥级联拓扑如图2所示。图2 单相两桥HCBR拓扑图
图1 基于高频隔离的新一代高压变频器图中HCBR包含一个全控H桥(以下简称全桥)与一个无桥混合级联，整流器通过滤波电感L连接到电网上，us为电网电压，ucon为HCBR交流侧的输入电压。作为变频器的整流级，类比全控型H桥级联整流(Cascaded H Bridge Rectifier CHBR)控制，HCBR运行时应满足两个基本条件：交流侧功率因数可控；级联桥直流侧电压平衡。文献[17]介绍了单相dq旋转坐标系下的CHBR矢量控制，采用相内均压环控制各级联桥有功功率输入，单位功率因数运行时，控制各桥吸收相同的无功功率。由于CHBR各级联桥结构相同，后级直流侧负载类型、大小也基本相同，因此各桥直流电容的设计并无差异。文献[18]依据CHB的运行方式，推导了CHB直流侧电压的脉动情况，并给出了CHB做无功补偿时的容量计算方法。不同于CHBR的调制方式，HCBR中的无桥在电网电流is过零点处存在调制死区，若将传统CHBR的控制方法直接移植到HCBR，会给电网电流引入较多的谐波量，文献[19]为减少无桥调制死区的影响，控制无桥调制波指令与电网电流同方向，全桥调制波指令由HCBR交流所需输出总调制波指令减去无桥调制波指令获得。此方法虽然可以减少调制死区的影响，但会使两桥对功率的吸收变得不均衡，从而影响到两桥直流电压的脉动，但文献[19]并未就此问题展开讨论。
本文编号：3486675
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(15)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
C1≠C2时HCBR系统仿真
由于风机、泵机等设备，能量仅需单方向的传输，传统四象限运行的整流级拓扑被进一步的研究和改良[11-15]。文献[16]提出的一种混合无桥的级联结构，作为新一代高压变频器的整流级，可在不影响控制性能的前提下，极大地减少全控型器件的数量，从而降低新一代变频器的成本。其单相两桥级联拓扑如图2所示。图2 单相两桥HCBR拓扑图
图1 基于高频隔离的新一代高压变频器图中HCBR包含一个全控H桥(以下简称全桥)与一个无桥混合级联，整流器通过滤波电感L连接到电网上，us为电网电压，ucon为HCBR交流侧的输入电压。作为变频器的整流级，类比全控型H桥级联整流(Cascaded H Bridge Rectifier CHBR)控制，HCBR运行时应满足两个基本条件：交流侧功率因数可控；级联桥直流侧电压平衡。文献[17]介绍了单相dq旋转坐标系下的CHBR矢量控制，采用相内均压环控制各级联桥有功功率输入，单位功率因数运行时，控制各桥吸收相同的无功功率。由于CHBR各级联桥结构相同，后级直流侧负载类型、大小也基本相同，因此各桥直流电容的设计并无差异。文献[18]依据CHB的运行方式，推导了CHB直流侧电压的脉动情况，并给出了CHB做无功补偿时的容量计算方法。不同于CHBR的调制方式，HCBR中的无桥在电网电流is过零点处存在调制死区，若将传统CHBR的控制方法直接移植到HCBR，会给电网电流引入较多的谐波量，文献[19]为减少无桥调制死区的影响，控制无桥调制波指令与电网电流同方向，全桥调制波指令由HCBR交流所需输出总调制波指令减去无桥调制波指令获得。此方法虽然可以减少调制死区的影响，但会使两桥对功率的吸收变得不均衡，从而影响到两桥直流电压的脉动，但文献[19]并未就此问题展开讨论。
本文编号：3486675
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