高頻軟開關靜止變流器並聯研究

2020-11-23 電子產品世界

摘要：採用公用電壓外環方案, 實現了三臺1KVA 基於高頻零電壓開關靜止變流器模塊的並聯輸出。三臺靜止變流器模塊均為電壓、電流雙環控制, 通過公用電壓調節器穩定並聯繫統的輸出電壓及頻率, 同時產生統一的模塊電流給定信號。各並聯模塊工作於電流跟蹤壯態, 從而實現各航空靜止變流器模塊的均流並聯。該並聯方案僅有一條均流控制線連接且無須外加均流控制電路, 不需要輸出隔離變壓器以及複雜的均流控制電路,具有簡單可靠、均流精度高、體積小、重量輕和組合方便等優點, 可以有效地提高航空靜止變流器的可靠性、可擴展性及可維護性。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163812.htm

敘詞：航空靜止變流器 並聯 高頻軟開關
1 引　　言

國外航空靜止變流器目前已經系列化,單相靜止變流器從50VA～6KVA有20個功率等級,三相靜止變流器從150VA～12KVA有11個功率等級,其中基本模塊有6個,最大功率為1kVA,功率密度為6.1kg/kVA。許多功率等級的產品,尤其是大於1kVA的產品多採用由幾個基本模塊構成的模塊方案,。目前國內的航空靜止變流器僅有三個品種,最大功率為1kVA,大於1kVA的仍然使用旋轉變流器,且不能並聯工作,與先進國家差距較大。

航空靜止變流器的模塊化及系列化設計可以有效地提高系統的通用型、可靠性、可維護性及可擴展性。採用多個電源模塊並聯組合成大功率電源是實現電源高可靠性的關鍵,本文在成功研製1kVA高頻軟開關航空靜止變流器模塊的基礎上,進一步研究了由多個單相模塊組合成大功率航空靜止變流器的方案。實驗表明,採用模塊並聯方案具有簡單可靠、效率高、體積小等優點,對提高航空靜止變流器的可靠性、可維護性和通用性具有重要意義。

2　系統構成及工作原理

3kVA高頻軟開關航空靜止變流器採用3臺1kVA 27VDC/115V 400Hz單相DC/AC航空靜止變流器模塊並聯構成(見圖1)。3臺航空靜止變流器模塊均為電壓、電流雙環控制,通過公用電壓調節器穩定並聯繫統的輸出電壓及頻率,同時產生統一的模塊電流給定信號,各並聯模塊工作於電流跟蹤壯態,從而實現各航空靜止變流器模塊的均流並聯。該方案簡單可靠,模塊間僅有一條電流給定線連接,不需要輸出隔離變壓器以及複雜的均流控制電路,因此體積小、重量輕。



圖1系統構成及工作原理框圖

2.1　1kVA單相軟開關航空靜止變流器模塊的構成及工作原理

1kVA 27VDC/115V 400 Hz AC航空靜止變流器模塊由DC/DC變換、DC/AC逆變、吸收電路、控制保護電路及機內電源等組成(見圖2)。DC/DC變換部分採用兩路交錯並聯有源箝位軟開關正激變換器輸出100kHz、佔空比可變的周期過零的脈衝波。DC/AC逆變採用V6~V9組成橋式逆變器,經離散脈衝滯環控制(DPM),在直流母線電壓Ub過零時進行開關切換,實現了開關管的零電壓開關。逆變橋輸出調製電壓,經濾波電感Lf、電容Cf濾波後,得到115V/400Hz的單相交流電輸出。



圖2　單逆變模塊主電路拓撲圖

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