二極管箝位級(jí)聯(lián)拓?fù)湓谥彬?qū)風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
作者：
時(shí)間：2008-10-14
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
收藏
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
根據(jù)以上拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制原理，利用仿真軟件PSIM6．0搭建了系統(tǒng)模型。仿真參數(shù)如下：每一支路的直流側(cè)電壓為±400V，直流側(cè)電容為3400μF(6800μF兩串)，功率器件為IGBT和二極管，為簡(jiǎn)化仿真，輸出采用LC濾波+星接阻，開(kāi)關(guān)頻率為3kHz。
以下主要給出三相二極管箝位五電平級(jí)聯(lián)H橋逆變器的仿真波形。圖3所示是一相的相電壓仿真波形及其FFT分析，從圖3(a)可以看出，輸出相電壓波形為9電平，最高平臺(tái)電壓為1．6kV，圖3(b)為對(duì)應(yīng)的FFT分析，可見(jiàn)諧波主要集中在開(kāi)關(guān)頻率的4n(n=1，2，3…)倍頻率處，也即12kHz的整數(shù)倍頻率附近，可見(jiàn)采用這種控制方法，使逆變器的等效開(kāi)關(guān)頻率提高為原來(lái)的4倍。
根據(jù)系統(tǒng)原理和仿真結(jié)果構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：移相變壓器變比為1:1:，直流側(cè)電容為兩個(gè)6800μF電解電容串聯(lián)，逆變器功率模塊采用三菱公司IPM模塊，控制器采用TMS320F2407+FPGA，負(fù)載參數(shù)與仿真相同，L=3mH，C=50μF，R=50Ω；輸出電壓頻率為50Hz，開(kāi)關(guān)頻率為3kHz。由于受實(shí)驗(yàn)條件限制，實(shí)驗(yàn)中直流側(cè)電壓相對(duì)較低，將在隨后的研究中進(jìn)一步提高電壓等級(jí)。
以下是部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖6是輸入側(cè)電壓電流和直流側(cè)電壓波形，其中uia(Ch1)和iia(Ch3)分別是移相變壓器輸入側(cè)a相電壓和電流波形，udc是直流側(cè)電壓(Ch2)波形。從圖中可以看到，電流波形接近正弦波，和輸入電壓的相位基本一致，可見(jiàn)通過(guò)移相變壓器和12脈波整流器，能夠明顯改善輸入側(cè)的電流波形質(zhì)量，提高輸入功率因數(shù)，降低發(fā)電機(jī)的諧波損耗，通過(guò)12脈波整流器得到的直流側(cè)電壓較為平穩(wěn)，能夠滿足逆變器的需要。
5 結(jié)語(yǔ)
本文采用的二極管箝位五電平H橋級(jí)聯(lián)拓?fù)?，結(jié)合了兩種多電平拓?fù)涞膬?yōu)勢(shì)，使輸出電壓在常規(guī)二極管箝位三電平電路的基礎(chǔ)上有了較大提高，相對(duì)于常用的單相級(jí)聯(lián)H橋結(jié)構(gòu)，需要較少的獨(dú)立直流源，結(jié)合12脈波整流電路，對(duì)其在直接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，而多相永磁同步發(fā)電機(jī)目前的應(yīng)用也逐漸增多，可以提供所需的多路獨(dú)立直流電源。采用消諧波SPWM和載波相移SPWM相結(jié)合的載波調(diào)制方法，通過(guò)多路相位不同的三角載波與調(diào)制波比較，產(chǎn)生功率器件需要的驅(qū)動(dòng)脈沖，控制簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，基于DSP+FPGA的脈沖發(fā)生電路，使多路驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)生變得簡(jiǎn)單。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，把消諧波SPWM和載波相移SPWM相結(jié)合的控制方法應(yīng)用于二極管箝位五電平級(jí)聯(lián)H橋拓?fù)渲?，能夠進(jìn)一步提高輸出功率和電壓等級(jí)，提高等效載波頻率，降低器件的開(kāi)關(guān)損耗和輸出濾波器的體積，為直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)在輸出沒(méi)有變壓器的情況下直接并入中壓電網(wǎng)提供了可能。
模擬電路相關(guān)文章:模擬電路基礎(chǔ)
評(píng)論