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关于电力电子变压器工程化的问题探讨
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-10 | 176 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  3 邓剑琪(以色列Elspec公司)一点想法

  对于电力电子变压器工程化的研究,包括过电压的限值、高频带来的振动噪音、以及传导和辐射的电磁兼容问题,这些都是很重要的。我个人觉得除了从拓扑形态、控制方式进行研究外,对于变压器高频传输部分也要进行研究,在中压配电由于绝缘水平的限制,提高频率不一定显著减少PET的体积,是否可以降低开关频率,或者增加磁通密度减少匝数,进而减少变压器的阻抗。

  如果是传统的高频变压器直接载波输出、副边没有一个变流环节,负载突变时尖峰过电压是发生在高频变压器的输出侧;如果是如图2的AC-DC-AC型、副边又有一个变流环节,负载突变时尖峰过电压是发生在副边变流环节的输出侧,这个时候功率和能量流动是怎样的,控制策略是主要针对哪一个变流环节(尽快降低副边输出环节的调制比),这个也希望能和大家一起探讨。

  4 吕征宇(浙江大学电力电子技术研究所)问题分析

  对于上图的情况,负载突变时尖峰过电压的本质通常分为两种状况:一、突然断电造成输出电感能量无法正常泄放(这种情况在直流中也是存在的,只不过DC Link电容通常较大,往往不太严重)。对于此,必须限制输出电感的大小,或是为电感能量找到泄放回路。这个需要用硬件解决。二、交流输出的双环控制回路的电流给定调整反应太慢,这需要针对性地改进反馈控制特性,“尽快降低副边输出环节的调制比”;或是加过压封闭PWM的紧急措施。相对而言,这些可以用软件来解决。

  5 吕征宇(浙江大学电力电子技术研究所)一点想法

  常规变压器的阻抗,或者说漏阻抗是决定变压器特性软硬的因素,通常增加铁芯的磁密可以降低漏阻抗的相对压降比例。因高频变压器的磁密往往较低,其漏阻抗问题比较突出。然而要修正这一问题,可以通过有源与无源两个思路来解决问题,以下是五点想法:

  (1)首先从无源出发,电子变压器应选取磁密比较高的磁材例如非晶材料,而原副边传递功率的工作波形频率尽量压到10kHz以内,如是则漏阻抗问题会对减轻。

  那么频率更高不好么?由于绝缘问题、功率半导体器件问题,目前实在没有必要进一步提升工作频率了。

  (2)若从有源方案出发,则办法会多一些。其一:建议采用类似于弹簧变换器的思路,在副边用电容器储存部分能量,在副边负载突变的情况下提供能量,即用来作为能量吞吐的部件。这一能量不用很大,因为通过原边的逆变电路控制调节,也可以增加能量的供应。电容的储能只要能够覆盖调节的带宽就可以了,较快的调节速率对应较小的储能。其二:通过将副边负载信息加工,直接改变原边的控制脉冲,可以抑制副边的电压变化幅度;结合副边电容储能,则效果更好。我感觉“其二”会比较好,代价更低。

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