能量回饋型同相供電系統(tǒng)的單相PWM整流器研究
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6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
裝置設(shè)計(jì)額定容量1 MVA。由于實(shí)驗(yàn)條件限制，目前僅在低壓條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主電路設(shè)計(jì)參數(shù)：LN=1．5 mH，uN=300 V，iN=216 A，Ud=540 V。能量回饋型同相供電系統(tǒng)中，功率單元PWM整流器設(shè)計(jì)指標(biāo)為：①直流母線紋波小于10％；②負(fù)載突變等動(dòng)態(tài)過程中，直流母線電壓短時(shí)間內(nèi)峰值誤差不超過-30％～20％，輸入電流短時(shí)間內(nèi)過流不超過50％；③輸入電流功率因數(shù)不低于0．98。
在實(shí)驗(yàn)中，由于使用高壓探頭的原因，電壓采集信號(hào)為實(shí)際信號(hào)的0．9倍。為準(zhǔn)確標(biāo)示uN相位，采集實(shí)驗(yàn)變壓器初級(jí)電壓380 V。
在穩(wěn)態(tài)條件下分別驗(yàn)證了系統(tǒng)整流供電及系統(tǒng)能量回饋性能，如圖8所示。圖8a中，系統(tǒng)低壓滿載運(yùn)行穩(wěn)定，輸入功率為63 kVA，直流母線紋波小于20 V，經(jīng)測(cè)量功率因數(shù)為0．99。圖8b中，系統(tǒng)低壓回饋穩(wěn)定運(yùn)行，直流母線紋波8％，回饋功率因數(shù)-0．99，電流波形無明顯畸變。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/159527.htm
在動(dòng)態(tài)條件下，分別驗(yàn)證功率單元整流系統(tǒng)以下性能：有、無前饋空載突切額定運(yùn)行，有、無前饋額定突切空載運(yùn)行，如圖9所示。
圖9a中，Ud波動(dòng)峰值160 V，iN超調(diào)峰值70 A，調(diào)節(jié)時(shí)間1．5 s；在圖9b中，Ud波動(dòng)峰值100 V，iN超調(diào)峰值35 A，調(diào)節(jié)時(shí)間0．1 s。圖9c中，Ud波動(dòng)峰值100 V，且存在振蕩；調(diào)節(jié)時(shí)間約為0．5 s。圖9d中，Ud波動(dòng)峰值50 V，無振蕩，調(diào)節(jié)時(shí)間約為0．25 s。可見，加入前饋后，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度明顯加快，完全滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)電氣化鐵路供電中機(jī)車負(fù)載變化頻繁的工況。
7 結(jié)論
針對(duì)能量回饋型同相供電中的大功率低開關(guān)頻率單相PWM整流器，提出一種帶有電壓、電流前饋的控制策略，給出一種適用于該應(yīng)用領(lǐng)域的高速異步采樣調(diào)制方法，并基于DSP及FPGA構(gòu)建了硬件控制系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，控制系統(tǒng)性能良好，可以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，前饋的加入提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，PR調(diào)節(jié)器及高速異步采樣方法可在低開關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)大功率單相正弦電流調(diào)節(jié)。
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