0 مقدمة
عالية الجهد DC امدادات الطاقة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات. ثلاث مراحل تسيطر المعدل هو جزء مهم من الجهد العالي التيار المستمر هو . يحدث أعلى مستوى الجهد نظام امدادات الطاقة التالية المشكلة عند استخدام التقليدية من ثلاث مراحل التي تسيطر عليها المعدل: (1) ثلاث مراحل المعدل للرقابة والعاكس لارتفاع وتيرة تبديل الأجهزة على الشبكة التلوث التوافقي خطيرة؛ (2 ) ثلاث مراحل الانتاج المعدل تحكم الجهد ليس قابل للتعديل، لذلك أن التيار الكهربائي مستوى انتاج التيار الكهربائي عالية الجهد يمكن تعديلها دون طائفة واسعة، (3) عندما يحتاج إمدادات الطاقة عالية الجهد إعادة تشغيل، وهطول الأمطار كهرباء مع ارتفاع الجهد امدادات الطاقة ، عندما قام ثلاثة إعادة تشغيل المرحلة المعدل فصل مكثف الجهد لا يزال مشاكل العالية والسلامة لإعادة تشغيل لاحقة من امدادات الطاقة.
من أجل حل المشاكل المذكورة أعلاه، اقترح في السنوات الأخيرة عددا من عملية جديدة ومحسنة لPWM المعدل ثلاث مراحل. وثيقة باستخدام ستة من ثلاث مراحل التحول المعدل طوبولوجيا، فمن الممكن الحصول على عامل قوة عالية، ولكن لا يمكن أن تنظم انتاج التيار الكهربائي. وثيقة ويتحقق أن تنظيم الجهد الناتج في أوسع نطاق الإدخال الجهد، ويجب أن يكون المعدل الناتج الجهد أكبر من الجهد المدخلات، منظم باك لا يمكن أن يتحقق. وثيقة يزيد من معامل القدرة من المعدل، وعلى الجانب DC من المعدل الناتج الجهد يجب أن يكون أقل من الجهد المدخلات، ومنظم لا يمكن أن يؤديها في نطاق واسع.
واستنادا إلى البحوث من التقليدية ثلاث مراحل ستة من منظم التبديل، يقترح PWM تحويل تعديلها. تم تصميم هذه المقالة PWM تحويل تحقيقه عن طريق إضافة مفتاح بدء التشغيل لينة يمكن السيطرة عليها، بعد بدء قياس لتحقيق عامل الطاقة العالية من خلال التنبؤ متجه الفضاء نبض تعديل العرض الحالي (من SVPWM) وزيادة توسيع نطاق تنظيم انتاج التيار الكهربائي. التصميم الجديد للدائرة حماية، لحماية الزناد فصل مكثف الجهد يسقط بسرعة إلى الصفر، بحيث بداية العرض وارتفاع ضغط الأمن وقت، ودعم مرارا وتكرارا إعادة تشغيل نظام امدادات الطاقة (مثل المرسبات الكهروستاتيكية مع ارتفاع الجهد DC امدادات الطاقة).
1.1 تصميم من ثلاث مراحل PWM المعدلات
واستنادا إلى دراسة المقوم التحول مرحلة ثلاثة ستة، نقترح تحسن ثلاث مراحل PWM تحويل، كما هو مبين في الشكل.
في هذه الورقة تقوم على ثلاث مراحل المعدل ثلاث مراحل ستة PWM التبديل المعدل التقليدي على إضافة Q7، Q8 والمقاوم RS التبديل، في حالة الطاقة عالية الجهد تستخدم عادة تبديل IGBT.
1.2 تحسين وضع العمل PWM تحويل
تحسين تحويل يعمل في ثلاثة أوضاع التشغيل، ووضع مقوم على التوالي من ثلاث مراحل للرقابة، وثلاثة المرحلة التي تسيطر عليها وضع المعدل، الوضع المحمي. FIG 2 هو الموجي نبض في دفع ثلاثة أساليب عملها من PWM المعدل ثلاث مراحل والتبديل الموافق الموجي من الجهد الناتج فولت.
أثناء بدء التشغيل، في حين يضاف الدائرة بداية لينة من المرحلة السابقة، والحفاظ على التبديل الترانزستور Q1 ~ كان Q6 و Q8 في ولاية OFF، والعمل المعدل ثلاث مراحل من خلال الصمام الثنائي الطفيلية، المعدل ثلاث مراحل التي تسيطر عليها المعدل الطريقة، والتبديل الثابتة Q7 هو تردد التبديل من الأنبوب، لتنفيذ ربط الجهد DC زيادة فولت تدريجيا عن طريق زيادة ببطء الوقت التوصيل من Q7. ومتقطعة لا تصحيح معامل القدرة، لأن المقوم يعمل في الجهد المنخفض دولة الحمل الخفيف، والوقت قصير، لا يعطي سبب بعض التلوث على الشبكة.
عندما يصل انتاج التيار الكهربائي الجهد محددة سلفا، يتم تبديل Q7 للدولة مفتوحة بشكل طبيعي، مع الحفاظ على التبديل الترانزستور Q1 ~ Q6 إلى العمل، في ثلاث مراحل المقوم السيطرة وضع يعدل، وينفذ تصحيح معامل القدرة لتجنب التسبب في التلوث على الشبكة. سيطرة حلقة مغلقة من الحافلة الجهد DC فولت تستمر في النمو ببطء حتى تصل إلى مسبقا تصنيفا انتاج التيار الكهربائي. تقييمه مقوم السلطة في وضع التصميم.
عندما حمل طفرة، ويزيد IO الحالي بشكل حاد، تجاوزت قيمة وقائية على الزناد مجموعة في الوضع المحمي، العاكس ليكون مؤمنا، إيقاف التبديل Q1 ~ Q7، Q8 يتم تشغيلها مفتاح فصل في وقت واحد سريعة RS المقاوم التفريغ مكثف، لتجنب مصدر الجهد العالي بسبب إعادة تشغيل الطاقة الكهربائية المخزنة في مكثف كهربائيا المشارك هو أي خطر من إطلاق عرضي.
1.3 تحسين ثلاث مراحل PWM المعدل بدء تحليل
بداية لينة التقليدي هو بداية الأجهزة لينة، وبعد الانتهاء من المعلمات تصميم الدوائر، ويتم تحديد الوقت أيضا، لا يمكن تعديل بمرونة وقت البدء بدء. يتم توصيل التقليدية الدائرة لينة بداية في سلسلة من خلال يصبح كل مرحلة الدائرة بداية لينة والمقاوم تحويلة تبدأ لينة لينة تنفيذ تعقيد بداية التتابع.
تم تحسين هذا التصميم الانتهاء من المرحلة PWM بداية لينة Q7 من خلال زيادة التحول إلى الارتباط DC تحقيقه، هو البرمجيات التي تسيطر بداية لينة، بالمقارنة مع بداية لينة التقليدية، لينة تحكم بداية المادة مرنة، وفقا للتطبيق الفعلي، لتحقيق مرونة وضع لينة بداية من خلال برنامج حاسوبي. وبالمقارنة مع الدوائر بدء الناعمة التقليدية، طوبولوجيا بداية لينة الموصوفة هنا هو بسيط نسبيا.
بعد بدء إغلاق Q7 التبديل الترانزستور عادة، فإنه سوف يسبب بعض الخسائر التوصيل. اختيار عالية الجهد تطبيقات IGBT السلطة عادة كجهاز التبديل، وعادة ما تسبب فقدان التبديل مغلقة بسبب انخفاض الجهد من IGBT، لنموذج مثال انفينيون FF225R12ME4 فقدان التبديل الترانزستور Q7، ونماذج IGBT التوصيل من انخفاض الجهد من 2 V، وفولت مصممة = 600 V، وفقدان التوصيل في النسبة المئوية لمجموع Q7 انتاج الطاقة، أي بنسبة 0.33، لذلك هذا البرنامج لتنفيذ ينة بدء ولن سبب قوة كبيرة من خلال زيادة Q7 التبديل الترانزستور الخسارة.
2 تحسين استراتيجية مكافحة مقوم
ثلاث مراحل يسيطر طريقة المعدل استخدامها لبدء امدادات الطاقة عالية الجهد، لوضع حماية من التيار الزائد، وضعي التشغيل في المعدل عابرة، والوقت هو باختصار، تحكم بسيطة. السيطرة على ثلاث مراحل المقوم التشغيل في وضع ثابت المعدل الدولة، وتعقيد السيطرة نسبيا. يلخص هذا المقال التحليلات توقعت الحالي الجهد تعديل عرض النبضة ناقلات الفضاء (SVPWM) ، حلقة داخلية الحالية يمكن أن تتحقق عن طريق التنبؤ بسيط من نوع الحالي SVPWM، وانخفاض مماثل في الموارد احتلت من قبل البرنامج، ويمكن تحقيق أعلى تردد التبديل. يستخدم التنبؤي تحكم الحالي التحكم الرقمي حلقة مغلقة لتحقيق المدخلات الحالية من ثلاث مراحل المدخلات الحالية يمكن تتبع مرحلة مساهمة الجهد، بحيث ثلاث مراحل نوع الجهد PWM المعدل لتحقيق عامل الطاقة العالية. PWM المعدل الجهد الاستخدامات حلقة PI منظم، ويتم الحصول مستقر انتاج التيار الكهربائي.
SVPWM التنبؤي الرقابة الحالية الجهد إلى الجانب AC من الفولتية المعدل من عنصرين في مرحلتين ثابتة تنسيق النظام باعتباره الجهد الأوامر لمفتاح التحكم متوقف من قبل Q1 ~ Q6 من مزيج ناقلات اختيار طريقة التحويل مختلفة لتحقيق معامل القدرة الغرض من التنظيم والاستقرار تصحيح الجهد.
في ثلاث مراحل المقوم نموذج رياضي من مرحلتين ثابتة تنسيق النظام:
تعريف المتغيرات A، B، C، وN، وN = A + 2B + 4C. الشكل (3): إذا USX > 0، A = 1، أو A = 0؛ إذا usy > 0، B = 1، وإلا B = 0؛ إذا usz > 0، C = 1، وإلا C = 0. الحصول بالتالي علاقة المقابلة بين المتغير N مع ستة قطاعات.
الرقم 4 هو قطاع التعليمة الأولى في الرسم متجه الجهد اور 4. VECTOR الساعة الصفر T0، T1 من V1 ناقلات كوقت العمل الأساسي، T2 هو V2 ناقلات الأساسية للعمل. FIG 3، FIG. 4 قد حل لT0، T1، T2. عندما أمر الجهد اور خلال التوليف من القطاعات الأخرى في القطاع الرابع وما شابه ذلك، لا يزال في حجمها ،، T23 T0 T1 بكميات من التغييرات. ولهذه الغاية، كل قطاع العام:
ويترتب على ذلك عندما الجهد الأوامر لكل قطاع توليفها الوقت ناقلات قاعدة يتصرف اتجاه محوري وكبير ناقلات T تعمل محور T.
من أجل خفض مدخلات التوافقيات الحالية، ورقة، وسبعة قطعة تسلسل ناقلات في نوع متماثل، ضمن التحول عملية التحول دورة أجرى ما مجموعه ست مرات، لكن في كل مرة يتصل فقط لتشغيل التبديل، لذلك هذا النوع إلا أنه لم يخرج كبيرة فقدان طريقة التبديل .
بعد وقت العمل الحصول في كل قطاع من كل ناقلات قاعدة، ويحتاج أيضا ناقلات تحسب نقطة التحول، فإنه لن يتكرر هنا.
FIG 5 هو مخطط السيطرة على تحسين ثلاث مراحل تحويل PWM. حماية من التيار الزائد هي القيمة مسبقا، والتحكم في التدفق للالمراحل الثلاث ليست مشروط مسبقا الجهد، والجهد مسبقا من ثلاث مراحل التي تسيطر عليها المعدل.
3 المحاكاة
هذه الورقة بنيت MATLAB / SIMULINK حلقة مغلقة نماذج المحاكاة. المعلمات المحاكاة: القيمة الفعالة من ثلاث مراحل المرحلة شبكة الجهد 220 V، و = 50 هرتز، L = 4 MH المشارك = 3300 F، ومقاومة الحمل تعادل R1 = 40 ، وخطأ مقاومة ما يعادل حمولة R2 = 20 ، شارك التفريغ خطأ المقاوم RS = 10 ، = 450 V، = 600 V.
6، خط الصلبة هو الموجي الجهد، خط منقط هو الحالي الموجي 10 مرات التكبير. ويتحقق 0 ~ 0.42 الصورة على تردد المعدل تصحيح ثلاث مراحل وضع رقابة، والتبديل الترانزستور Q7 الثابتة نبض محرك الأقراص، من خلال تعديل عرض النبضة من خطوة بطيئة، عندما فولت أكبر من ر = 0.42 ق، في ثلاث مراحل المقوم تسيطر المعدل واسطة، عن طريق التحكم حلقة مغلقة من SVPWM، تم التوصل إليها في T = 0.8 ثانية، المقوم يدخل العملية حالة مستقرة. الحمل في ر = 1 ق المقاوم تحور R1 = 24 ، حالة مستقرة مرة أخرى في تي = 1.4 ثانية، والمضادة للتدخل اختبار قدرة قوية. عندما طفرات مقاومة الحمل في T = 1.6 s غير R1 = 14 ، وإخراج أيو الحالي يزيد بسرعة، وحماية التيار يتجاوز قيمة محددة مسبقا، والدخول في الوضع المحمي، والجهد في تي = 1.8 ق 0 ينخفض في شركة، وانخفاض عالية الجهد امدادات الطاقة بداية آمنة.
7 عندما ر = 1 ق المقاوم تحور R1 = 24 ، المرحلة الفولتية تعميم الوصول إلى الخدمات، المرحلة IA الموجي الحالي (IA 10 مرات التكبير). FIG 7 الموجي الحالي والموجي الجهد لا يزال نفس المرحلة، عامل الطاقة العالية.
4 تجارب
الظروف التجريبية: ثلاث مراحل الجهد سعة 300 V، و = 50 هرتز، L = 4 MH المشارك = 3300 F، R1 = 40 ، شركة التفريغ خطأ المقاوم RS = 10 ، = 450 V، V = 600 .
8 هو الموجي من اختبار انتاج التيار الكهربائي، نظام الطاقة، المعدل بين 0 ~ 0.6 الصورة في وضع مقوم ثلاث مراحل غير خاضعة للرقابة. عندما يكون الجهد الناتج فولت ر = 0.6 الصورة أكبر من، المقوم السيطرة على ثلاث مراحل في وضع المعدل، عن طريق التحكم حلقة مغلقة من SVPWM، تم التوصل إليها في T = 1.2 ثانية، المقوم في العملية حالة مستقرة، والخطأ حالة مستقرة أقل من 2، لتحقيق البرمجيات التي تسيطر بداية لينة. الحمل في ر = 1.5 ق المقاومة طفرة R1 = 24 ، حالة مستقرة مرة أخرى في تي = 2 ثانية، وزمن الاستجابة عابر أقل من 0.5 ثانية، والقدرة المضادة للتدخل. طفرة مقاومة الحمل R1 = 14 في تي = 2.2 ث، أيو يزيد بسرعة، يتجاوز الحماية الحالية قيمة مسبقا، والمعدل في الوضع المحمي، في تي = 2.45 ق عندما الجهد على مكثف شركة يسقط إلى الصفر إمدادات الطاقة عالية الجهد في إطار التمهيد الآمن. 9 هو الجهد المرحلة والمرحلة الحالية اختبار الموجي ر = 1.2 ق في حالة مستقرة. FIG 10 هو المرحلة الجهد والمرحلة الحالية الطول الموجي من مرحلة الاختبار عندما طفرات مقاومة الحمل في T = 1.5 ثانية. من FIG 9، FIG 10 أن عامل قوة تأثير تصحيح جيد.
5. الخاتمة
هذا التصميم يمكن تحقيق تحسن PWM تحويل بداية لينة، لديها القدرة المضادة للتشويش قوية، وارتفاع معامل القدرة، خرج الجهد نطاق التنظيم من المزايا. عن طريق التحكم في الجهد من المكثفات فصل لتحقيق مرارا تفعيل نظام امدادات الطاقة عالية الجهد. هذا التصميم هو مناسبة لقوة عالية الجهد العاصمة امدادات الطاقة، مثل ESP امدادات الطاقة على ثلاث مراحل المعدل.
مراجع
GRASS N، ZINTL A، HOFFMANN E.Electrostatic أنظمة التحكم المرسب تطبيقات .IEEE الصناعة مجلة، 2010،16 (4): 28-33.
تساوشيان تشى تشاو، ليو Haijiang. ESP السلطة تحكم FPGA تصميم التطبيق هندسة الجهد الكهربائي العالي، 2008 (3): 525-528.
LI Z، Y LI، وانغ P، وآخرون al.Control من ثلاث مراحل دفعة من نوع PWM المعدل في إطار ثابتة تحت متوازن مساهمة الجهد المعاملات .IEEE على إلكترونيات الطاقة، 2010،25 (10): 2521-2530.
HUBER L، M كومار، يوفانوفيتش M M.Implementation ومقارنة الأداء من خمس طرق التحكم القائمة DSP-على ثلاث مراحل ستة التحول دفعة PFC المعدل مؤتمر الالكترونيات IEEE 0.2015 الطاقة التطبيقية ومعرض (ابيك) .IEEE، 2015: 101-108.
SOEIRO T B، FRIEDLI T، كولار J W.Design وتنفيذ ثلاث مراحل باك النوع الثالث حقن الحالي التوافقي PFC المعدل SR المعاملات .IEEE على إلكترونيات القوى، 2013،28 (4): 1608-1621.
فانغ يو والفراء شون، شينغ الصخور، وما إلى ذلك وبناء على توقع مرحلة الرقابة الحالية عالية الطاقة عامل PWM المعدل الجمعية الصينية للهندسة الكهربائية، 2006 (20): 69-73.
تشعبت بواي، شياو دونغ ثلاث مراحل مصدر الجهد PWM المعدل حلقة مزدوجة طريقة معايرة نظام السيارات والتحكم في التطبيق، 2009 (10): 42-45.
تساو شياو دونغ، Tanguo يونيو، من عصابة وانغ، وآخرون PWM تحويل الجهد الظاهري نموذج متجه تحكم التنبؤية الجمعية الصينية للهندسة الكهربائية، 2014 (18): 2926-2935.
من عصابة وانغ فنغ لديه، تساو شياو دونغ. نوع الجهد PWM المعدل الرقابة التنبؤية الحالي التبديل محدود تسلسل نموذج ثلاث مراحل جمعية الكهربائية، 2013 (12): 182-190.
الكاتب المعلومات:
يانغ شياو قوانغ 1،2، غاو لينغ هو جين تاو 1،2، 1،2 Xulin ليانغ، ليو وى مين 1، 2، 1، 2، كل من الذهب
(مختبر مفتاح الدولة من جامعة خبى للتكنولوجيا، المعدات الكهربائية الاعتماد على الإدارة الإقليمية للبناء وذكي، وتيانجين 300130، الصين،
2. مفتاح مختبر جامعة خبى مجال تقنية الكهرومغناطيسية والأجهزة الكهربائية الموثوقية، مقاطعة خبى، وتيانجين 300130، الصين)
