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 實驗結(jié)果
裝置設(shè)計額定容量1 MVA。由于實驗條件限制，目前僅在低壓條件下進行實驗驗證。主電路設(shè)計參數(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)計指標為：①直流母線紋波小于10％；②負載突變等動態(tài)過程中，直流母線電壓短時間內(nèi)峰值誤差不超過-30％～20％，輸入電流短時間內(nèi)過流不超過50％；③輸入電流功率因數(shù)不低于0．98。
在實驗中，由于使用高壓探頭的原因，電壓采集信號為實際信號的0．9倍。為準確標示uN相位，采集實驗變壓器初級電壓380 V。
在穩(wěn)態(tài)條件下分別驗證了系統(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)低壓滿載運行穩(wěn)定，輸入功率為63 kVA，直流母線紋波小于20 V，經(jīng)測量功率因數(shù)為0．99。圖8b中，系統(tǒng)低壓回饋穩(wěn)定運行，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://www.ex-cimer.com/article/159527.htm
在動態(tài)條件下，分別驗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行，有、無前饋額定突切空載運行，如圖9所示。
圖9a中，Ud波動峰值160 V，iN超調(diào)峰值70 A，調(diào)節(jié)時間1．5 s；在圖9b中，Ud波動峰值100 V，iN超調(diào)峰值35 A，調(diào)節(jié)時間0．1 s。圖9c中，Ud波動峰值100 V，且存在振蕩；調(diào)節(jié)時間約為0．5 s。圖9d中，Ud波動峰值50 V，無振蕩，調(diào)節(jié)時間約為0．25 s?？梢姡尤肭梆伜?，系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度明顯加快，完全滿足設(shè)計指標，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)電氣化鐵路供電中機車負載變化頻繁的工況。
7 結(jié)論
針對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)實驗驗證，控制系統(tǒng)性能良好，可以實現(xiàn)控制目標，前饋的加入提高了系統(tǒng)動態(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)頻率下實現(xiàn)大功率單相正弦電流調(diào)節(jié)。
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