電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC AC變換器原理研究

3.2.2實際情形

實際情形時，變換器的內(nèi)阻r不為零，因此變換器的外特性可由式(4.b)表示。

取N1/N2=1，由式(5)、(9)、(15)、(4.b)可得變換器的標(biāo)幺外特性Uo/Ui=f(Io/Iomax)，如圖6所示。曲線A為濾波電感電流臨界連續(xù)時外特性曲線，由式(9)決定；曲線A右邊為濾波電感電流連續(xù)時外特性曲線，實線為理想情形時曲線，由式(5)決定，虛線為實際情形時曲線，由式(4.b)決定，可見隨負(fù)載電流增加，輸出電壓下降；曲線A左邊為濾波電感電流斷續(xù)時外特性曲線，由式(15)決定，可見輸出電壓與輸入電壓比不僅與D有關(guān)，而且與負(fù)載電流有關(guān)。

4仿真實例

全橋全波式電路拓?fù)?，移相控制策略，輸入電壓Ui=220（1±10％）V，頻率50Hz，輸出電壓Uo=220V(50Hz)，額定容量S=3kVA，負(fù)載功率因數(shù)為－0.75～0.75，開關(guān)頻率fs=100kHz，變壓器匝比N1/N2=1:1.3，輸入濾波電感Li=10μH，輸入濾波電容Ci=50μF，輸出濾波電感Lf=0.5mH，輸出濾

圖6電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器標(biāo)幺外特性

(a)額定輸入電壓、電阻性額定負(fù)載

(b)額定輸入電壓、空載

(c)額定輸入電壓、阻性滿載

(d)輸入電壓200V、感性輕載

(e)輸入電壓240V、容性滿載

圖73kVA電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器仿真波形

電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器原理研究

波電容Cf=20μF。

不同輸入電壓、不同負(fù)載時，3kVA220V（1＋±10％）(50Hz)電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器的仿真波形，如圖7所示。由仿真波形可知，變壓器工作頻率為100kHz，輸出電壓波形THD低，網(wǎng)側(cè)電流波形正弦度高，具有強(qiáng)的負(fù)載適應(yīng)能力和優(yōu)良的穩(wěn)壓性能。

5結(jié)語

(1)電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器，具有兩級功率變換(LFAC/HFAC/LFAC)、雙向功率流、高頻電氣隔離、網(wǎng)側(cè)波形可得到改善、負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點。

(2)電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器電路拓?fù)渥灏▎握な健⒉⒙?lián)交錯正激式、推挽全波式、推挽橋式、半橋全波式、半橋橋式、全橋全波式、全橋橋式等八種電路。

(3)獲得了變換器外特性曲線。

(4)仿真結(jié)果證實了電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/

AC變換器新概念的正確性和先進(jìn)性。