组合式三相双Buck宽变压克孜勒苏干式变压器

　　组合式三相双Buck宽变压克孜勒苏干式变压器王慧贞单任仲洪峰严仰光（南京航空航天大学航空电源航空科技重点，具有以下特点：共用一路中点的直流电源；桥臂直通问题，可靠性高；可高频率高效率运行，邮 箱：1262980066@qq.com有利于减小滤波器体积重量；组合式克孜勒苏干式变压器具有很强的不平衡负载华盈非晶合金变压器有限公司能力。本文首先对双Buck克孜勒苏干式变压器进行了研究，通过分析和理论建模得到电流环的等效模型，与以往直接将整个电流内环等效成为比例环节不同，本文是通过对滞环比较器的作用分析入手得到系统内环的传递函数，通过必要的化简得到系统内环可以等效为一阶惯性环节，电流内环可以降阶，系统的物理意义明确；其次对表1NBHCM模态下DBI的功率管开关组合状态与桥臂输出电压状态的关系在克孜勒苏干式变压器电路中，滤波电感电流在逆变桥输出电压Ui（士Ud）和输出电压的共同作用下而改变，忽略电感电阻以及线路电阻，有因为开关频率fs远大于输出电压的频率fo，所以在一个开关周期T内，可以近似认为输出电压恒定不变，设为U>，则电感电流在At内上升A/，有在Si导通、关断期间，从to到to+ti时段内，Ui=+Ud，Al=在Si关断、VDi导通期间，从t0+ti到t0+T期滞环控制型克孜勒苏干式变压器的开关频率入手，得到变压输出时滤波器参数的选取与电流滞环宽度和******开关频率有关，与输出频率关，使输出滤波器得到解耦设计，并优化设计了输出滤波器；最后应用数字控制技术实现36屮800Hz宽变压基准电压输出，实现克孜勒苏干式变压器在全频率范围好的输出电压波形目前，应用于克孜勒苏干式变压器的调制方案要有两种：SPWM调制与滞环电流型调制对于双Buck克孜勒苏干式变压器，采用半周期SPWM调制能解决环流能量问题，但克孜勒苏干式变压器在电感电流断续区输出电压波形畸变大，系统动态性能差滞环电流型调制方案消除了SPWM调制方案下输出电压波形畸变及系统动态性能的问题，本文设计研制了一台三相6kVA/115V[cit华盈做为变压器优质厂家为您郑重承诺：我们所有变压器保证全新全铜线，三年内在正常使用中出现质量问题给与保修保换，凡2000KVA以下产品全部现货供应，凡使用本公司的变压器在正常投入运行三年内一律实行三包。产品畅销、山东、新疆、内蒙古、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、河南、黑龙江、吉林、辽宁、四川、贵州、湖北、湖南等地。365天全程为您服务!本公司秉承“以人为本，科技创新，志在超越”的崇高信念，以可靠的产品质量，优惠的价格，完善的售后服务，精益求精，追求完美，竭力欢迎新老客户垂询合作，愿与广大客户共创双赢的美好明天。 yname]干式变压器样机进行，输出电流在每半个周期内分别等于单个电感电流滞环电流两态控制的工作原理如下：电感电流与电流基准（电压误差信号）相减得电流误差信号ie，ie再经滞环比较器得到PWM信号，经隔离放大驱动功率管控制电感电流在设定的正负环宽内士h）。如所示，当ie大于正环宽（+h）时，滞环比较器输出低电平，逆变桥输出-1态，电感电流下降；当ie低于负环宽（-h）时，滞环比较器输出高电平，克孜勒苏干式变压器输出+1态，电感电流上升，从而保持ie始终限定在正负环宽内。

　　根据式（电 话：0635-88882993），（4），可以得到克孜勒苏干式变压器的瞬时开关频率根据电流环简化控制框，可以得到电流环的开环、闭环传递函数分别为由式（5）可以知道，滞环电流控制模式下的开关频率是不固定的，和母线电压Ud、滞环宽度和输出电压u以及滤波电感L的值都有关系。在输出电压U为零时存在******开关频率1.2电流环等效模型电流环控制框图如所示。由于滞环控制是非线性控制的一种，很难用线性系统的方法来分析。s+rL其中：a= 8）分析，电流环的零点是由负载输出滤波电容和等效串联电阻决定的，因此电流环的引入并不会影响传递函数的零点分布。如果rL和rc足够小可以忽略，那么电流环的传递函数可以简化为G（s）当电流环的放大倍数足够大的时候，传递函数的一个极点趋向于-1/RC，因此这个极点对系统的影响可以忽略，而另外一个极点趋向于-K（A）/L，将成为导极点从上面的分析可以得到：引入电流环可以降解由LC滤波器产生的谐振极点，而导极点的位置受到LC滤波器中的滤波电感限制，也决定了电流环可允许的益由电流环等效控制框图，可以得到电感电流的表达式为是非线性的滞环比较控制用描述函数替代的电流环等效控制框图其中N（A）=nA 2'nf，A多h，M为输入母线电压，h为滞环宽度大小，A为电流给定基波幅值大小K（A）压有一个Av的阶跃，那么电感电流会有一个稳定的输出量Av可以简化为Av/K（A），当电流环的放大倍数K足够大的时候，将电感电流的表达式简化为在实际中电感的nK（A），进一步简化为的电流环控制框图如图￡6所示。al Eiecnc卩此吐快。

　　电流环等效控制框图在实际控制系统中，因为滞环宽度h取得很小，通常取电感电流的10%左右，可以认为Ah，把电流环看成是一个一阶惯性环节，有一个等效克孜勒苏干式变压器时间常数L/K（A），从中可以看出影响电流环时间常数的一个重要因素就是滤波电感，滤波电感越大则电流环的时间常数越大，则电流环的响应速度越慢，反之则时间常数越小，响应速度越2LC滤波器解耦设计3三相宽变压基准产生本文应用TI公司的数字信号处理芯片TMS320LF2407A和D/A转换芯片TLV5618A产生三相宽变压基准信号，宽变压克孜勒苏干式变压器的基准信号对系统输出电压的波形质量非常重要，产生频率精度高、失真度小的三相宽变压基准是本系统研宄的一个重要方面利用数字处理信号处理芯片通过查表指令和D/A转换实现正弦基准输出。修改定时该克孜勒苏干式变压器的输出频率范围是360-保证在该频率范围内都能得到很好的输出波形质量，滤波器的优化设计具有一定的难度通过前面的分析得到克孜勒苏干式变压器的瞬时开关频率最大和最小开关频率分别为克孜勒苏干式变压器输出的谐波频率直接与开关频率有关，******次谐波频率也就是******开关频率，为了保证滤波器的滤波效果，滤波器的谐振频率须远小于******次谐波频率。确定了滤波器的谐振频率/之后，只需再确定电感或电容的大小就能确定滤波器的参数。由于本克孜勒苏干式变压器采用电感电流滞环控制，滤波电感的大小直接影响克孜勒苏干式变压器的开关频率/s，为了提高******次谐波频率就必须减小滤波电感，由上节推导的结果可知，滤波电感越小电流环响应越快，但减小滤波电感会使电感中的电流脉动增加，电感的磁滞损耗也会相应的增加，同时会使系统平均开关频率增加，这对系统的效率和可靠性都是不利的，因此滤波电感的选取范围就缩小了很手 机：13287501888多。

　　根据本克孜勒苏干式变压器的要参数：360V；输出电压= 115V；输出频率/= 360-800Hz；输出功率Po=2kVA设计本克孜勒苏干式变压器的******开关频率为/s=电感电流脉动取20%的额定负载电流，可以确定环地 址：山东聊城经济开发区华山路南首30号宽的大小为h=3.4，代入式（14），确定滤波电感的大小为243PH为了尽可能减小滤波联系人：陈经理器的体积，取滤波器的谐振频率为******次谐波的四分之一，根据滤波器的谐振频率本克孜勒苏干式变压器实际LC滤波器的参数为：L器周期中断和正弦表大小相结合，实现变压输出将整个宽变压范围360-800Hz分为360-500Hz，500-650Hz，650-800Hz三个频率段，对应建立3个不同大小的正弦表，然后再通过修改定时器周期中断频率来得到宽变压输出，这样既传 真：0635-8888109能保证中断频率不会相差太大，又使可调节的频率精度有所提高。

　　4仿真与实验分析4.1仿真采用Saber仿真软件对本文的组合式三相双Buck克孜勒苏干式变压器进行了仿真，仿真条件为阻性满载。仿真波形依次为800，650，500和360Hz时阻性满载输出电压波形4.2实验与分析为了验证本文提出的一种新颖组合式双Buck克孜勒苏干式变压器的工作原理、理论建模和高效率、高可靠性等特点，制作一台6kVA原理本公司生产的SCRBH15非晶合金干式变压器，SGBH15非晶合金变压器（10KV级），SCRBH15非晶合金卷铁芯干式变压器 S9、S11.S13系列6-35KV油浸式变压器、SCB10.SCB11系列6-35KV干式变压器、非晶合金、有载调压电力变压器等级低损耗电力变压器，技术标准严格采用国际GB1094.1、2-1996；GB/T6451-1999，并在同行中率先获得ISO9001质量体系认证证书和PCCC产品认证证书。主导产品“华盈”牌电力变压器达到同行业领先水平。公司成立以来，本着创新发展的目标，购进了先进的生产检测设备，引进了国际先进的企业管理模式和工艺，建立了高效灵敏的信息反馈系统和完整的售后服务体系。公司早在1997年就率先通过了ISO9001质量管理体系认证，并于2016年成功换版为ISO9001：2008质量管理体系认证，在2016年九月份获得ISO14001：2004环境管理体系认证，在2017年5月份获得中国国家强制性产品认证（3C认证），使产品质量有了很大的提高，产品服务更贴近于用户需求。样机进行实验分析验证，得到下列实验数据和实验波形。

　　表2给出了系统在输出频率为400Hz下的不250 H，C=14.7F平衡试验数据，实测数据表明1/6，1/3不平衡负载时，输出电压不平衡度小，且系统从空载到满载输出电压下降>2V，系统具干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。有较硬的外特性。

　　表2宽变压克孜勒苏干式变压器输出400Hz实测数据负载输出相电压/V不平衡度空载额定负载ib=ic=表3给出了系统在不同输出频率条件下输出电压失真度的实验数据，本克孜勒苏干式变压器系统全频率范围内系统输出电压Zhd> 2%，但输出电压失真度和输出频率之间的关系是非线性的，要原因有：（1）由于输出滤波器的截止频率是固定的，系统在高频800Hz输出时，其相应的低次谐波频率是低频输出的两倍多，因此输出基波频率越高输出电压失真度越小；（2）由于系统采用滞环电流控制，其谐波频谱是离散的，系统采用的是固定环宽控制，输出基波频率越高，系统平均开关频率与基波频率之比就越小，控制上就会使得系统低次谐波含量增加，综合上述分析得到并不是系统输出基波频率越高输出电压失真度越大。

　　表3克孜勒苏干式变压器输出频率与输出电压失真度数据率在800Hz时，系统半载以上效率略有降低，输出频率越低效率越高由于本宽变企业账号：1611 0032 092 00213 086压输出克孜勒苏干式变压器的控制电路和参数都是相同的，电压调节器和电流滞环比较器相同，可以近似认为不同输出频率时克孜勒苏干式变压器的开关状态是相同的，克孜勒苏干式变压器功率器件的开关损耗相同，而造成系统效率不同的要因素是磁心损耗，铁氧体材料在低频下要损耗是磁滞损耗，涡流损耗和剩余损耗所占的比例很小可以忽略1是克孜勒苏干式变压器的输出外特性曲线，曲线表明：采用滞环电流控制的双BUCK克孜勒苏干式变压器在各种输出频率下均具有小的输出静差，并且静差随着输出频率的降低而减小。

　　变压输出买验波形0效率曲线表明，输出功率在500W以上系统效率都不小于94%，额定效率都在95%以上，说明双Buck克孜勒苏干式变压器具有很高的效率。，系统输出频本文提出了一种新颖的组合式三相双Buck克孜勒苏干式变压器拓扑共躜直流电源具蔌桥臂舰效，率高、易于实现高频化运行的特点对两态滞环电流控制型克孜勒苏干式变压器的电流内环进行了建模和理论分析，从理论上得到：引入电流内环可以降解LC二阶系统为一阶系统，其等效克孜勒苏干式变压器时间常数L/K针对滞环电流控制开关频率变化范围宽的问题，提出了一种输出滤波器的解耦设计方法，并进行实验验证。最后实现了800Hz宽变压输出原理样机