三相交錯(cuò)式雙向DC／DC儲(chǔ)能變流器的研究
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時(shí)間：2012-04-09
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假設(shè)變流器工作在單相Buck模式時(shí)單個(gè)功率管的開(kāi)關(guān)周期為T(mén)，該功率管PWM驅(qū)動(dòng)波形的占空比為D，輸入電壓為Ui，輸出電壓為Uo，電感值為L(zhǎng)。變流器穩(wěn)定工作狀態(tài)下，當(dāng)功率管VS開(kāi)通，二極管VD關(guān)斷時(shí)，L處于充電狀態(tài)，則電感電流正向變化量為：
當(dāng)VS關(guān)斷，VD開(kāi)通時(shí)，L處于放電狀態(tài)，則電感電流負(fù)向變化量為：
三相交錯(cuò)模式下，保持與單相模式相同的輸入輸出，并保持功率管的開(kāi)關(guān)頻率不變，3個(gè)功率管交替導(dǎo)通且互差120°，設(shè)其驅(qū)動(dòng)波形占空比分別為D1，D2，D3。當(dāng)VS1導(dǎo)通時(shí)，電感L1處于充電狀態(tài)，電感電流正向變化量為：
式中：t0為VS1關(guān)斷時(shí)刻；t1，t2為VS2開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)刻；t3，t4為VS3開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)刻。
變流器穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，△iL1+=△iL1-，則有：
Uo／Ui=D1+D2+D3=D (6)
為了便于PWM驅(qū)動(dòng)波形的移相設(shè)計(jì)，取D1=D2=D3=D／3。當(dāng)VS2，VS，開(kāi)斷及Boost模式下結(jié)論相同。三相交錯(cuò)變流器工作在Buck模式時(shí)，3個(gè)橋臂的工作時(shí)序如圖2a～c所示。前T／3，VS1以D／3開(kāi)斷；中間T／3周期，VS3以D／3開(kāi)斷；后T／3，VS5以D／3開(kāi)斷。當(dāng)功率管開(kāi)通時(shí)，Ui直接加在輸出端，當(dāng)功率管關(guān)斷時(shí)，功率二極管實(shí)現(xiàn)續(xù)流作用。同理，三相交錯(cuò)變流器工作在Boost模式時(shí)，3個(gè)橋臂工作時(shí)序如圖2d～f所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/177581.htm
該系統(tǒng)設(shè)定Buck模式對(duì)蓄電池充電，Boost模式蓄電池放電。如圖2所示，三相交錯(cuò)Buck模式下，變流器對(duì)蓄電池充電，假設(shè)充電電流為恒定I，流經(jīng)3個(gè)電感的平均電流分別為IL1，IL2，IL3。由于三相橋臂采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，有I=IL1+IL2+IL3，在三相電路結(jié)構(gòu)完全相同的情況下，有IL1=IL2=IL3=I／3，而單相模式時(shí)相同的充電電流下iL=I。Buck模式下，電感電流紋波系數(shù)計(jì)算式為：
式中：d為開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)波形的占空比；fs為開(kāi)關(guān)頻率。
由上述可知，三相模式下的fs與單相相同，d=D／3，電感電流為單相模式的1／3，可得ri不變，電流紋波為單相模式的1／3。因此，在相同頻率及電感等運(yùn)行條件下，較單相模式DC／DC變流器，三相交錯(cuò)模式DC／DC變流器流經(jīng)電感的電流較小，且三相電流波峰互差120°，疊加后總電流紋波減小。同樣，三相交錯(cuò)Boost模式下，蓄電池處于放電狀態(tài)，放電電流等于三相電感電流之和，放電電流紋波及電感電流都比單相模式小。
評(píng)論