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上海交通大学:应用于直流电网的直接耦合式直流变压器

2017-07-03 14:32来源:中国电机工程学报关键词:直流电网技术直流变压器耦合式直流变压器收藏点赞

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3)模态3[dT,(d+ds)T)。

该模态下,链式模块1和2均工作于高电平状态,此时电感La和Lf两端的电压分别为

因此,i1线性下降,i3线性上升,即:

4)模态4[(d+ds)T,T]。

该模态下,链式模块1工作于高电平状态,链式模块2工作于低电平状态,此时电感La和Lf两端的电压分别为:

因此,i1保持不变,i3线性下降,即:

最终得到i1和i3的波形如图2所示,用i3减去i1可得到i2的波形。

1.3 稳态分析

稳态时,应满足滤波电感伏秒平衡和子模块电容电压平衡,由此可计算占空比d和移相占空比ds的稳态值。

链式模块2输出电压PWM波形占空比为d,为了满足电感Lf伏秒平衡,有:

求解式(18)可得d的稳态值为

观察图2可知i1的波形为梯形波,假设其最大值和最小值分别为I1max和I1min,将其代入式(4),可得到I1max和I1min的关系为

若变换器传递的有功功率为P,一个周期内,i1的平均值为

联立式(20)和(21),可求出I1max和I1min分别为:

根据图2中uCl1和i1的波形,可得到一个周期内链式模块1吸收的能量为

将式(22)和(23)代入式(24),有:

同理,可求得一个周期内链式模块2吸收的能量为

为了保证子模块电容电压平衡,稳态时链式模块1和2吸收的能量应为零,即:

联立式(25)—(27)可求出ds稳态值为:

观察式(19)可知,本文提出的两电平调制直流变压器变压比表达式与Buck型直流斩波器变压比表达式一致。实际上,该变换器的工作情况与Buck变换器相近,下文将对这两个变换器的基本工作原理进行对比分析。

原标题:上海交通大学游洪程,蔡旭:应用于直流电网的直接耦合式直流变压器
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