30kVA背靠背四象限变流器功率交换控制策略研究.docx

30kVA背靠背四象限变流器功率交换控制策

30kVA

背靠背四象限变流器功率交换控制策

略研究

背靠背四象限变流器有四象限运行，能量双向流动，有功功率、无功功率可单独控制的优点。应用IGBT功率模块后可以实现功率流向的四象限运行，也消除了谐波对电力系统的污染。它能将回馈的电能送回电网中.因此背靠背四象限变流器具有可实现能量双向流动、谐波危害小、功率因数高以及能够使用恒定直流电压来控制等优点2电压源型变流器电磁暂态建模电流源型变流器：直流源总是在一个方向上流动，要想改变功率传输方向则可通过电压极性的反向来实现，但在经济性和器件性能的方面上考虑，还是选用电压源型变流器。

背靠背四象限变流器有四象限运行，能量双向流动，有功功率、无功

功率可单独控制的优点。

应用IGBT功率模块后可以实现功率流向的四象限运行，也消除了谐波对电力系统的污染。

它能将回馈的电能送回电网中.因此背靠背四象限变流器具有可实现能

量双向流动、谐波危害小、功率因数高以及能够使用恒定直

流电压来控制等优点

2电压源型变流器电磁暂态建模

电流源型变流器：直流源总是在一个方向上流动，要想改变功率传输方

向则可通过电压极性的反向来实现，但在经济性和器件性能的方面上考虑，还是选用电压源型变流器。

电压源型变流器：直流电流始终只有一个极性，可通过改变直流电流

的极性实现反向功率传输。传统的变流器常由晶闸管构成，由于其无关断能力，只可能是使用电流型变流器。电压源型变流器的输出电流可以在任一方向流动，所以这种变流器的开关器件应允许电流双向流动。

采用IGBT做整流桥，并对它的触发脉冲波形进行SPWM 控制，就可以调整输入功率因数，也能够消除电网的谐波污染，实现背靠背变流器功率控制四象限的运行，到达节能的效果。

2.1电压源型三项桥式全波变流器

如图1，六个开关器件的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差60°。共阴极组VT1，VT3，VT5和共阳极组VT4，VT6，VT2的触发脉冲也分别依次相差120.

3背靠背电压源型变流器电磁暂态建模

（1）滤波电感：即输入电抗器，在工作时存储和释放能量，与IGBT的

开通和关断共同作用而产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形。电感值增大，能减小输入电流谐波，但过大会使系统动态响应速度变慢，也会削弱系统带负载能力.与输入电阻值的确定相关联，因为阻抗角需要是一个固定的值，一般情况下4度左右为好。

（2）直流滤波电容：为两端背靠背变流器提供电压支撑，减小直流侧谐波，

缓冲IGBT关断时产生的冲击电流，并且在无功交换时，电容的储能主要提供无功能量。电容值增大将减少直流电压谐波含量，提升抗负载扰动的能力，但也会减弱系统响应速度。

（3

（3）续流二极管

的作用是在IGBT管反向不导通时使电流在二极管中续流，

防止IGBT被反向击穿，防止设备损坏。

防止IGBT被反向击穿，防止设备损坏。