三相桥式双向DC/DC变换器关键技术研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ld2001
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双向DC/DC变换器能够控制两个直流侧之间传递功率的大小和方向,同时能够比较容易的实现零电压开关功能,开关功率管承受的开关应力较小所以在许多需要双向传递能量的领域例如电动汽车、家用电器、电力系统、可再生能源、通信电源、航空电源及不间断电源等,双向DC/DC变换器能够很大幅度的提高系统集成度和小型化,值得深入探究。  本文在以前学者探究的已有成果上提出并且分析了一种新型三相桥式双向DC/DC变换器。这种变换器拓扑由两个三相半桥中间用变压器隔离起来。三相桥式双向DC/DC变换器是单相DC/DC变换器基础上经过三相交错级联而来。由于是三相对称结构能偶有效降低开关器件的电压电流应力,减少对开关器件的损坏同时能能够极大的提高变换器能量转换的效率和功率等级。  在三相静止坐标系下对本文提出的三相电路拓扑进行了建模,分析了在三相坐标系下推导的模型的优缺点,指出了这种建模方法的不足之处。在分析了三相静止坐标系下建模不足之处的基础上,提出了旋转坐标系建模,并计算出了坐标转换矩阵及在旋转坐标系下系统数学模型。  分析了传统相移控制的优缺点,然后在这个基础上提出了新的控制策略即在升压模式和降压模式两种方式下分别对三相桥式双向DC/DC变换器进行控制,通过控制隔离变压器两边半桥不同的运行状态来实现能量的传递。同时采用双环控制模式,能够很好降低输出直流侧电压波动,提高系统的动态性能。  最后使用Matlab仿真软件对本章所提出的控制策略进行了仿真验证。由仿真结果可知直流电压能很快的稳定在给定值上,具有良好的快速性和稳态精度。电感电流在dq轴上的有功分量为正,无功分量为0,达到了电流解耦控制的目的。仿真结果验证了控制策略和所建模型的正确性。  
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