電能回饋裝置與二極管整流裝置并聯(lián)研究
加入技術交流群
由基爾霍夫電壓定律可知：
uVD2+uNO-uu=0， -uVD1+Udc+uNO-uu=0 (5)
式中：uVD2，uVD1分別為二極管VD2，VD1兩端反向壓降。
將式(1)，(3)代入式(5)可得：
若uVD10，則VD1導通；若uVD20，則VD2導通。由式(6)可知，隨著Sa，Sb，Sc和θ的變化，uVD2，uVD1的值隨時會小于零，例如當Sa= 0，Sb=0，Sc=0，θ=1．5π時，uVD2=-Em，VD2導通；當Sa=1，Sb=1，Sc=1，θ=0．5π時，uVD1=-Em，VD1導通。VD1，VD2一旦導通，將會有很大的脈沖電流通過。同理可分析v相和w相二極管的情況。
綜上所述，二極管整流裝置中的脈沖電流是由三相電能回饋裝置和二極管整流裝置并聯(lián)這種新的拓撲結構造成的，與電流回饋控制算法無關，若不改進這種新的拓撲結構，這個問題就無法解決。以下是針對此問題提出的一種解決方案。
由式(1)，(6)可得：
uCD2=Emsinθ-uNO，uVD1=Udc+uNO-Emsinθ (7)
要使VD1，VD2無脈沖電流流過，則必須使VD1，VD2處在截止狀態(tài)，即uVD1≥0，uVD2≥0，代入式(7)可求出滿足條件的uNO為：
Em-Udc≤uNO≤-Em (8)
將式(8)進一步簡化，則可求出使VD1，VD2無脈沖電流的條件為：
uNO≤-Em，Udc≥2Em (9)
將LCL濾波器中兩組濾波電容Cf1，Cf2的另一端接在直流母線上，可滿足式(9)，如圖3所示。本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/175878.htm
根據(jù)圖3對電能回饋拓撲結構進行改進后，啟動裝置且電機停止工作時，電網(wǎng)通過兩組二極管快速對直流母線電容充電，Udc升至537 V左右，此時電網(wǎng)繼續(xù)對Cf1，Cf2充電。電網(wǎng)正半波電壓通過VD1，VD3，VD5對Cf1繼續(xù)充電，使P點相對O點電位uPO最高達Em，即310 V；電網(wǎng)負半波電壓通過VD2，VD4，VD6對Cf2繼續(xù)充電，使uNO最高達-Em，即-310 V。故Udc最高達2Em，即620 V，正好滿足式(9)，從而保證VD1，VD2可靠截止，無脈沖電流流過。其余兩相分析同理。
當電機進入電動耗電狀態(tài)時，Cf1，Cf2因電容很小，不能作為儲能電容為電機提供電能，故Udc電壓基本維持在537 V左右，此時拓撲結構工作方式與僅有二極管整流裝置時完全一樣。
當電機處在再生制動或被負載倒拖時，電機進入發(fā)電狀態(tài)，Udc升高，當Udc高于620 V時，才能滿足式(9)條件，二極管整流裝置才會完全被截止，無脈沖電流流過。故設置Udc=2Em為電能回饋裝置的門檻電壓，僅當Udc>620 V時，電能回饋裝置才會進入回饋狀態(tài)。此時，uPO會圍繞Udc／2上下波動，uNO會圍繞-Uac／2上下波動，其平均值為：
式(10)仍滿足式(9)條件，故Udc>2Em，電能回饋裝置進入回饋狀態(tài)后，能保證二極管整流裝置完全被截止，有脈沖電流流過。由式(10)可知，改進后拓撲結構中，uNO與式(4)不再符合，因此，矢量控制不再適合作為電流回饋電網(wǎng)控制。同時，因為滯環(huán)電流控制能以三相指令電流為參考對回饋電流進行跟蹤控制，且三相電流的控制是相互獨立的，故此時拓撲結構只有滯環(huán)電流控制適合于電能回饋控制。在改進后拓撲結構中，電能回饋裝置進入電流回饋電網(wǎng)狀態(tài)后，uPO，uNO發(fā)生變化，如式(10)所示，c1點相對O點電位uc1O=Emsinθ，故可得濾波電容組的電壓范圍為：
uPc1≤400V+Em，uc1N≤400V+Em (11)
可見，Cf1，Cf2的電壓等級最少為Em+400V。
評論