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工程師寶典:幾種帶不平衡負(fù)載的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

作者: 時(shí)間:2013-11-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文將就網(wǎng)友比較關(guān)心的話題——帶不平衡負(fù)載,對典型的幾種拓?fù)?/u>結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/227698.htm

Δ/Y變壓器的

工程師寶典:幾種帶不平衡負(fù)載的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

Δ/Y變壓器三項(xiàng)

在三橋臂逆變器和負(fù)載之間加一個(gè)Δ/Y變壓器,Δ/Y形連接次級能給不平衡負(fù)載所產(chǎn)生的中性電流提供電流通路,而初級則給引起的由負(fù)載不平衡或3的倍數(shù)次諧波零序電流提供環(huán)流通路。而Δ/Y變壓器工作在基波頻率,因而體積、重量較大,成本較高。

中點(diǎn)形成變壓器(NFT)式三相逆變器

為了給不對稱負(fù)載供電,可以在三相輸出端加入一個(gè)中點(diǎn)形成變壓器,(Neutral Formed Transformer,NFT),如圖所示。NFT是將三相三線制電源轉(zhuǎn)換為三相四線制電源的變壓器,有兩種結(jié)構(gòu)形式:雙繞組和單繞組結(jié)構(gòu)。在需要輸出隔離時(shí)用雙繞組變壓器,不需要輸出隔離時(shí)用單繞組變壓器(即自耦變壓器)可以顯著減輕重量。


工程師寶典:幾種帶不平衡負(fù)載的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

NFT式三相逆變器的

當(dāng)三相負(fù)載不對稱時(shí),不對稱負(fù)載產(chǎn)生的零序電流將流入變壓器繞組,造成零序電壓,三相零序電壓同相,從而使三相輸出電壓對稱。減小零序阻抗、限制不對稱負(fù)載是減小三相電壓不對稱度的措施。也就是說,使用NFT后可以帶不對稱負(fù)載,但是輸出電壓仍不是完全對稱,NFT用在三相負(fù)載的不對稱度較小的場合較好:另外,NFT是一個(gè)低頻變壓器,工作頻率為輸出交流電的頻率,體積和重量很大,而且體積和重量隨著負(fù)載不對稱的程度變化而變化,不對稱度越大,NFT的體積重量也就越大。


分裂電容式的三相逆變器

用直流輸入電源的中點(diǎn)作為中性點(diǎn)也可以帶不平衡負(fù)載,如圖,這時(shí)三相逆變器等效成三個(gè)獨(dú)立的半橋逆變器,但由于中性電流直接流過直流分壓電容,需要較大電容還存在對分壓電容進(jìn)行電壓平衡的問題 ,而且直流電壓利用率低。


工程師寶典:幾種帶不平衡負(fù)載的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

分裂電容式的三相逆變器拓?fù)?/p>


組合式三相逆變器

工程師寶典:幾種帶不平衡負(fù)載的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

組合式三相逆變器拓?fù)?/p>

組合式三相逆變器電路結(jié)構(gòu)如上圖所示,它是由三個(gè)單相逆變器組合而成,通過三個(gè)單相變壓器合成三相電路。每相逆變器相互獨(dú)立,只要控制三相基準(zhǔn)正弦波互差120度,將三臺輸出的地連接在一起作為中線,就可以實(shí)現(xiàn)三相四線制輸出,它不但具有極強(qiáng)的帶不平衡負(fù)載能力,且每相還可以分別控制,具有控制簡單、易實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)、在線更換等特點(diǎn)。這種方法比較適合于大功率輸出場合,缺點(diǎn)是采用的開關(guān)管太多,而且輸出需要三個(gè)單相變壓器。

三相四橋臂逆變器

三相四橋臂逆變拓?fù)渚哂胁黄胶庳?fù)載處理能力[5-10],第四橋臂與負(fù)載中性點(diǎn)連接,可以直接控制中性電流,無須大分壓電容,控制靈活直流電壓利用率高,可以省去中點(diǎn)形成變壓器或Δ/Y變壓器,減小逆變器的體積和重量,是當(dāng)下比較適合處理不平衡負(fù)載的拓?fù)?,如下圖所示。

工程師寶典:幾種帶不平衡負(fù)載的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

三相四橋臂逆變器的

應(yīng)用場合:

1、逆變電源:例如微型渦輪發(fā)電機(jī)和燃料電池發(fā)電機(jī),它們可以單獨(dú)結(jié)負(fù)載運(yùn)行也可以在網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)模式下運(yùn)行向電網(wǎng)輸電。這些分布式功率發(fā)生器采用四橋臂逆變器來提供有一個(gè)中點(diǎn)連接的三相輸出,這類設(shè)備正快速發(fā)展并將有更大的市場需求。

2、有源電力濾波器,它用第四個(gè)橋臂來補(bǔ)償通過中性點(diǎn)的諧波電流。

3、三相功率因數(shù)校正變換器,額外的第四橋臂來提供處理線路失真和不平衡,及增強(qiáng)容錯(cuò)能力。

綜上所述,三相變換器在處理不平衡負(fù)載時(shí),采用四橋臂的拓?fù)涫棺儞Q器具有直流電壓利用率高,變換器體積重量小,控制靈活等特點(diǎn)。

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