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串联谐振变频器的分析

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-18 1:21:10 * 浏览: 265
?是一家专业从事串联谐振研究与开发的公司,公司生产的串联谐振设备在业界一直受到好评,并努力打造最具权威的“串联谐振”高压设备供应商并努力工作。一,技术背景?随着电力工业的不断发展,诸如变压器,发电机,断路器,GIS,110kV和220kV交联聚乙烯电缆等高压电力设备越来越广泛地被使用。根据《电气安装工程电气设备移交测试标准》(GB50150-91)和《电力设备预防性测试规定》(DL / T096-1996)的要求,在此类高等级设备的安装验收和年度维护期间高压电力设备,需要交流耐压测试项目。 ?交流耐压试验电源主要通过以下三种方式产生:(1)变压器类型:传统的带补偿电抗器的试验变压器,工频。 (2)感应式:可调式感应谐振系统,工频。 (3)调频方式:固定电抗器谐振系统,通过变频器向被测产品上加一个可调频率的电压,并改变频率实现谐振。谐振耐压测试方法是改变测试系统的电感和测试频率,使电路处于谐振状态。这样,消除了测试电路中测试样品上的大部分电容电流和电抗器上的感应电流。能量只是环路中消耗的工作功率,是测试产品容量的1 / Q(Q是系统的谐振倍数),因此测试电源的容量正在减小并且重量很大减少。谐振耐压测试系统根据调节方式分为电感式和频率式两种。 ?可调式电感谐振测试系统可以满足耐压要求,但由于重量大,流动性差,主要用于实验室。变频串联谐振耐压测试是利用电抗器的电感和被测物体的电容器来实现谐振,并在被测物体上获得高电压。它是当前高压测试的一种新方法和趋势。它已在国内外广泛使用。应用。 ?变频串联谐振是一种谐振电流滤波电路,可以改善电源波形的失真,获得更好的正弦电压波形,并有效防止谐波峰值被测试产品误击穿。可变频率串联谐振在谐振状态下工作。当测试对象的绝缘点损坏时,电流会立即失谐,环路电流会迅速下降到正常测试电流的十分之一。当发生飞弧击穿时,由于失去谐振条件,除了短路电流立即下降之外,高压也立即消失,电弧可以被熄灭。重新建立恢复电压的过程很长,并且当再次达到闪络电压时很容易断开电源,因此它适用于高压和大容量电力设备的绝缘耐压测试。二,国内技术发展现状?目前,家用串联谐振变频电源主要采用以下三种技术方案:1. PWM控制技术?在频率调制和电压控制技术的早期发展中,经常使用PAM方法。因此,变频电源AC的逆变器输出电压波形只能是方波,而改变方波有效值只能通过改变方波幅度即中间的DC电压幅度来实现。随着完全控制的开关元件IGBT,IGCT,MOSFET等的出现,它们逐渐发展为PWM方法。由于可以通过调节PWM波的占空比来调节电压的幅度,因此一对逆变器可以同时完成电压调节和频率调节的任务。整流器不需要易于控制,装置结构更简单,控制更方便。基于此技术,可以在谐振电容器(原型)上获得THDlt 1%正弦波。方波变频电源的主电路如下图所示。 2.基于高速IC和直接数字频率合成(DDS)技术?使用此解决方案,频率分辨率可以达到0.01Hz,频率稳定性高,并且容易实现信号的全数字调制。其控制框图和实现原理如下图所示。 DSP处理器控制正弦波芯片生成标准的正弦波信号,该信号可以在30Hz到300Hz之间连续调节频率(幅度也可以调节)。在第一级功率放大之后,它会被数千个高功率三极管桥接放大。电路被放大,正弦信号最终达到所需的设计功率,并且输出电压可连续调节。此时,正弦波信号通过励磁变压器升压到谐振电路,以获得所需的高压。该解决方案的正弦波失真小,并且在输出电压中由高频信号引起的局部放电干扰也小。但是,由于大功率三极管的温度特性较差,在高功率输出时温度上升更快,并且三极管的放大倍数增加将导致输出电压漂移,电路将变得复杂且难以维护。 3.基于SPWM的控制技术采用SPWM技术的新型调频谐振测试电源由大功率开关器件IGBT电路代替传统的模拟信号源及其功率放大器电路组成,可直接产生大功率标准正弦波。系统结构图如下图所示。它主要由三相PWM整流电路(或不受控制的整流电路),H桥逆变器电路,输出滤波器,检测单元,DSP控制器和人机界面(键盘,LCD)组成。 T是中间励磁升压变压器,RL是测试电路的谐振电感的等效内阻,C是测试电路的等效电容,包括被测电容器和测试电路的谐振电容器。通过控制三相PWM整流器电路的输出电容器电压来调节整个测试电源的输出电压。在C3上的电压稳定在设定值之后,系统将开始频率调整。通过控制逆变器电路的开关器件IGBT的通断频率来实现,输出滤波器消除了系统输出信号的毛刺,从而获得了符合要求的正弦波形。方案该方案的输出波形稍差比传统的模拟方法在低电压下,输出的谐波含量比传统方法低,但电路更简单,更易于维护,但控制更为复杂。三,结论1.串联谐振电源采用的可同时用于局部放电和交流耐压测试的技术方案是传统仿真方法(阶段放大)中最好的。该解决方案可以直接输出失真较小的正弦波。高频信号在输出电压中引起的局部放电干扰小于或等于5pc,但电路复杂,维护困难且成本高。 2.用于交流耐压测试的串联谐振变频器通常使用SPWM方法,其输出波形更为传统。较差的是,由于干扰引起的局部放电很大,并且仅适用于交流耐压测试(由于现有数据的限制,在局部放电测试中没有发现任何应用)。技术解决方案控制较复杂,但其硬件比传统方法简单,成本低,体积小,重量轻,易于维护。 3. PWM控制方式可以满足交流耐压测试的要求。其输出为方波电压,系统输出为正弦波。但是,在非谐振状态下波形较差,实现起来比较容易,而且成本低。 ?相关产品详细信息页:100 /