新一代高頻隔離級聯(lián)式中高壓變頻器的協(xié)調(diào)方式研究

程 紅，于志超，王朋輝，徐 正，王 聰

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 機電與信息工程學(xué)院，北京 100083)

傳統(tǒng)礦用高壓變頻器輸入側(cè)需要接入昂貴而笨重的工頻變壓器[1-3]，礦用局部通風(fēng)機并不需要反饋電能[4，5]，因此研究一種能量單方向傳輸?shù)男乱淮哳l隔離級聯(lián)式中高壓變頻器對于進一步節(jié)約成本、降低能耗具有重要的意義[6，7]。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電壓等級變換、電氣隔離、能量傳輸?shù)葌鹘y(tǒng)高壓變頻器的功能，還具有減小體積、改善電能質(zhì)量、提高運行效率等功能[8，9]。

在實際工程當中，電網(wǎng)參數(shù)不對稱、電網(wǎng)故障等各種原因都會造成電網(wǎng)電壓不平衡，會導(dǎo)致直流側(cè)電壓不均衡以及諧波影響網(wǎng)側(cè)輸入電流，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性變差[10，11]。文獻[12]采用準比例積分諧振控制的方法實現(xiàn)在電網(wǎng)不平衡條件下準確控制電流；文獻[13]針對傳統(tǒng)的p-q檢測法在三相電網(wǎng)不平衡下鎖相檢測誤差較大情況下，采用正負序分離的方法提取正序分量，這樣能較好的避免了非理想電網(wǎng)電壓下的鎖相誤差。三相負載不平衡會使變壓器處于不對稱運行狀態(tài)，會造成變壓器損耗增大，嚴重時會導(dǎo)致變壓器燒毀。文獻[14]提出了一種基于陷波器濾波控制策略，抑制直流電容倍頻干擾來實現(xiàn)負載不平衡下的電壓均衡。

目前對于不平衡狀況帶來電壓不均衡問題的研究大都集中在改進控制策略方面，如零序電壓、負序電壓和負序電流注入等方法。但本文提出的整流-逆變級雙星型交錯連接以及隔離級變換器的多繞組共鐵芯變壓器[15-18]的改進新型結(jié)構(gòu)，在不增加額外的濾波組件以及復(fù)雜的控制算法的情況下，從改進電路連接方式以及電路結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)不平衡狀況下的故障隔離以及直流電壓均衡。……