電力電子變壓器主電路拓?fù)溲芯?/h1>
所屬欄目：電子技術(shù)論文 發(fā)布日期：2019-12-17 09:51 熱度：
摘 要：電力電子變壓器是一種基于電力電子技術(shù)和高頻電磁感應(yīng)原理而實現(xiàn)傳統(tǒng)電力變壓器電氣量變換、能量傳遞以及系統(tǒng)隔離等功能的裝置，與傳統(tǒng)變壓器相比具有體積小、可控性強等優(yōu)點，適合應(yīng)用于智能電網(wǎng)領(lǐng)域。現(xiàn)首先介紹電力電子變壓器的基本原理，然后對電力電子變壓器的基本電路拓?fù)溥M行了總結(jié)，最后針對三相高壓、大功率應(yīng)用場合歸納出兩種不同結(jié)構(gòu)的電路拓?fù)洌ζ鋬?yōu)劣勢進行了分析。
關(guān)鍵詞：電力電子變壓器;電力電子技術(shù);高頻電磁感應(yīng);電路拓?fù)?/p>
![電力電子變壓器主電路拓?fù)溲芯? /></p>
<p> 1 基本原理</p>
<p> 電力電子變壓器(Power Electronic Transformer，PET)又稱為固態(tài)變 壓 器(Solid-State Transformer，SST)或柔 性 變 壓器(Flexible Transformer，F(xiàn)T)，是一種基于電力電子技術(shù)和高頻電磁感應(yīng)原理而實現(xiàn)傳統(tǒng)電力變壓器電氣量變換、能量傳遞以及系統(tǒng)隔離等功能的裝置，一般由電力電子變換器和高頻變壓器構(gòu)成。如圖1所示，電力電子變壓器的基本原理是將工頻交流電通過原邊電力電子變換器轉(zhuǎn)換為高頻的交流電，然后通過高頻變壓器耦合到副邊，再經(jīng)副邊電力電子變換器還原為工頻交流電。</p>
<p> 2 基本電路拓?fù)?/p>
<p> 2.1 交-交型電路拓?fù)鋱D2為交-交型電力電子變壓器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖，其工作原理為：輸入的工頻交流信號在原邊直接被調(diào)制為高頻交流電，經(jīng)高頻變壓器耦合到副邊后，被直接解調(diào)還原為工頻交流電。在這一過程中，原方的調(diào)制和副方的解調(diào)必須同步。交-交型電路拓?fù)涫请娏﹄娮幼儔浩髟缙谘芯康闹攸c，結(jié)構(gòu)簡單，所需開關(guān)器件較少，效率高，能有效減小變壓器的體積和重量，但不能對電能質(zhì)量進行改善。</p>
<p> 2.2 交-直-交型電路拓?fù)鋱D4為交-直-交型電力電子變壓器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖，其工作原理為：輸入的工頻交流電經(jīng)原邊整流電路變換為直流電，直流電經(jīng)原邊逆變電路變換為高頻交流電，高頻交流電經(jīng)高頻變壓器耦合到副邊，經(jīng)副邊整流為直流電，再經(jīng)逆變電路還原為工頻交流電輸出。其中原邊逆變電路與高頻變壓器和副邊整流電路組合形成隔離型直流變換電路，所以交-直-交型電力電子變壓器電路拓?fù)淇煞譃檎麟娐贰⒅绷髯儞Q電路和逆變電路三級結(jié)構(gòu)，典型電路拓?fù)淙鐖D5所示。</p>
<p> 3 高壓大功率電力電子變壓器拓?fù)?/p>
<p> 受限于電力<a href='http://www.optiwork.cn/dzqj/' target='_blank' class=infotextkey>電子器件</a>制造水平，電力電子變壓器的基本電路拓?fù)鋬H適用于電壓等級較低、功率較小的場合，而在高壓、大功率條件下需要采用模塊化多電平或模塊級聯(lián)等方式實現(xiàn)。</p>
<p> 3.1 基于模塊化多電平的電路拓?fù)鋱D6為基于模塊化多電平的電力電子變壓器三相電路拓?fù)洌渲休斎爰墳閮呻娖秸麟娐罚捎媚K化多電平方式實現(xiàn)。此種方式等效開關(guān)頻率高，諧波特性好，但控制復(fù)雜，模塊均壓和換流抑制較難實現(xiàn)，且器件數(shù)量較多，造成成本較高。</p>
<p> 3.2 基于模塊級聯(lián)的電路拓?fù)鋱D7為基于模塊級聯(lián)的電力電子變壓器三相電路拓?fù)洌瑢⑤斎胝麟娐泛椭绷髯儞Q電路看作一個模塊，每相輸入側(cè)都采用多個模塊級聯(lián)方式，每個模塊的直流輸出側(cè)并聯(lián)后經(jīng)三相逆變電路變換為交流電。此種方式對器件耐壓、一致性等要求不高，整體等效開關(guān)頻率高，諧波特性好，但控制復(fù)雜，模塊內(nèi)直流電壓存在二倍頻分量，且器件數(shù)量較多，整體成本較高。</p>
<p> 4 結(jié)語</p>
<p> 本文對電力電子變壓器的特點和基本原理進行了概述，根據(jù)有無中間直流環(huán)節(jié)將電力電子變壓器的基本拓?fù)浞譃榻?交型結(jié)構(gòu)和交-直-交型結(jié)構(gòu)兩類，并對兩類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行了研究，結(jié)合電網(wǎng)實際應(yīng)用場合，針對高壓大功率的電力電子變壓器拓?fù)溥M行了研究，并對比分析其各自特點。電力電子變壓器與傳統(tǒng)變壓器相比具有體積小、可控性強等優(yōu)點，隨著電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子變壓器的優(yōu)勢將更加明顯，其在電力系統(tǒng)中將有廣闊的應(yīng)用前景。</p>
<p> [參考文獻]</p>
<p> [1] 陳啟超，紀(jì)延超，潘延林，等.配電系統(tǒng)電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜述[J].<a href='http://www.optiwork.cn/dgdn/' target='_blank' class=infotextkey>電工電能新技術(shù)</a>，2015，34(3)：41-48.</p>
<p> [2] 盧子廣，趙剛，楊達亮，等.配電網(wǎng)電力電子變壓器技術(shù)綜述 [J].<a href='http://www.optiwork.cn/dlzd/' target='_blank' class=infotextkey>電力系統(tǒng)及其<a href='http://www.optiwork.cn/moto/' target='_blank' class=infotextkey>自動化學(xué)報</a></a>，2016，28(5)：48-53.</p>
<p> 《電力電子變壓器主電路拓?fù)溲芯俊穪碓矗骸?a href=](http://www.optiwork.cn/d/file/p/d5d49d8c7e7ce47762cc15266f889557.jpg "《機電信息》科技刊物征稿")
機電信息》，作者：董長城，王志剛， 駱 健， 俞拙非。
文章標(biāo)題：電力電子變壓器主電路拓?fù)溲芯?/p>
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