大功率岸电电源的研制.pdf

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1、第44卷第4期电力电子技术Vo1．44．No．42010年4月PowerElectronicsApril，2010大功率岸电电源的研制周金博，章国宝(东南大学，江苏南京210096)摘要：介绍了岸电电源的优点和工作原理。详细叙述了该装置的主电路、控制系统结构．以及主电路关键参数的设计。给出了主电路、驱动电路和保护电路的设计原理及200kVA岸电电源的主要技术指标。关键词：岸电电源：控制；驱动中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)04—0093—02DevelopmentoftheHigh—power

2、ShorePowerSupplyzH0UJino．ZHANGGno—bao(SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Theadvantagesandprinciplesoftheshorepowersupplyareintroduced．Thestructureofthemaincircuitandcontrolsystem，andthedesignofthemaincircuitparametersarediscussed．Thedesignschemeofcontrolci

3、rcuit，drivecir—cuitandprotectioncircuitaredescribed．MainlytechnicMcriterionsofthree—phase200kVApowersupplyaregiven．Keywords：shorepowersupply；control；drive值，然后与给定基准正弦波信号比较。通过控制器产生控制信号来控制逆变器中的开关管动作．使逆变器输出电压跟踪基准正弦波信号。从而得到期望的三相恒压恒频的交流信号。控制器采用双闭环控制，可使逆变器具有较好的输出电压波形、动态响应特性和稳态

4、调压精度。2．1岸电电源主电路设计图2示出主电路结构。交流电抗可用来减小输入侧电流的谐波含量．提高整流器的功率因数中的船舶停靠在中国的各大港口．港口船舶所需电量间母线上的晶闸管和并联电阻起软启动作用．当直流母线电压充到设定值时，触发晶闸管导通2岸电电源的结构和工作原理I三i图2主电路结构出交流，该交流基波频率为所需电源输出频率。逆变器输出接LC滤波器，考虑变压器上初级漏抗，输出滤波器按LCL滤波器来设计。LCL滤波阁器相比单L滤波器具有在较小的LC参数下依然保持较好的开关纹波滤波效果。因200kVA岸电电源逆变器输出的额定电流较大．为

5、有效控制滤波电函圜姻蕊圜感上的压降，电感量的选择必须进行严格限制，所以LCL滤波器较为适合该大功率岸电电源。由于不同的LC参数对电感压降、电容基波无功电流和桥臂电流纹波有直接的影响，故需要进行综合考虑。下面介绍LCL参数的选取方法逆变器侧电感的计算式为：r—L2=、／6i(1)定稿日期：2009一l1—03二作者简介：周金博(1983一)，男，河南南阳人，硕士，研究方向式中：U为逆变器输出相电压为逆变器开关频率；i，为流为开关电源、大功率电力电子和嵌入式系统。过￡：的电流纹波。93第44卷第4期电力电子技术Vol-44．No．4201

6、0年4月PowerElectronicsApril，2010滤波电容C一般按取电容基波无功容量为逆定系统各功能模块的工作方式。系统主要包含两个变器输出有功功率的15％来计算。即：中断服务程序，即通用定时器1中断子程序和捕获2，中断子程序。通用定时器1中断子程序以控制周期c：()(2)来定时产生中断，完成超时检测、AD的启动、电压式中：P为逆变器输出有功功率；f为逆变器输出频率；Uz为电流的采样、实时数据的计算和瞬时过压过流保护。滤波电容端电压。图5示出主程序流程图。取变压器容量250kVA，短路阻抗5％～6％，则—掣变压器折算到低压侧

7、的漏感为：初始化程序框架l‘丰开关状态控制II看门狗“喂狗”程序lL4．-丽(5％～6％)／(3)消除上电过程中’lJ故障汇总JcPLD的故障信号I过流过压状态监测l_1式中：为变压器初级额定电压。图5主程序流程2．2系统的控制结构5实验结果图3示出系统的控制结构。在电压闭环控制中，根据合同要求。研制了一台200kVA岸电电源由于电容上的电流能够实时地反映负载电流的变样机，并进行性能测试。图6示出测得的逆变器侧输化．因此在电流内环采用电容电流反馈方式。能很好出电压“。和LC正弦滤波器输出侧电压“波形。地改善逆变器输出外特性，提高系统带

8、整流性负载的能力和动态响应速度【5J。图4示出系统输出在0．3S突加50％负载时输出电压变化的仿真波形，可见，输出电压在0．01s内迅速恢复到期望值。f／(15ms／格)图6输出电压波形图3系统输出框图样机主要技术指标为