【技术实现步骤摘要】
一种实现大功率电力电子变压器自然均压的参数设计方法
本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种实现大功率电力电子变压器自然均压的参数设计方法。
技术介绍
电力电子变压器(PET)通过引入电力电子变换技术对其一次侧和二次侧的电压幅值和相位进行实时控制，达到对电力系统电压、电流及功率灵活调节的目的。由于其具有体积小、重量轻、功能多等优点，近年来得到国内外学者的广泛研究。级联型PET的提出有效解决了传统PET不适合高压大功率场合的问题，其高压级采用级联H桥结构以适用于高压大功率场合、隔离级采用双向高频谐振型直流变换器用以实现电压等级调整以及高频控制、低压级采用三相逆变器拓扑结构以适用于不同种类的负载。由于级联型PET高压侧串联的各模块间器件参数的差异，开关模式的不同，控制策略的局限性以及负载的变化等，会导致其存在直流侧电压不平衡的问题，对装置的输出性能和可靠性造成严重的影响，甚至会导致整个系统崩溃。因此研究直流侧电压平衡方法对于级联型PET来说具有重要意义。通过查阅国内外文献，近年来均压方法主要包括：硬件均压法、底层调制法以及上层均压法。硬件均压法主要通过调节并联电容...
【技术保护点】
1.一种实现大功率电力电子变压器自然均压的参数设计方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤1、通过分析CLLC型高频谐振变换器的变压器结构，建立其等效电路模型；步骤2、以功率由高压级传向低压级作为功率传输的正方向，确定功率正向传输时的增益表达式；步骤3、根据增益需求表达式，确定满足增益条件下的k值和g值的集合；步骤4、定义目标函数，通过遍历的算法求取使目标函数最优的k1值和g1值；步骤5、采用步骤4同样的方法，得到功率反向传输时使目标函数最优的k2和g2值，进而确定最终的k值和g值；并求解出对应的谐振回路参数。
【技术特征摘要】
1.一种实现大功率电力电子变压器自然均压的参数设计方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤1、通过分析CLLC型高频谐振变换器的变压器结构，建立其等效电路模型；步骤2、以功率由高压级传向低压级作为功率传输的正方向，确定功率正向传输时的增益表达式；步骤3、根据增益需求表达式，确定满足增益条件下的k值和g值的集合；步骤4、定义目标函数，通过遍历的算法求取使目标函数最优的k1值和g1值；步骤5、采用步骤4同样的方法，得到功率反向传输时使目标函数最优的k2和g2值，进而确定最终的k值和g值；并求解出对应的谐振回路参数。2.根据权利要求1所述的一种实现大功率电力电子变压器自然均压的参数设计方法，其特征在于，步骤1具体为：通过分析CLLC型高频谐振变换器的变压器结构，建立其等效电路模型，定义如下参数：式中，ωs为开关角频率，Lr1为原边谐振电感，Cr1为原边谐振电容，Lm1为正向功率传输时等效变压器励磁电感，Lr2为副边谐振电感，Cr1为副边谐振电容，Lm2为反向功率传输时等效变压器励磁电感，n为变压器变比，RH为正向功率传输时等效电阻，RL为反向功率传输时等效电阻，ωr1为原边工作角频率，ωr2为副边工作角频率。3.根据权利要求2所述的一种实现大功率电力电子变压器自然均压的参数设计方法，其特征在于，步骤2具体为步骤2.1、以稳定高压级H桥模块的直流侧电压和低压级三相逆变器的直流侧电压为目标得到期望的增益表达式如下式：M∈[Mmin,Mmax]当Q1∈[0,Q1max](1)其中，增益表达式为式中：当功率反向传输时，仅需将ω*1,Q1,g替换为ω*2,Q2,1/g；步骤2.2、确定ω*1的取值范围，其具体方法如下：假设已知谐振参数的变化范围为：式中分别代表电感实际值和电容实际值，ζ％代表电感的波动范围、ξ％代表电容的波动范围，根据式(6)和(7)可以得到ω*1的变化范围:ω*1∈[ω*1min,ω*1max](8)其中，由上式我们可以看出，根据k和g值可以得到ω*1min，ω*1max的值；步骤2.3、确定Q1的取值范围，具体方法如下：根据设计需要以及增益需要满足的表达式，可以得到为了使式(12)和(13)在Q1∈[0,Q1R]和ω*∈[ω*min,ω*max]始终成立，需要满足,当将(5)代入(14)，可以得到:0＜Q1≤Q1R当ω*∈[ω*1min,ω*1max](15)由上式可得，根据k和g值可以得到Q...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晶晶，刘欣琳，张鑫，孙元岗，同向前，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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