能量回馈型同相供电系统的单相PWM整流器研究
6 实验结果
装置设计额定容量1 MVA。由于实验条件限制，目前仅在低压条件下进行实验验证。主电路设计参数：LN=1．5 mH，uN=300 V，iN=216 A，Ud=540 V。能量回馈型同相供电系统中，功率单元PWM整流器设计指标为：①直流母线纹波小于10％；②负载突变等动态过程中，直流母线电压短时间内峰值误差不超过-30％～20％，输入电流短时间内过流不超过50％；③输入电流功率因数不低于0．98。
在实验中，由于使用高压探头的原因，电压采集信号为实际信号的0．9倍。为准确标示uN相位，采集实验变压器初级电压380 V。
在稳态条件下分别验证了系统整流供电及系统能量回馈性能，如图8所示。图8a中，系统低压满载运行稳定，输入功率为63 kVA，直流母线纹波小于20 V，经测量功率因数为0．99。图8b中，系统低压回馈稳定运行，直流母线纹波8％，回馈功率因数-0．99，电流波形无明显畸变。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/159527.htm
在动态条件下，分别验证功率单元整流系统以下性能：有、无前馈空载突切额定运行，有、无前馈额定突切空载运行，如图9所示。
图9a中，Ud波动峰值160 V，iN超调峰值70 A，调节时间1．5 s；在图9b中，Ud波动峰值100 V，iN超调峰值35 A，调节时间0．1 s。图9c中，Ud波动峰值100 V，且存在振荡；调节时间约为0．5 s。图9d中，Ud波动峰值50 V，无振荡，调节时间约为0．25 s。可见，加入前馈后，系统动态响应速度明显加快，完全满足设计指标，使系统能够适应电气化铁路供电中机车负载变化频繁的工况。
7 结论
针对能量回馈型同相供电中的大功率低开关频率单相PWM整流器，提出一种带有电压、电流前馈的控制策略，给出一种适用于该应用领域的高速异步采样调制方法，并基于DSP及FPGA构建了硬件控制系统。经实验验证，控制系统性能良好，可以实现控制目标，前馈的加入提高了系统动态响应能力，PR调节器及高速异步采样方法可在低开关频率下实现大功率单相正弦电流调节。
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