PTS-系列之PEK-100系列教學(xué)

PEK-110模塊之全橋PFC AC→DC變換器

寫在前面的話

　　經(jīng)過前幾期對于PTS-800中基本的電路圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了基本的電路模型。從PEK-100系列開始，在固有電路拓?fù)浠A(chǔ)上開始對電路的控制方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。本期將針對單相全橋逆變PEK-110的控制方式以及與新能源中光伏發(fā)電結(jié)合探究最大功率點(diǎn)追蹤技術(shù)的學(xué)習(xí)。此外，我們也將逆向設(shè)置整流變換器。

PEK-110

單相逆變器

實(shí)驗(yàn)原理：

　　單相全橋整流器的輸入是單相交流電源，輸出是直流電壓，采用雙閉環(huán)控制方式。外環(huán)為直流電壓的控制回路，用來控制輸出電壓的穩(wěn)定，內(nèi)環(huán)為電感電流回路，用來調(diào)整輸入電壓與輸入電流同相位，達(dá)到單位功率因數(shù)的效果。

　　單相全橋整流器的電流回路模型可以采用上幾期的逆變器模型，其控制方塊圖的設(shè)計(jì)如下圖所示。

電流環(huán)設(shè)計(jì)：

　　電流回路控制器采用反饋與前饋控制并用，假設(shè)輸入電流可以與輸入電壓同相位達(dá)到單位功率并網(wǎng)，前向控制信號(hào)可以消除輸入電壓為電流回路的擾動(dòng)。因此，電流回路的控制回路為：

　　根據(jù)上圖可以看出電流環(huán)的帶寬是由K1決定，一般情況下電流環(huán)帶寬為開關(guān)頻率的十分之一到五分之一。

　　整流器的電流命令是外環(huán)的電壓回路的輸出。為了保證輸入電流與輸入電壓同相位從而將電壓環(huán)的輸出乘以與輸出電壓同相位的單位正弦波作為電流環(huán)的電流命令。

電壓環(huán)設(shè)計(jì)：

交流側(cè)的輸入功率為：

基于有功功率平衡可知，

直流側(cè)由電容充電可知：

　　考慮到電路中的二次諧波分量，電壓外環(huán)的帶寬需要遠(yuǎn)小于120Hz以保證輸出電流低失真，但是帶寬過小電壓環(huán)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)太差。因此，最佳的帶寬一般定在20Hz，使之兼顧電壓響應(yīng)速度與輸入電流失真。

　　選擇type II型控制器后可參考電流環(huán)設(shè)置進(jìn)行計(jì)算參數(shù)K、Z與P。

實(shí)驗(yàn)效果：

總　結(jié)：

　　經(jīng)過上述的仿真結(jié)果可以看到輸入電壓電流可以做到同相輸入，直流側(cè)的電壓紋波頻率為交流側(cè)輸入電壓頻率的兩倍。經(jīng)過以上對單相全橋整流器的講解有助于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)了解雙閉環(huán)全橋整流器的設(shè)計(jì)流程。固緯電子在電力電子教學(xué)方向致力于為老師減少壓力，緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，因此開創(chuàng)了全新的理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，還請各位老師同學(xué)進(jìn)行了解轉(zhuǎn)發(fā)。

附：為了提供學(xué)生更加豐富的學(xué)習(xí)資料，本次我們提供了matlab的仿真文件，感興趣的可以點(diǎn)贊轉(zhuǎn)發(fā)，在文章下面留言以及聯(lián)系方式或郵箱可以免費(fèi)提供仿真文件。

仿真效果圖：