汕尾干式变压器国内外研究现状与发展

>> 汕尾干式变压器，是指整流器的逆向变换器，其作用是通过半导体功率开关器件的开通和关断作用，把直流电变换成交流电的一种电子变换器。汕尾干式变压器的应用将越来越重要。21世纪是源开发、资源利用与环境保护互相协调发展的世纪，源的优化利用与清洁源的开发，是源资源与环境可持续发展战略的重要组成部分。 具有世界三大源之称的石油、天然气和煤等化石燃料将逐渐被耗尽，氢源与再生源将逐渐取代化石燃料而成为人类使用的主体源，这种源的变迁将迫使发 电方式产生一次大变革，使用氢源与再生源的高效低污染燃料电池发电方式，将成为主体发电方式。因此，逆变技术在新源的开发和利用领域有着至关重要的 地位。 SPWM(Sinusoida—PWM)正弦脉宽调制法是调制波为，载波为三角波或锯齿波的一种脉宽调制法，它是1964年由A.Schonung和H．Stemmler把通讯系统的调制技术应用到汕尾干式变压器而产生的，由于当时开关器件的速度慢而未得到及时推广，直到后来由Bristol大学的S.R.Bowers等于1975年才把SPWM技术正式应用到逆变技术中，使汕尾干式变压器的 性大大提高，并得到了广泛的应用和发展，也使逆变技术达到了一个新的高度。这项技术的特点是原理简单，通用性强，控制和调节性好，具有消除谐 波、调节和稳定输出电压的多种作用，是一种比较好的波形改善法。此后，各种不同的PWM技术相继出现，如注入三次谐波的PWM、空间矢量调制，电流滞环 PWM等，成为高速开关器件汕尾干式变压器的主导控制方式。至此，逆变技术的发展已经基本完善。 在逆变电源控制方法中，目前国内外研究得比较多的主要有PID控制、无差拍控制、双环反馈控制、重复控制、滑模变结构控制、模糊控制以及神经网络控 制等。PID控制是一种传统控制方法，由于其算法简单成熟，设计过程中不过分依赖系统参数，鲁棒性好和可靠性高，在模拟控制的逆变电源系统中得到了 广泛的应用。随着微处理器技术的发展，具有较快的动、静态响应特性数字PID算法也获得了应用。 逆变电源的技术追求和发展趋势可以概括以下几个方面 （1）高频化。逆变电源的体积、重量主要是由储元件决定，因此逆变电源的小型化实质上就是尽可减小其中储元件 的体积。所以当我们把频率从50Hz提高到20KHz，用电设备的体积重量大体下降至设计的5～10%，其主要材料可以节约90%甚至更高，还可 以节电30%以上。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，逆变电源的体积、重量也将会越来越小。在一定范围内，开关频率的提高，不仅有效地减小电 容、电感及变压器的尺寸，而且还够抑制干扰，改善系统的动态性。因此，高频化是逆变电源的主要发展方向。 （2）低噪声。汕尾干式变压器的缺点之一是噪声大。单纯地追求高频化，噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以，尽可地降低噪声影响是逆变电源的又一发展方向。 （3）模块化。模块化有两方面的含义，包括功率器件的模块化和电源单元的模块化。常见的器件模块，含有一单元、两单 元甚至六单元直至七单元。随着电源技术的发展，开关器件的驱动保护电路也集成到功率模块中去，构成了智化功率模块，不但缩小了整机的体积，而且也方便了 整机的设计制造。 （4）数字化。现在数字式信号，数字电路越来越重要，数字信号处理技术也日趋完善，显示出越来越多的优点，如便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、提高系统抗干扰力等，同时也为电源的并联技术发展提供了方便。 （5）高可靠性。可靠性是所有电子装置的生命线。我们知道，在一个系统中，元件数量越少，可靠性越高。所以，在设计电源时，尽可使用较少的元件，提高系统的集成度。这样就解决了电路复杂、可靠性差的问题，同时也简化了电路，使系统的可靠性得到了提高。 （6）绿色化。随着各种政策法规的出台，对无污染电源的呼声越来越高。为了使电源系统绿色化，电源应加装高效滤波器，还应在电网输入端采用功率 因数校正技术和软开关技术。节电也是绿色电源一个很重要的因素，因为发电是造成环境污染的重要原因，而节电就意味着发电容量的节约。