6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為發(fā)生電壓暫降時(shí),未投切和投切抑制裝置的情況下直流母線電壓的變化作為一組對照驗(yàn)證裝置的可行性。超級(jí)電容器選用實(shí)驗(yàn)室用超級(jí)電容模塊,它由200個(gè)2.7 V/2 700 F雙層電容器串聯(lián)而成;負(fù)載采用7.5 kW電爐,實(shí)驗(yàn)電路
結(jié)構(gòu)如圖15所示。
圖15 實(shí)驗(yàn)電路
通過模擬擾動(dòng),使直流母線發(fā)生80%電壓暫降,電壓由510 V下降到200 V(圖16)。圖17示出在直流母線上并聯(lián)超級(jí)電容電壓暫降抑制裝置后的直流母線電壓波形。
圖16 未加抑制裝置、直流母線電壓暫降80% 時(shí)波形。
圖17 加抑制裝置、電壓暫降80% 時(shí)的波形。
圖18示出發(fā)生20%電壓暫降(即直流母線由510 V下降到400 V左右)時(shí)直流母線電壓波形。并聯(lián)超級(jí)電容電壓暫降抑制裝置后,直流母線電壓得到了較好的支撐,其電壓波形如圖19 所示。
圖18 未加抑制裝置、電壓暫降20% 時(shí)的波形。
圖19 加抑制裝置、電壓暫降20% 時(shí)的波形。
由以上兩組對比實(shí)驗(yàn)可以看出,直流母線發(fā)生電壓暫降時(shí),并入超級(jí)電容電壓暫降抑制裝置后,暫降抑制效果十分明顯,波形較為平穩(wěn),響應(yīng)時(shí)間為10 ms 左右且無較大波動(dòng),證明該裝置能有效抑制直流母線的電壓暫降。
7 結(jié)語
針對具備整流逆變結(jié)構(gòu)的設(shè)備(即具有直流母線),本文提出了運(yùn)用雙向半橋DC-DC結(jié)構(gòu)結(jié)合超級(jí)電容器的方式治理電壓暫降問題,研究了其PWM控制方式,結(jié)合超級(jí)電容器充放電電流特點(diǎn),提出了充電恒流、放電雙閉環(huán)的分時(shí)控制策略,通過仿真驗(yàn)證了算法的響應(yīng)速度和抑制精度;結(jié)合仿真結(jié)果,搭建了實(shí)驗(yàn)電路,并對裝置的性能進(jìn)行了驗(yàn)證(未考慮交流負(fù)載電壓的變化以及雙向DC-DC在大功率下的性能)。作為一種基于電力電子技術(shù)的電壓暫降治理新型裝置,超級(jí)電容電壓暫降抑制裝置具有非常廣闊的應(yīng)用前景。