论文部分内容阅读
本文针对合肥某铜材有限公司的传统整流电源技术改造项目，研究了一种适用于低压配电网中的低压大电流高效节能型电解电镀高频开关电源，将PWM整流技术运用到开关电源中，大大降低了高频开关电源网侧电流的谐波含量，并提高了装置运行的功率因数，实现了能量的高效利用，节约了成本。本文主要从以下几个方面进行了研究：（1）首先分析了传统大功率整流电源的拓扑结构和工作原理，传统大功率整流电源一般采用两级式结构，即前级整流电路和后级DC/DC变换器电路。本文从网侧电流畸变率和功率因数方面的对比分析总结了传统整流电源存在的主要问题。提出新型整流电源的拓扑结构，即前级采用PWM整流器后级采用全桥DC/DC变换器的高频开关电源，对前后级电路的工作原理进行详细阐述并建立了数学模型。（2）深入研究了低压大电流电解电镀高频开关电源的控制策略。针对高频开关电源的前级PWM整流器提出了一种功率前馈的复合电流无差拍控制方法，实现了对负载功率变化的实时跟踪；针对后级全桥DC/DC变换器提出一种电流电压双闭环控制策略，实现变换器的低纹波输出。通过仿真验证了所提出的控制策略的正确性和有效性，文中还对所提控制策略进行了稳定性分析，分析结果证明控制策略具有良好的稳定性。对多台高频开关电源模块并联的均流问题，本文讨论了一种基于虚拟电阻的自均流控制策略，从控制上改变开关电源模块自身的输出特性，实现多台开关电源模块并联的自均流控制。（3）研制了一台额定功率为160kW的低压大电流高效节能型高频开关电源，给出了高频开关电源装置的详细的硬件系统与控制系统的设计方案，并给出了装置的实际应用效果，结果表明本文研制的新型高效节能开关电源具有网侧电流畸变率低、无污染、功率因数高和能量利用率高等优点。本文针对传统电化学整流电源存在较大的谐波电流和效率低等问题，研究了低压大电流高效电解电镀高频开关电源的拓扑结构与控制技术，并结合工程实例给出了低压大电流高效电解电镀高频开关电源详细的软硬设计方法。本文研究的内容可以为改造传统整流电源技术提供了借鉴和参考依据。