谢谢邀请,我对这个方向也比较感兴趣,回答一波。电力电子变压器的历史电力电子变压器(英文,power electronic transformer ,PET)的概念最早在20世纪70年代提出来的,美国GE公司的W.McMurray提出了高频链接AC/AC变换电路,奠定了PET的发展基础。 1995年,美国电科院对PET进行了相关研究,试验样机为降压型变换器,因其对输入谐波电流的抑制能力不足,且变压器输入和输出不隔离,故不具实用性。 1996年,日本学者Ioosuke Harada把相位调制技术引入PET,实现了恒压、恒流和功率因数校正,智能变压器由此诞生。 20世纪90年代末,美国密苏里大学研制出10kV A ,7200V/240 V的PET实验样机,具备基本的电压变换功能和控制输入功率因数的能力。但是,为减小对开关器件的应力,设计时使多个变流器串联工作得到输入,导致系统的可靠性大大降低,设备中任意一器件发生故障都会造成工作异常;
2003年,国内的华中科技大学针对“电子电力变压器”拓扑及其变体进行了持续的研究,其中高频变压器采用一侧单绕组另一侧多绕组输出,实现变换器交流侧低申压大电流输出。 2013年,中科院电工所提出了一种新型电力电子变压器拓扑。该PET高压侧采用三相MMC (Modular Multilevel Converter),而低压侧采用三相四桥臂拓扑 电力电子变压器工作原理:其实和开关电源差不多,只不过电压等级大了一些,功率等级大了一些,写到这里特别想引用马化腾老师的一句话,我们都是普通家庭,只不过房子大了一些。
PET是利用电力电子变换技术和电磁感应原理进行电能传输的电力设备,其基本思想是用高频变压器替代工频变压器(是不是很熟悉?)。 PET的电力电子器件构成包括初、次级功率变换器以及联系二者之间的高频变压器。其基本工作原理如图所示。 原理(以功率正向流动为例,反向原理一样):输入工频交流电经过初级变换器调制为高频交流电,再通过高频变压器一次侧绕组、二次侧绕组将高频交流电耦合产生感应电动势,并经过二次侧绕组将感应电动势施加到次级变换器,最后次级变换器将流过的高频交流电转换为工频交流电,供给负荷。 电力电子变压器优点相对传统变压器,PET具有如下主要优点: 1、 体积和重量小,无需变压器油; 2、 工作过程中同时兼有直流与交流环节,各种小容量分布式电源可经PET柔性接入网; 3、 PET即可完成常规变压器对电压等级变换、电气隔离和能量传递等功能,还能完成波形、潮流的控制 4、 PET能进行电能质量调节,有效隔离电压波动、失真以及谐波的传递,实现电网侧和负载侧的解耦。 5、 占地面积小 缺点: 1、 尚在发展中,效率远远达不到传统变压器 2、 成本高,运维检修成本高于传统变压器 3、 与传统变压器相比,可靠性较差 |
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