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    并联系统的热插拔研究

    时间:2020-12-10 08:02:32 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站


      摘 要 热插拔表示一个系统在输入端、输出端和信号总线都处于工作状态的情况下,安装或拆卸电源模块的能力。本文要研究的热插拔的对象是并联运行的两台逆变器。
      【关键词】热插拔 安装 拆卸 能力 并联运行 逆变器
      1 引言
      热插拔既包括了热投入,也包括了热切除。为了研究的方便,两台逆变器的输出电压的幅值以及相位保持一致。热投入是指一台逆变器在正常给负载供电的情况下,另一台逆变器在某一时刻突然投入到电源系统中,从而变成两台并联运行的逆变器共同给负载供电。热切除是指两台并联运行的逆变器在正常给负载供电的情况下,其中一台逆变器在某一时刻突然从电源系统中切除,停止对负载供电,这样就变成了一台逆变器给负载供电。在某一逆变器模块突然发生故障,为了不影响其他无故障模块正常地给负载供电,这就需要在线迅速切除故障模块。
      2 热插拔仿真模型
      并联系统热插拔的等效模型如图1所示。
      如开始只有一台逆变器正常运行,给负载z0供电,在某一时刻,合上开关k1,将另一台逆变器投入,这样就变成了逆变器并联运行系统,并联系统给负载z0供电,这个过程称之为热投入。
      如开始是两台逆变器组成的并联运行系统给负载z0供电,在某一时刻,断开开关k1,将其中一台逆变器切除,这样就只有单台逆变器给负载z0供电,这个过程称之为热切除。
      3 热插拔仿真研究
      下面将分别对并联系统的热投入和热切除进行仿真,对仿真得出的输出电压和输出电流的波形进行研究。因为插拔时刻不同,两台逆变器的输出电流会有所差异,考虑到诸多因素,我们选取三个比较有特点的时刻:输出电压的过零点、波峰点以及波谷点。
      3.1 热投入
      下面将分别给出在输出电压的过零点、波峰点以及波谷点进行热投入的输出电压和两台逆变器的输出电流的仿真波形。每一组图将两台逆变器的输出电流放在同一个坐标系中,便于观察两台逆变器的输出电流的均流过程,如图2-图4所示。
      观察在三个不同时刻热投入的情况,由于是阻性负载,两台逆变器的输出电流和系统的输出电压的相位保持一致,在输出电压波峰点和波谷点时热投入,都要经过很长的调节时间,两台逆变器的输出电流才能达到均流的稳态。而在输出电压过零点时热投入,输出电流稳定所需要的调节时间比较小。而在热插拔的前后输出电压没有太大的变化。
      3.2 热切除
      下面将分别给出在输出电压的过零点、波峰点以及波谷点进行热切除的输出电压和两台逆变器的输出电流的仿真波形。每一组图将两台逆变器的输出电流放在同一坐标系中,便于比较他们的变化,如图5-图7所示。
      由于是阻性负载,两台逆变器的输出电流的相位与系统的输出电压保持一致。由于切除了一台逆变器,被切除的逆变器的输出电流变为零,为了保持系统的输出电流稳定,那么另一台正常运行的逆变器的输出电流的幅值必定会变大,这些仿真波形也验证了这一结论。在输出电压过零点时切除,系统的输出电压没有太大的变化。而在输出电压波峰点和波谷点时切除,系统的输出电压以及那台正常运行的逆变器的输出电流有很大的跌落。
      4 小结
      本文对并联运行系统的热插拔做了仿真研究,得出了热插拔相关的系统输出电压以及两台逆变器的输出电流的仿真波形,通过对这些波形的比较,得出了如下重要的结论:
      热插拔发生在不同时刻,所引起的系统响应性能差异很大:在系统的输出电压过零点,系统动态响应最佳;而在系统的输出电压峰值点,系统动态响应最差。
      参考文献
      [1]严仰光主编.航空航天器供电系统[M].南京:南京航空航天大学出版社,1995(08).
      [2] 徐德鸿,马皓.电力电子装置故障自动诊断[M].北京:科学出版社,2001.
      [3] 赵世强,许杰,荆炳礼,王兴亮,王瑜.电子电路EDA技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.
      作者单位
      西门子电力自动化有限公司研发部 江苏省南京市 211100
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