三相级联H桥型PET电容设计方法：瞬时功率波动与解析模型

"本文主要探讨了三相级联H桥型电力电子变压器(PET)的电容值设计方法，深入分析了其输入侧瞬时功率波动特性，并构建了电容电压和中间级高频变压器原、副边电流的时域解析模型。通过MATLAB/Simulink仿真和实际功率模块测试验证了该模型的准确性，为PET的主电路参数设计和控制系统设计提供了理论依据。" 文章首先介绍了电力电子变压器(PET)，也称为固态变压器(SST)，它是一种多功能的智能配电设备，结合了电压变换、频率变换、动态无功补偿、电能质量控制和不间断电源等功能。随着智能电网概念的发展，PET受到了广泛关注。然而，由于功率半导体器件的技术限制，PET通常需要采用级联H桥(CHB)拓扑结构来满足高压大功率的应用需求。 接着，文章重点讨论了三相级联H桥型PET的输入侧瞬时功率波动特性。这种特性直接影响到直流侧电容电压的稳定性和中间级高频变压器的工作状态。为了应对这个问题，作者们建立了一个时域解析模型，该模型能够精确描述电容电压和变压器高频电流的波动行为。 基于这个模型，作者提出了一种电容值设计方法。该方法旨在优化PET的性能，确保在各种工况下电容能够有效地缓冲输入侧功率波动，维持直流侧电压的稳定。为了验证模型的有效性，研究人员在MATLAB/Simulink环境中构建了三相级联H桥型PET的仿真模型，并进行了实际的功率模块测试。 仿真和实验结果一致表明，所建立的时域解析模型能够准确反映电容电压和高频电流的动态变化，为PET的主电路参数优化和控制策略设计提供了理论支持。这不仅有助于提高PET的效率和稳定性，还有利于减少对电容大小和数量的依赖，从而降低设备成本和体积。 总结来说，本文提出的电容值设计方法对于理解和改进三相级联H桥型电力电子变压器的性能至关重要，它为未来PET的设计和控制策略提供了新的思路和工具。这种方法的应用将有助于推动电力电子技术在智能电网和高压大功率领域的进一步发展。