鉅大LARGE | 點擊量:1282次 | 2020年02月05日
INAMICS DCP 雙向直流變換器工作原理
SINAMICSDCp是西門子全新一代的雙向直流-直流變頻器,它的功能異常強大,頂級的設(shè)計理念為客戶提供了全新的直流母線解決方案,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域、能源領(lǐng)域、船舶領(lǐng)域、電力領(lǐng)域等,受到業(yè)界客戶的高度認可
率西門子的SINAMICSDCp產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用到充電樁、電動汽車、儲能系統(tǒng)、電池仿真、電驅(qū)船舶以及峰值功率的吸收等需要進行能量變換的場合。特別適合應(yīng)用到儲能和節(jié)能的系統(tǒng)當(dāng)中。其典型應(yīng)用如下圖所示,可以連接各種儲能介質(zhì)和直流源。其也可以作為傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)的一個組成部分,從而提高整個系統(tǒng)的能源利用效
電路原理
降壓電路
Boost電路可以實現(xiàn)直流電壓的提升,簡單來說就是可以將較低的直流電壓泵升成一個較高的直流電壓,其工作狀態(tài)如下圖所示:這時輸入電壓低于輸出電壓
狀態(tài)1時,如圖3所示,兩個IGBT導(dǎo)通,輸入側(cè)直流電源通過電抗器進行短路,對中間回路的電抗器進行充電儲能。
DCp從狀態(tài)1切換到狀態(tài)2時,其中導(dǎo)通的下橋臂的IGBT關(guān)斷,由于電流不能突變,其對應(yīng)上橋臂IGBT的續(xù)流二級管導(dǎo)通。電抗器的電壓的極性反向,這是輸入側(cè)直流電源與電抗器順向串聯(lián)疊加到輸出側(cè),從而給輸出側(cè)充電并不斷抬高輸出的高壓。這就是BOOST電路的工作原理,由于是橋式電路,同樣的道理,另外兩個IGBT工作可以實現(xiàn)從輸出側(cè)到輸入側(cè)的電壓泵升。
升壓電路
Buck電路簡單來說就是可以實現(xiàn)當(dāng)輸入側(cè)直流電壓高于輸出側(cè)直流電壓時,保證DCp的正常工作,并持續(xù)實現(xiàn)對輸出側(cè)的充電過程。其工作狀態(tài)如下圖所示:這時輸入電壓高于輸出電壓。
狀態(tài)1時,兩個IGBT導(dǎo)通,輸入側(cè)直流電源對中間回路的電抗器進行充電儲能,這時輸入直流電源通過中間回路的電抗器直接向輸出側(cè)充電,輸出的電壓與電抗器兩端的電壓順向串聯(lián)等于輸入側(cè)直流電源電壓。DCp從狀態(tài)1切換到狀態(tài)2時,其中導(dǎo)通的上橋臂的IGBT關(guān)斷,由于電流不能突變,其對應(yīng)下橋臂IGBT的續(xù)流二極管導(dǎo)通。電抗器的電壓的極性反向,這時中間回路的電抗器存儲的能量繼續(xù)向輸出進行充電,從而能逐步升高出側(cè)的電壓。這就是BUCK電路的工作原理,由于是橋式電路,同樣的道理,另外兩個IGBT工作可以實現(xiàn)從輸出側(cè)到輸入側(cè)以BUCK電路的方式對輸入側(cè)進行充電。
SINAMICSDCp雙向直流變換器具有六大特性
1、SINAMICSDCp可以實現(xiàn)雙向的DC-DC變換,通過BUCK/Boost電路實時實現(xiàn)升壓和降壓。
2、過載能力可以達到150%,既可以實現(xiàn)恒壓控制也可以實現(xiàn)恒流控制。
3、0V-800V的寬電壓范圍的工作特性是晶振對手所無法企及的。
4、集成的MppT(最大功率點跟蹤)功能,可以方便的集成到太陽能光伏系統(tǒng)中。
5、弱DCp用于電池充電設(shè)備還可以使用集成的電池充電特性曲線功能。
6、DCp集成控制單元CUD,并標(biāo)配了pROFIBUSDp通訊接口,還可以使用附件CBE20擴展為pROFINET接口,通過使用大家都非常熟悉的STARTER軟件可以很方便的進行調(diào)品
案例
在試驗臺行業(yè)。現(xiàn)在的純電動汽車的實驗,為了能真實再現(xiàn)道路車載狀態(tài),就用車載電池組來做實驗??墒菃栴}來了,蓄電池組的容量你懂的,沒幾個小時就沒電了。換電池組,充電,這些工作忒不方便了。于是,DCp就派上用場了,它可以真實的模擬直流電池組的伏安特性。所以,用DCp代替電池組給純電動汽車供電,等同于蓄電池組供電。這樣試驗數(shù)據(jù)是真實的,而且不用總換電池了。很方便吧?
再比如,用到直流電壓DC/DC變換的場合,這個就是電子變壓器,而且是大容量的。像不同電壓等級的直流母線,如果想連接在一起,就用這個做變壓,實現(xiàn)共直流母線。共直流母線往往都是電動和發(fā)電混合的系統(tǒng),他們可以互相在利用,實現(xiàn)低能耗的指標(biāo)。
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