礦用寬輸入電壓范圍級(jí)聯(lián)變換器設(shè)計(jì)

劉揚(yáng)清， 周遠(yuǎn)

（1.中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司，北京 100120；2.中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司,江蘇 常州 213015；3.天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司，江蘇 常州 213015）

0 引言

我國(guó)煤礦井下電壓等級(jí)多，大多數(shù)煤礦采用127 V或660 V作為礦用電源的交流輸入電壓。隨著煤礦井下自動(dòng)化程度提高，各種監(jiān)測(cè)、通信設(shè)備用于供電電壓為1 140 V的綜采工作面，部分煤礦要求礦用電源能夠直接接入1 140 V供電系統(tǒng)中。

MT/T 408?1995《煤礦用直流穩(wěn)壓電源》要求礦用電源交流輸入電壓波動(dòng)范圍為標(biāo)稱值的75%～110%，在127 V供電系統(tǒng)中，交流輸入電壓下限值約為 95 V，在 1 140 V 供電系統(tǒng)中，交流輸入電壓上限值為1 254 V。煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，礦用電源輸入端與井下供電端之間采用數(shù)千米長(zhǎng)的電纜進(jìn)行連接，在相同負(fù)載下，交流輸入電壓越低，電流越大，供電電纜線損越嚴(yán)重。當(dāng)127 V電壓波動(dòng)至標(biāo)稱值的75%時(shí)，供電電纜壓降約為20 V，礦用電源輸入電壓約為 70 V。當(dāng) 1 140 V 電壓波動(dòng)至標(biāo)稱值的 110%時(shí)，保留10%的電壓裕量，礦用電源輸入電壓約為1 400 V。在滿足煤礦電壓等級(jí)的前提下，最大程度地提高礦用電源的輸入電壓范圍，使礦用電源能夠自適應(yīng)70～1 400 V交流電壓，是礦用電源發(fā)展趨勢(shì)。

目前礦用電源主要采用反激變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如文獻(xiàn)[1]采用多個(gè)反激變換器串聯(lián)，降低了功率管電壓應(yīng)力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，但功率管占空比受到限制，反激變換器電壓增益小，無(wú)法自適應(yīng)70～1 400 V交流電壓。文獻(xiàn)[2]提出了基于三電平變換器的寬范圍開(kāi)關(guān)電源，但功率管電壓應(yīng)力大，輸入交流電壓為95～825 V，無(wú)法應(yīng)用于煤礦1 140 V 供電系統(tǒng)中。……