發(fā)布時(shí)間：2018-02-19 21:21

  本文關(guān)鍵詞： 高頻逆變技術(shù) 單相高頻鏈逆變器 雙向開關(guān) 雙閉環(huán)控制策略 原理樣機(jī)　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：逆變技術(shù)應(yīng)用廣泛,有力的推動(dòng)了城市供電、節(jié)能環(huán)保、交通運(yùn)輸、工業(yè)自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展,逆變器更是不間斷電源(UPS)中的核心部分。隨著通訊技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電力系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)逆變電源的體積重量、可靠性、效率及環(huán)保等方面提出了更高的要求,低頻的逆變電源因其工頻逆變器體積大、成本高以及噪聲大等缺點(diǎn),逐漸被高頻逆變電源取代。單向電壓源高頻鏈逆變器實(shí)現(xiàn)了隔離逆變器的高頻化和小型化,但其具有三級(jí)功率變換即直流變高頻交流變低頻交流(DC-HFAC-DC-LFAC),且功率只能單向流動(dòng)。對(duì)此,本文研究了功率雙向流動(dòng),功率變換只有兩級(jí)(DC-HFAC-LFAC)的雙向電壓源高頻鏈逆變器。在行文思路上,首先本文對(duì)單相雙向電壓源高頻鏈逆變器的雙極性移相控制技術(shù)進(jìn)行了研究,詳細(xì)分析了其調(diào)制控制方法及穩(wěn)態(tài)外特性,同時(shí)分析了利用雙向開關(guān)控制周波變換的控制原理及控制過程的各個(gè)模態(tài)。對(duì)比結(jié)果表明了,在阻性或PFC負(fù)載應(yīng)用場合,利用雙向開關(guān)進(jìn)行周波變換控制時(shí),周波變換器開關(guān)工作在輸出電壓頻率,具有減小周波變換器開關(guān)損耗、控制簡單等優(yōu)勢。然后本文對(duì)單相高頻鏈逆變器的閉環(huán)控制策略進(jìn)行研究,確定了電壓外環(huán)準(zhǔn)PR控制電感電流內(nèi)環(huán)比例控制的雙閉環(huán)控制策略,通過建立單相高頻鏈逆變器的平均模型,對(duì)電壓外環(huán)及電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,同時(shí)分析了逆變器控制器的跟蹤性能,在MATLAB仿真軟件中建立了單相推挽型全波式高頻鏈逆變器模型,驗(yàn)證了利用雙向開關(guān)進(jìn)行周波變換控制的原理和雙閉環(huán)控制的穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)特性。最后本文設(shè)計(jì)了單相推挽型全波式高頻鏈逆變器的實(shí)驗(yàn)電路,并搭建了小功率原理樣機(jī),詳細(xì)介紹了硬件系統(tǒng)的參數(shù)的設(shè)計(jì)及器件的選型方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了控制策略的正確性及有效性。
[Abstract]:Inverter technology has been widely used in many fields, such as city power supply, energy saving, environmental protection, transportation, industrial automation and so on. The inverter is the core part of UPS. with the development of communication technology, With the development of semiconductor technology and power system technology, the volume, weight, reliability, efficiency and environmental protection of inverter are required higher. The high cost and high noise are gradually replaced by the high frequency inverter. The unidirectional voltage source high frequency link inverter realizes the high frequency and miniaturization of the isolated inverter. However, it has three levels of power conversion, I. e., DC variable high frequency AC to low frequency AC (DC-HFAC-LFAC), and the power flow can only be unidirectional. In this paper, the bi-directional power flow is studied. The bi-directional voltage source high-frequency link inverter with only two-stage DC-HFAC-LFAC is used in power conversion. In this paper, the bipolarity phase-shift control technology of single-phase bi-directional voltage source high-frequency link inverter is studied in this paper. The modulation control method and steady-state external characteristic are analyzed in detail, and the control principle and modes of Zhou Bo transformation controlled by bidirectional switch are analyzed. The comparison results show that, in the application of resistive or PFC load, When using bidirectional switch to control Zhou Bo transform, Zhou Bo converter works at the output voltage frequency, which can reduce the switching loss of Zhou Bo converter. Then the closed-loop control strategy of single-phase high-frequency chain inverter is studied, and the double closed-loop control strategy of voltage outer loop quasi-PR control inductor current internal loop proportional control is determined. By establishing the average model of single-phase high-frequency chain inverter, the design of voltage outer loop and current inner loop is analyzed, and the tracking performance of inverter controller is analyzed. The single-phase push-pull full-wave high-frequency chain inverter model is established in MATLAB simulation software. The principle of Zhou Bo transform control using bidirectional switch and the steady-state and dynamic characteristics of double-closed loop control are verified. Finally, the experimental circuit of single-phase push-pull full-wave high-frequency chain inverter is designed, and the small power principle prototype is built. The design of hardware system parameters and the method of device selection are introduced in detail. The experimental results verify the correctness and effectiveness of the control strategy.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM464

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1518008