本文關(guān)鍵詞：Z源逆變器拓撲及控制方法的研究

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【摘要】：在新能源發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換與傳遞過程中,傳統(tǒng)逆變器顯得至關(guān)重要。但電壓源型逆變器實現(xiàn)降壓輸出,同時為避免同一橋臂直通現(xiàn)象的發(fā)生,需加入死區(qū)時間,這將導(dǎo)致輸出波形的畸變。電流源型逆變器亦有類似的問題。2002年,彭方正教授提出的Z源逆變器,憑借自身獨特的阻抗網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了dc-dc變換器與橋式逆變器的耦合,并利用直通現(xiàn)象實現(xiàn)電路的升/降壓輸出,具有較寬的輸出電壓范圍,有效克服了傳統(tǒng)逆變器的缺點。目前,Z源逆變器的研究已引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。但隨著Z源逆變器的推廣應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)它本身也存在著缺點。為改善Z源逆變器的性能,國內(nèi)外展開了一系列的研究,包括新型的拓撲結(jié)構(gòu)、脈寬調(diào)制方法、建�？刂品椒ê蛻�(yīng)用領(lǐng)域等。因此,對Z源逆變器的研究具有實際意義。論文從其拓撲結(jié)構(gòu)入手,來改善傳統(tǒng)Z源逆變器輸入電流斷續(xù)、電容電壓高、升壓能力弱等不足,提出了2種Z源逆變器的新結(jié)構(gòu),即開關(guān)電容型與高增益型Z源逆變器。在傳統(tǒng)Z源逆變器的基礎(chǔ)上,開關(guān)電容型Z源逆變器采用了獨特的開關(guān)電容結(jié)構(gòu)。在準Z源逆變器的基礎(chǔ)上,高增益型Z源逆變器引入開關(guān)電感與變壓器結(jié)構(gòu),其升壓能力由開關(guān)電感個數(shù)N、變壓器匝比n與直通零矢量時間三個因素共同決定。論文深入研究了高增益型Z源逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理、一個開關(guān)周期內(nèi)相關(guān)元件的能量流動過程。Z源逆變器及其衍生拓撲的都是利用直通狀態(tài)來實現(xiàn)升壓輸出的。因此,可通過對傳統(tǒng)逆變器PWM調(diào)制策略的改進,實現(xiàn)Z源逆變器的PWM調(diào)制。論文對五種調(diào)制策略的性能進行了比較分析,包括簡單升壓、最大升壓、最大恒定升壓、三次諧波注入升壓與直通分段SVPWM�；诤唵紊龎赫{(diào)制策略,將高增益型Z源逆變器與開關(guān)電容型Z源逆變器、3種新近拓撲結(jié)構(gòu)—準Z源逆變器、開關(guān)電感型Z源逆變器、變壓器型Z源逆變器進行了比較分析。高增益型Z源逆變器具有更強的增益能力、內(nèi)在抑制啟動沖擊電流、輸入電流連續(xù)等優(yōu)點。論文詳細介紹了高增益型Z源逆變器的電路設(shè)計,包括主電路與控制電路的設(shè)計,搭建了一臺容量為650VA的實驗樣機,仿真結(jié)果與實驗結(jié)果吻合,驗證了理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：Z源逆變器 開關(guān)電感 開關(guān)電容 變壓器型z源逆變器 直通零矢量 高增益
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 傳統(tǒng)逆變器局限性12-14
• 1.2.1 傳統(tǒng)電壓源型逆變器12-13
• 1.2.2 傳統(tǒng)電流源型逆變器13-14
• 1.3 Z源逆變器14-16
• 1.3.1 Z源逆變器的提出14
• 1.3.2 Z源逆變器的基本工作原理14-15
• 1.3.3 Z源逆變器的不足15-16
• 1.4 Z源逆變器國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文研究內(nèi)容17-19
• 第2章 Z源逆變器拓撲結(jié)構(gòu)與調(diào)制策略19-33
• 2.1 拓撲結(jié)構(gòu)19-25
• 2.1.1 準Z源逆變器19-20
• 2.1.2 開關(guān)電感型Z源逆變器20-23
• 2.1.3 T型Z源逆變器23-24
• 2.1.4 三種拓撲結(jié)構(gòu)比較24-25
• 2.2 PWM調(diào)制策略25-33
• 2.2.1 簡單升壓調(diào)制25-26
• 2.2.2 最大升壓調(diào)制26-28
• 2.2.3 最大恒定升壓調(diào)制28-29
• 2.2.4 三次諧波注入升壓調(diào)制29
• 2.2.5 直通分段SVPWM29-31
• 2.2.6 五種調(diào)制策略比較31-33
• 第3章 改進型Z源逆變器33-44
• 3.1 開關(guān)電容型Z源逆變器33-34
• 3.1.1 電路拓撲33
• 3.1.2 穩(wěn)態(tài)工作原理33-34
• 3.2 高增益型Z源逆變器34-38
• 3.2.1 電路拓撲35
• 3.2.2 穩(wěn)態(tài)工作原理35-38
• 3.3 五種拓撲結(jié)構(gòu)的比較38-43
• 3.3.1 增益能力38-40
• 3.3.2 電容電壓40
• 3.3.3 開關(guān)應(yīng)力40-41
• 3.3.4 電路參數(shù)比較41-43
• 3.4 小結(jié)43-44
• 第4章 高增益型Z源逆變器的電路設(shè)計44-57
• 4.1 Z源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的選取44-48
• 4.1.1 Z源電容計算44-45
• 4.1.2 Z源電感計算45-48
• 4.1.3 Z源二極管的選取48
• 4.2 功率器件設(shè)計48-50
• 4.2.1 功率器件的電壓計算48-49
• 4.2.2 功率器件的電流計算49-50
• 4.3 輸出濾波器設(shè)計50
• 4.4 調(diào)制電路設(shè)計50-53
• 4.4.1 智能功率模塊IPM50-53
• 4.4.2 電源電路53
• 4.5 軟件設(shè)計53-56
• 4.6 小結(jié)56-57
• 第5章 仿真與實驗57-66
• 5.1 參數(shù)的選取57-58
• 5.2 仿真結(jié)果58-62
• 5.3 實驗結(jié)果62-65
• 5.4 小結(jié)65-66
• 總結(jié)66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 彭方正,房緒鵬,顧斌,高奇,錢照明;Z源變換器[J];電工技術(shù)學(xué)報;2004年02期

2 李杰;王得利;陳國呈;宋丹;馬yN煒;;直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的三相Z源并網(wǎng)逆變器建模與控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2009年02期

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本文編號：1066928