本文關(guān)鍵詞：三相無死區(qū)逆變器的研究與設(shè)計(jì)　出處：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 橋臂直通 死區(qū)效應(yīng) 三相雙降壓式逆變器 耦合電感 LCL濾波器

【摘要】：隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境污染的不斷加劇,風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)和利用成為當(dāng)務(wù)之急。而作為連接電網(wǎng)和以新能源為代表的分布式發(fā)電系統(tǒng)的紐帶,并網(wǎng)逆變器具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。無死區(qū)逆變器從根源上解決了傳統(tǒng)橋式逆變器橋臂直通的問題,可以避免橋式拓?fù)渌绤^(qū)引入的低次諧波,有利于提高電能質(zhì)量。在大功率逆變場(chǎng)合無死區(qū)雙降壓并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,二極管可以單獨(dú)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),通過合理地設(shè)計(jì)濾波器參數(shù)以及改善控制策略可以有效地提升電能質(zhì)量和效率,是值得研究的內(nèi)容。本文首先介紹了三相橋式逆變器死區(qū)效應(yīng)的消除方法。從控制的角度上,改進(jìn)控制策略,可以進(jìn)行死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償。從拓?fù)涞慕嵌壬?選擇無死區(qū)拓?fù)?可以從根本上消除傳統(tǒng)橋式拓?fù)錁虮壑蓖ǖ默F(xiàn)象。以三相雙降壓式逆變器和Z源逆變器兩種無死區(qū)拓?fù)錇槔?分析了三相雙降壓式逆變器的工作原理,建立了其數(shù)學(xué)模型并給出其解耦控制策略,介紹了空間矢量脈寬調(diào)制方法;分析了Z源逆變器的升壓原理,研究了兩種逆變器的防直通網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原則。對(duì)橋式電路的死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析研究。分別建立有死區(qū)時(shí)間的三相橋式逆變器以及無死區(qū)的雙降壓式逆變器的諧波計(jì)算模型,對(duì)LCL濾波器進(jìn)行了分析研究,建立了進(jìn)網(wǎng)電流THD的開環(huán)和閉環(huán)修正計(jì)算模型。針對(duì)三相雙降壓拓?fù)錁虮圯敵鰝?cè)電感較多、體積重量偏大的問題,橋臂側(cè)采用耦合電感,減小體積數(shù)量,在此基礎(chǔ)上對(duì)雙降壓逆變器LCL濾波器進(jìn)行了參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后設(shè)計(jì)完成了全數(shù)字控制的18k VA三相橋式和雙降壓逆變器原理樣機(jī),介紹了硬件和軟件的設(shè)計(jì),并以此樣機(jī)為平臺(tái)進(jìn)行了并網(wǎng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論和仿真分析相吻合,有效地驗(yàn)證了分析的正確性。
[Abstract]:With the increasing depletion of fossil energy and environmental pollution, wind energy. The development and utilization of new energy, such as solar energy, has become an urgent matter, and as a link between grid and distributed generation system represented by new energy. Grid-connected inverter has a wide range of applications. The dead-time inverter solves the problem of the bridge leg of the traditional bridge inverter from the root, and can avoid the low-order harmonic caused by the dead time of the bridge topology. It can improve the power quality. In the high-power inverter, the structure of the dual-step-down grid-connected inverter without dead zone is simple, and the diode can be optimized separately. The power quality and efficiency can be effectively improved by reasonably designing filter parameters and improving control strategy. This paper first introduces the method of eliminating dead-time effect of three-phase bridge inverter. From the point of view of control, the improved control strategy can compensate the dead-time effect. From the perspective of topology, this paper introduces the method of eliminating dead-time effect of three-phase bridge inverter. Choosing dead-time topology can fundamentally eliminate the phenomenon of the traditional bridge bridge arm through. Take two kinds of dead-time topology of three-phase dual-step-down inverter and Z-source inverter as examples. This paper analyzes the working principle of the three-phase dual-step-down inverter, establishes its mathematical model and gives its decoupling control strategy, and introduces the space vector pulse width modulation method. The boost principle of Z-source inverter is analyzed. In this paper, the design principle of two kinds of inverter is studied, and the dead-time effect of bridge circuit is analyzed. The harmonic of three-phase bridge inverter with dead time and double step-down inverter without dead time are established respectively. Wave calculation model. The LCL filter is analyzed and studied, and the open-loop and closed-loop modified calculation models of THD are established. Aiming at the problem that the output side inductance of the three-phase dual-step-down topology bridge arm is more, the volume and weight of the bridge arm are too large. The coupling inductance is used to reduce the volume of the bridge arm. On the basis of this, the parameters of LCL filter are optimized. Finally, the 18kVA three-phase bridge and dual-step-down inverter principle prototype is designed and completed. The design of hardware and software is introduced, and the experiment is carried out on the platform of the prototype. The experimental results are in agreement with the theory and simulation analysis, and the correctness of the analysis is verified effectively.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM464

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本文編號(hào)：1403800