我國是海洋大國,蘊藏著豐富的海洋波浪能。波浪能磁流體發(fā)電機是一種將波浪能轉換為電能的單相交流電機,其發(fā)出的電能具有低壓大電流的特點,需要使用功率變換系統(tǒng)將其轉換成可供人類生產(chǎn)生活直接使用的電能,為了提高電能轉換的效率,該功率變換系統(tǒng)需要具有功率因數(shù)校正的功能。本課題的研究對解決能源以及環(huán)境問題具有重要意義。波浪能磁流體發(fā)電機的功率變換系統(tǒng)由前級AC/DC變換器、蓄電池和后級DC/DC變換器組成,其中前級為全橋Boost PFC變換器,后級為推挽正激變換器。本文對比了幾種單相PFC變換器,其中全橋Boost PFC變換器在每個導通回路里僅有兩個半導體器件,并且利用MOSFET的雙向導電性,使其代替二極管導通,減小了導通損耗,在低壓大電流場合,該變換器具有顯著優(yōu)勢。詳細介紹了全橋Boost PFC變換器的工作原理,推導了在單周期控制策略下的控制環(huán)路開環(huán)傳遞函數(shù),確定了全橋Boost PFC變換器的同步整流驅動方案。分析了將全橋Boost PFC變換器主功率管與同步整流管體二極管換流情況考慮在內(nèi)時的功率開關器件損耗以及升壓電感的損耗。本文選用的DC/DC變換器為推挽正激變換器,該變換器適用于低壓大電流的場合。文中詳細闡述了其工作原理,分析了環(huán)流現(xiàn)象,給出了箝位電容的作用以及計算公式。箝位電容的使用給變壓器漏感能量提供了釋放回路,減小了開關管電壓尖峰,并且能夠抑制變壓器偏磁以及減小輸入電流脈動,降低了輸入濾波器的體積與重量。針對開關管關斷電壓尖峰問題,本文對變壓器的繞組繞制方案進行了對比分析,對變壓器設計進行了優(yōu)化。為了抑制副邊整流二極管的電壓尖峰,本文使用了CDD無損緩沖電路,給出了緩沖電容的選取原則。最后,本文研制了一臺3kW的波浪能磁流體發(fā)電機的功率變換系統(tǒng)樣機,通過實驗驗證了理論分析的正確性。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM46;P742
【部分圖文】：

波浪能磁流體發(fā)電機功率變換系統(tǒng)研究絕緣壁磁場負載電流陽極陰極發(fā)電工質圖 1.1 波浪能磁流體發(fā)電原理示意圖機是一種單相交流電機，所發(fā)出的電能具有低電壓、動下切割磁力線，波浪能磁流體發(fā)電機的電壓幅值和度越高，電機輸出電壓的幅值越大；波浪的運動速度1.2 所示為波浪能磁流體發(fā)電機接阻性負載時的輸出電間歇性。本文中波浪能磁流體發(fā)電機的最大輸出功率4000

表 2.3 全橋 Boost PFC 變換器主電路仿真參數(shù)仿真參數(shù) 參數(shù)值入電壓有效值/V 10輸出直流電壓/V 24出滿載功率/kW 3升壓電感/μH 4輸出濾波電容/F 0.1開關頻率/ kHz 20，在Matlab中搭建模型進行仿真，得到典型控制，從圖中可以看出，單周期控制中的典型參數(shù)一致，當主功率管開通時，積分器開始工作，等時，控制電路輸出關斷信號使主功率管關斷同步整流芯片檢測到 VDS滿足開通條件，則輸，則進入下一個開關周期。V1

南京航空航天大學碩士學位論文如圖 2.20 所示，分別為全橋 Boost PFC 變換器輸入電壓正負半周期時所對應的四個開關驅動波形。如圖 2.20(a)為輸入電壓正半周期時開關管的驅動波形，此時開關管 S3為主功率管相當于續(xù)流二極管，S1和 S3互補開通，開關管 S4一直保持開通狀態(tài)，S2則一直保持關斷狀態(tài)圖 2.20(b)為輸入電壓負半周期時開關管的驅動波形，此時開關管 S4為主功率管，S2相當于二極管，S2和 S4互補開通，開關管 S3一直保持開通狀態(tài)，S1則一直保持關斷狀態(tài)，與電路分析保持一致。VG1VG1
【參考文獻】

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本文編號：2868761