發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 15:28

　　 我國(guó)是海洋大國(guó),蘊(yùn)藏著豐富的海洋波浪能。波浪能磁流體發(fā)電機(jī)是一種將波浪能轉(zhuǎn)換為電能的單相交流電機(jī),其發(fā)出的電能具有低壓大電流的特點(diǎn),需要使用功率變換系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(duì)解決能源以及環(huán)境問(wèn)題具有重要意義。波浪能磁流體發(fā)電機(jī)的功率變換系統(tǒng)由前級(jí)AC/DC變換器、蓄電池和后級(jí)DC/DC變換器組成,其中前級(jí)為全橋Boost PFC變換器,后級(jí)為推挽正激變換器。本文對(duì)比了幾種單相PFC變換器,其中全橋Boost PFC變換器在每個(gè)導(dǎo)通回路里僅有兩個(gè)半導(dǎo)體器件,并且利用MOSFET的雙向?qū)щ娦?使其代替二極管導(dǎo)通,減小了導(dǎo)通損耗,在低壓大電流場(chǎng)合,該變換器具有顯著優(yōu)勢(shì)。詳細(xì)介紹了全橋Boost PFC變換器的工作原理,推導(dǎo)了在單周期控制策略下的控制環(huán)路開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù),確定了全橋Boost PFC變換器的同步整流驅(qū)動(dòng)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(shí)的功率開(kāi)關(guān)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(chǎng)合。文中詳細(xì)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(jì)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(kāi)關(guān)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(dòng),降低了輸入濾波器的體積與重量。針對(duì)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰問(wèn)題,本文對(duì)變壓器的繞組繞制方案進(jìn)行了對(duì)比分析,對(duì)變壓器設(shè)計(jì)進(jìn)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(wú)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(tái)3kW的波浪能磁流體發(fā)電機(jī)的功率變換系統(tǒng)樣機(jī),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM46;P742
【部分圖文】：

波浪能磁流體發(fā)電機(jī)功率變換系統(tǒng)研究絕緣壁磁場(chǎng)負(fù)載電流陽(yáng)極陰極發(fā)電工質(zhì)圖 1.1 波浪能磁流體發(fā)電原理示意圖機(jī)是一種單相交流電機(jī)，所發(fā)出的電能具有低電壓、動(dòng)下切割磁力線，波浪能磁流體發(fā)電機(jī)的電壓幅值和度越高，電機(jī)輸出電壓的幅值越大；波浪的運(yùn)動(dòng)速度1.2 所示為波浪能磁流體發(fā)電機(jī)接阻性負(fù)載時(shí)的輸出電間歇性。本文中波浪能磁流體發(fā)電機(jī)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(kāi)關(guān)頻率/ kHz 20，在Matlab中搭建模型進(jìn)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(dāng)主功率管開(kāi)通時(shí)，積分器開(kāi)始工作，等時(shí)，控制電路輸出關(guān)斷信號(hào)使主功率管關(guān)斷同步整流芯片檢測(cè)到 VDS滿足開(kāi)通條件，則輸，則進(jìn)入下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期。V1

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)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(fù)半周期時(shí)所對(duì)應(yīng)的四個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)波形。如圖 2.20(a)為輸入電壓正半周期時(shí)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形，此時(shí)開(kāi)關(guān)管 S3為主功率管相當(dāng)于續(xù)流二極管，S1和 S3互補(bǔ)開(kāi)通，開(kāi)關(guān)管 S4一直保持開(kāi)通狀態(tài)，S2則一直保持關(guān)斷狀態(tài)圖 2.20(b)為輸入電壓負(fù)半周期時(shí)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形，此時(shí)開(kāi)關(guān)管 S4為主功率管，S2相當(dāng)于二極管，S2和 S4互補(bǔ)開(kāi)通，開(kāi)關(guān)管 S3一直保持開(kāi)通狀態(tài)，S1則一直保持關(guān)斷狀態(tài)，與電路分析保持一致。VG1VG1
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2868761