新能源尤其太陽能日趨廣泛的使用需要用到大量光伏并網(wǎng)逆變器作為電能變換的關(guān)鍵構(gòu)成以實現(xiàn)新能源的運用。這其中,就分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中運用功率等級較小的戶用式光伏并網(wǎng)逆變器來說,因為使用環(huán)境、安裝條件等因素,這一類型逆變器將轉(zhuǎn)換效率作為性能指標的同時,如何提升系統(tǒng)功率密度也具有相當重要的意義。本文針對若干逆變器拓撲,以優(yōu)化拓撲中的無源元件包括:輸出濾波器,變壓器,電容等所占空間體積為設(shè)計目標,以柔性帶材技術(shù)為基礎(chǔ),輔以合理的磁集成設(shè)計來減少這些器件的整體體積。本文第一章從新能源發(fā)展為著手點,以功率密度為關(guān)注點,介紹了新拓撲與新型器件對變換器功率密度的影響。接下來,針對變換器中的無源元件所占體積的優(yōu)化問題,首先介紹了磁集成技術(shù),接著介紹了兩種無源元件集成技術(shù):平面磁集成技術(shù)與柔性帶材集成技術(shù),并對這兩種技術(shù)各自特點進行了描述。然后,對本文設(shè)計相關(guān)的柔性帶材技術(shù),對其包括結(jié)構(gòu)問題,參數(shù)模型問題等進行了詳細描述。文末闡明了本文針對若干逆變器中無源元件所占空間體積的優(yōu)化的意義。逆變器是電能變換過程中非常重要的一個環(huán)節(jié),處于逆變器中的輸出濾波器,變壓器等通常因為采用分立式器件的原因占據(jù)了相當?shù)目臻g體積... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

無源元件集成技術(shù)分類

文獻[35][36]中,利用了不開氣隙磁柱的低磁阻特性,將該磁柱作為多個繞組的公用磁路,實現(xiàn)了多繞組之間磁通的解耦。如圖1-7原理所示,電感繞組L1與L2分別繞制于磁芯帶有氣隙的左右邊柱,磁芯的中柱不開氣隙(氣隙長度為0),由此磁芯左右邊柱的等效磁阻遠大于中柱。從而,電感L1與L2實現(xiàn)了繞制在同一副磁芯下的解耦。在文獻[37][38]中,通過多個繞組的磁通之間相互抵消的方式實現(xiàn)繞組間磁通解耦進而實現(xiàn)磁集成。

在文獻[37][38]中,通過多個繞組的磁通之間相互抵消的方式實現(xiàn)繞組間磁通解耦進而實現(xiàn)磁集成。如圖1-8所示,兩組電感L1與L2分別繞制于磁芯的左右兩個邊柱,且假設(shè)邊柱磁芯氣隙分布對稱,通過一定的連接方式使兩個電感呈串聯(lián)形式,因此,由電感繞組形成的部分在磁芯中柱的磁通互相抵消,不會對中柱變壓器形成影響。同理,中柱上變壓器繞組形成的磁通在左右邊柱兩個電感繞組上形成的感應(yīng)電壓相互抵消,因邊柱電感繞組串聯(lián),所以變壓器磁通也不會對電感形成影響,從而形成了多個繞組在同一磁芯下的解耦方式磁集成。文獻[39][40]中也是利用類似的磁耦合設(shè)計方法,如圖1-9所示[39],將ZVT Boost電路中的兩路耦合電感分別繞制于磁芯的兩個邊柱上,且邊柱有一定氣隙而中柱不開氣隙,因此兩路繞組的磁通在絕大部分僅通過中柱且在此抵消。

【參考文獻】：
博士論文
[1]柔性多層帶材電磁元件集成方法及應(yīng)用[D]. 鄧成.浙江大學(xué) 2014
[2]基于柔性多層帶材的集成EMI濾波器[D]. 伍曉峰.浙江大學(xué) 2010

碩士論文
[1]交錯并聯(lián)反激式微型逆變器的效率分析[D]. 譚世明.浙江大學(xué) 2015
[2]基于柔性多層帶材的集成EMI濾波器設(shè)計[D]. 溫志偉.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3045296