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《合肥工业大学》 2016年
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三电平软开关逆变器研究

田龙祥  
【摘要】:随着世界能源结构的变化,各国对清洁能源的需求越来越高,近年来光伏能及风能的发展受到格外重视。逆变器作为新能源转换中的核心部件,如何使其更加高效、小型化、低谐波污染、高可靠性已成为各国学者的研究重点。而软开关技术则可以很好地解决上述问题,其可以降低开关损耗,减少电磁干扰及高频电磁噪声,并且使得功率开关管的可靠性进一步提高。因此研究软开关三电平技术具有重要价值。(1)文章首先介绍了三电平软开关技术的研究背景:简述了逆变器的发展现状以及软开关在逆变器应用概况。(2)由于软开关技术需要研究IGBT微观过程,为此建立了IGBT的等效模型,并对其开通和关断过程进行了分析,在此基础上得出IGBT开关损耗的计算公式。同时介绍了T型三电平逆变器及其换流过程,阐述了本文使用空间矢量脉宽调制法的基本原理以及载波实现方法,并对T型三电平逆变器的损耗进行分析。(3)文章对三电平软开关逆变器的工作过程进行详尽的理论分析并建立了数学模型,通过仿真验证该拓扑可以实现零电压关断和零电流导通。根据其换相过程给出了缓冲电感及缓冲电容的选型依据,并通过实验验证其可行性,对软硬开关条件下的开关过程及损耗进行对比研究。(4)本文对三电平软开关逆变器死区条件进行优化,针对正死区、负死区及无死区不同模式进行研究,详细分析了不同工况下换相过程的区别、开关损耗的变化以及对输出电流基波、电流THD的影响,得出最优工况。同时分析了线路中寄生电感对软开关效果产生的不利影响。最后分析软开关逆变器换相过程后谐振机理,并给出了阻容并联的谐振抑制方法。(5)最后,搭建了以DSP28335芯片和CPLD为控制核心的三电平软开关逆变器平台,对本文的理论分析进行实验验证,证明文中理论分析的正确性。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM464

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