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有源箝位谐振直流环节逆变器的双幅控制技术研究

张德华  
【摘要】: 双幅谐振直流环节技术解决了传统有源箝位谐振直流环节中谐振回路的电流和损耗过大这一“瓶颈”问题,拓宽了谐振直流环节技术在大功率场合的应用。论文分别以全桥、半桥、电流型以及三相拓扑结构为范例进行双幅谐振直流环节技术研究。 第一章系统阐述了软开关逆变技术的分类以及谐振直流环节逆变技术的发展及现状,对谐振直流环节逆变器的控制技术进行了比较分析,提出了论文研究的主要内容及要解决的问题。 第二章针对双幅控制技术在单相桥式电压源逆变器中的应用为范例进行研究,提出了直流母线无短路控制和通过PI调节环稳定箝位电压的双幅谐振控制策略,进一步提高了母线振荡频率,减少了直流环节损耗。同时对该方案进行了损耗分析,提出了系统的损耗最小化设计方案,按照提出的控制和优化方案设计了3KW系统,给出了仿真和实验结果。 第三章针对双幅控制技术在单相半桥式拓扑中的应用为范例进行研究,为进一步提高逆变器的开关频率,优化输出性能,着重讨论了谐振直流环节的高频化设计方案,在此基础上实现了谐振频率为500KHz的3KW高频逆变系统,输出波形和频率特性得到了明显改善。 第四章进行了双幅谐振直流环节的对偶性研究,提出了适用于电流型逆变器的双幅串联谐振直流环节逆变技术,对比研究表明串联型双幅谐振直流环节技术同样具有降低直流环节损耗,提高逆变器输出性能的优点。 第五章研究三相逆变系统的双幅谐振直流环节技术,完成了6KW实验系统,提出了滞环电流控制与空间矢量调制相结合的方案(HCC-SVM)并首次采用CPLD实现逻辑控制,大大降低了逆变器换流频率,缩短了控制延时,实现了逆变器的高效变换和低输出失真。 第六章总结了论文工作,提出了进一步研究的设想。


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