论文题目: Z源逆变器的主电路研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电力电子与电力传动
作者: 高奇
导师: 彭方正,钱照明
关键词: 源逆变器,网络,短路零矢量
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 逆变器作为实现电能DC/AC的变换在各种功率变换中的应用十分广泛。但是传统的电压型和电流型逆变器存在着原理上的障碍和局限。 电压源逆变器通常是一种降压型的逆变器,电流源逆变器是一种降流型的逆变器,这就限制了它们的输出。如果要得到更高的电压(或更大的电流),就必须增加一个额外的直流升压变流器。并且在电压源逆变器中,一个桥臂的上下西个开关有可能出现由于EMI的噪声而导致直通的现象,这将损坏开关和电路,从而降低电路的可靠性。为了避免直通,要加入死区时间,这又会引起波形的畸变。同样在电流源逆变器中也存在着类似的问题。 本论文主要分析一种新型的逆变器——Z源逆变器,它克服了以上的传统逆变器的缺点。在电压型逆变器中引入Z网络后,使逆变器主电路的直通成为可能,并且可以利用逆变器的直通使Z源逆变器成为一个buck-boost型的逆变器。 本文除了对Z源逆变器的工作原理进行详细的分析外,着重研究其主电路的设计,提出了Z源逆变器中各个器件的设计方法,尤其是Z网络中的电容和电感的设计方法。通过对Z源逆变器可能存在的非正常的工作状态的分析,明确了Z源逆变器中各个器件和各种工作参数的相互影响的关系。在分析Z源逆变器中各开关器件的电压电流应力的基础上,还探讨了各种减小开关电压和电流应力的方法。最后运用仿真和实验结果加以了验证。
论文目录:
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1．1 逆变电路概述
1．2 逆变器的主要应用
1．2．1 感应加热电源
1．2．2 交流调速电源(变频变压电源，VVVF电源)
1．2．3 恒频恒压电源(CVCF电源)
1．2．4 有源逆变电源
1．3 传统逆变电路拓扑的理论局限
1．3．1 电压型和电流型逆变器拓扑简介
1．3．2 电压型和电流型逆变器拓扑的理论局限
1．4 现代对逆变器的新要求和研究意义
第2章 一种新型逆变器——Z源逆变器
2．1 Z源逆变器的提出
2．2 Z源电压型逆变器的正常工作原理和等效电路
2．3 Z源电压型逆变器升降压原理
2．4 Z源逆变器的一种非正常工作状态
2．5 Z源逆变器在电力传动中的应用
第3章 Z源逆变器的控制方法简述
3．1 短路零矢量的不同实现方法
3．2 Z源逆变器的各种控制方法
3．2．1 按实现短路零矢量的方法不同分类
3．2．1．1 单相短路控制
3．2．1．2 两相短路控制
3．2．1．3 三相短路控制
3．2．2 按注入短路零矢量的方法不同分类
3．2．2．1 简单控制方法
3．2．2．2 PWM改造方法
3．2．2．3 最大升压控制方法
第4章 Z源逆变器的设计
4．1 Z网络设计
4．1．1 Z网络中的电容设计
4．1．2 Z网络中的电感设计
4．1．2．1 按照电感电流纹波大小设计
4．1．2．1．1 只考虑电感电流的高次谐波时的设计
4．1．2．1．2 考虑由输入电压引起的电感电流低次谐波时的设计
4．1．2．1．3 考虑由控制方法引起的电感低次谐波时的设计
4．1．2．1．4 同时考虑两种电感低次纹波时
4．1．2．2 为避免Z源逆变器非正常工作的电感设计
4．1．3 由非正常工作引起的主电路优化设计考虑
4．2 Z源逆变器开关应力分析
4．2．1 Z源逆变器开关电压应力分析
4．2．1．1 电压应力分析
4．2．1．2 减小电压应力的策略分析
4．2．1．2．1 基于PWM改造控制下的开关电压应力分析
4．2．1．2．2 基于简单控制下的开关电压应力分析
4．2．1．2．3 基于最大升压控制下的开关电压应力分析
4．2．1．3 电压应力分析小结
4．2．2 逆变器电流应力分析
4．2．2．1 电流应力分析
4．2．2．1．1 单相短路控制下的电流应力分析
4．2．2．1．2 两相短路控制下的电流应力分析
4．2．2．1．3 三相短路控制下的电流应力分析
4．2．2．2 关于减小开关电流应力的策略
4．2．2．3 电流应力分析小结
4．3 输入功率二极管和输入整流器设计
4．3．1 输入功率二极管设计
4．3．2 输入整流器设计
4．4 输入交流电容器设计
第5章 仿真结果
5．1 不同的 Z网络参数的仿真结果比较
5．2 有关 Z源逆变器非正常工作状态的仿真结果
5．3 Z网络设计一例的仿真结果
5．4 逆变器开关应力减小策略比较
5．5 逆变器电流应力减小策略比较
5．6 输入二极管，输入整流器和输入电容器的仿真
第6章 实验结果
第7章 总结
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
发布时间: 2005-07-14
参考文献
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