基于SiC MOSFET的高性能逆变器的研究
本文关键词: 碳化硅MOSFET LC滤波器 三相逆变器 损耗分析 正弦脉宽调制 出处:《东北电力大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着高压直流输电的诞生与发展,电力电子技术尤其是各种换流技术也随之进步,人们越来越关注变换器的功率密度与效率等方面的特性。但是目前而言,电力系统的能耗有很大一部分是损失在电力换流之后,为了应对能源紧张的现状,降低能耗已经成为发展所迫切需求的,于是半导体开关元件的开发与选用显得愈发的关键。新型碳化硅(Silicon Carbide,SiC)金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)相比于硅基功率开关器件(Silicon,Si),具有开关及导通损耗小、高频开关和耐高温等特性,将在高性能功率变换器中得到快速发展。本文针对SiC MOSFET进行了着重的研究,分析了SiC器件的参数以及物理特性和电特性,并深入的对基于SiC-MOSFET的三相逆变器开展研究,首先根据正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)下开关频率及电流波纹的大小来优化设计高频LC滤波器,同时通过效率分析和热等效电路来选取散热器。其次对比分析正弦脉宽调制、空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)、不连续空间矢量脉宽调制(Dscontinuous space vector pulse width modulation,DSVPWM)三种调制方式下和不同开关频率下的SiC-MOSFET逆变器波形仿真与效率特性。最后,通过搭建并测试125kVA三相SiC-MOSFET逆变器实验装置来验证不同负载条件下设计合理性和SiC-MOSFET逆变器优越性。
[Abstract]:With the birth and development of HVDC transmission, power electronics technology, especially all kinds of commutation technology, is also progressing. People pay more and more attention to the characteristics of converter power density and efficiency. A large part of the energy consumption of the power system is lost. In order to deal with the current situation of energy shortage, reducing the energy consumption has become an urgent need for development. As a result, the development and selection of semiconductor switch components are becoming more and more critical. Silicon Carbide is a new type of silicon carbide. Sic) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor. Compared with silicon based power switch devices, MOSFETs have the characteristics of low switching and on-on loss, high frequency switching and high temperature resistance. It will be developed rapidly in high performance power converters. This paper focuses on the study of SiC MOSFET, and analyzes the parameters, physical and electrical characteristics of SiC devices. And in-depth research on three-phase inverter based on SiC-MOSFET. Firstly, sinusoidal Pulse Width Modulation is modulated according to sinusoidal pulse width. SPWM) switch frequency and current ripple size to optimize the design of high-frequency LC filter, at the same time through efficiency analysis and thermal equivalent circuit to select the radiator. Secondly, the sinusoidal pulse width modulation is analyzed. Space vector pulse width modulation (SVPWM). Discontinuous space vector pulse width modulation (Dscontinuous space vector pulse width modulation). SiC-MOSFET inverter waveform simulation and efficiency characteristics under three modulation modes and different switching frequency. Finally. An experimental device of 125kVA three-phase SiC-MOSFET inverter is built and tested to verify the rationality of the design and the superiority of the SiC-MOSFET inverter under different load conditions.
【学位授予单位】:东北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM464
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 蒋路平;风电·光电中的逆变器选择[J];太阳能;2003年05期
2 蒋路平;;风光发电系统中逆变器的选择[J];中国建设动态.阳光能源;2005年03期
3 盛立健;张先飞;郑建勇;;Z源逆变器的研究[J];江苏电器;2008年02期
4 丁成伟;高鹤;赵吉利;;一种实用的车载逆变器的设计[J];今日电子;2008年03期
5 ;凯翔专业为逆变器检测提供解决方案——逆变器负载柜[J];电源技术应用;2009年05期
6 刘耀宏;;逆变器[J];信息系统工程;2010年05期
7 ;您的光伏逆变器还没检测?凯翔来给您支招![J];电源技术应用;2010年11期
8 张艺东;;SPWM逆变器调制方式的研究[J];科技创新与生产力;2011年05期
9 张杨俊;王大伟;闫民华;詹景君;;Z源逆变器[J];电源世界;2011年04期
10 郝丽娟;;全球市场准入并网光伏逆变器研讨会在苏召开[J];认证技术;2011年05期
相关会议论文 前10条
1 牟必骏;;关于辊道电机逆变器容量的计算和选型[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
2 明正峰;钟彦儒;;用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
3 郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
4 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
5 郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
6 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
7 肖岚;;逆变器综合课程设计教学平台的开发[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册)[C];2004年
8 李德华;余望;张志远;余敬东;;一种新型控制方法在单相逆变器中的应用[A];浙江省电源学会第十届学术年会暨新能源开发与电力电子研讨会论文集[C];2006年
9 杨奇;黄文新;胡育文;钱海;;应用于异步起动机的新型L-源逆变器[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
10 张超华;汤雨;谢少军;;改进Z源逆变器设计[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 涂露芳;北京大型光伏逆变器基地奠基[N];北京日报;2010年
2 本报记者 张子瑞;逆变器行业逆市扩张[N];中国能源报;2011年
3 本报记者 徐建华;光伏逆变器:“寒冬”中逆势而上[N];中国质量报;2012年
4 本报记者 徐恒;国产逆变器:市场好竞争力弱[N];中国电子报;2012年
5 张志辉;致力于提供高性能的光伏逆变器[N];中国能源报;2012年
6 CUBN 记者 周洪博;光伏逆变器或提振光伏产业[N];中国联合商报;2012年
7 广东 付兵彭;简易方波12V转220V交流逆变器电路图[N];电子报;2012年
8 王辉;2012年全球光伏逆变器将破70亿美元[N];中国能源报;2012年
9 浙江 吴建龙;简易逆变器的制作[N];电子报;2013年
10 本报记者 朱怡;逆变器制造商转向电站开发[N];中国电力报;2014年
相关博士学位论文 前10条
1 赵方平;光伏并网逆变器关键问题研究[D];上海大学;2015年
2 蔡春伟;串联型高增益Z源逆变器及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 丁凯;混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究[D];华中科技大学;2004年
4 庄凯;输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 陈金平;多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究[D];长安大学;2013年
6 范功诚;混合动力电动车中高性能Z源逆变器控制器研究[D];华中科技大学;2013年
7 单庆晓;级联型逆变器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
8 裴雪军;PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D];华中科技大学;2004年
9 佟为明;PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究[D];哈尔滨工业大学;1999年
10 王姿雅;多电平二级管钳位型逆变器电容电压平衡SVM算法及其应用研究[D];湖南大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 苏宝珍;基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网/储能组合控制研究[D];燕山大学;2015年
2 郝鑫;并网微逆变器的研究与设计[D];华南理工大学;2015年
3 唐鲲;基于太阳能发电的UPS的研究[D];昆明理工大学;2015年
4 姚乐乐;光伏逆变器的并网研究[D];河北联合大学;2014年
5 杜弯;三相T型三电平光伏逆变器技术研究[D];燕山大学;2015年
6 马瑜冰;地铁再生制动能量利用方案的研究[D];西南交通大学;2015年
7 王思;Z源逆变器拓扑及控制方法的研究[D];西南交通大学;2015年
8 李小涛;E公司光伏逆变器产品失败案例研究[D];华中师范大学;2015年
9 张路;容错型三相四开关有源电力滤波器控制研究[D];山东大学;2015年
10 阮永宝;基于PLC的微型逆变器智能光伏并网系统及PLC信道特性研究[D];云南师范大学;2015年
,本文编号:1464538
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1464538.html