逆变器新型前级电路的研究

发布时间：2018-07-08 12:28

  本文选题：Buck + Boost　； 参考：《郑州大学》2017年硕士论文

【摘要】：在资源严重紧缺的状况下,对新能源的探索和研究变得越来越重要,众多新能源中太阳能得益于其具有绿色清洁、取之不尽用之不竭、能量转化简单、发电系统工作稳定性高、容易控制等优点越来越多到重视。逆变器作为光伏发电与电网之间的“桥梁”,所以针对逆变器的研究就显得格外重要。逆变器的前级DC/DC变换器的主要作用是为后级逆变桥路提供稳定的直流母线电压,因此对光伏逆变器的前级DC/DC变换器拓扑结构的功耗、输出电压和电流的纹波系数、开关管的损耗的研究,对于整个逆变器的研究工作具有极其重要的意义。首先,论文主要针对基本的Buck电路和Boost电路工作在CCM下的工作原理进行了分析,结合每种电路工作时的重要器件的波形图并利用理论知识着重分析了电路输出电压、储能电感和输出纹波的计算公式,最后对每种电路进行了小信号模型的建立,得出每种电路的传递函数。然后,设计了一种新型交叠双电源Buck逆变器的前级电路,详细分析该电路拓扑结构的工作原理,并得出了电路中各个器件的参数,对系统的传递函数进行系统稳定的分析,并在Rltool环境下完成对开环系统的校正,利用反馈系统的传递函数得到PID控制器的参数并验证电路闭环系统的稳定性,利用MATLAB/Simulink对该电路进行仿真试验,从仿真结果得到该电路的优点。最后,针对多电平逆变提出了一种新型的单电源双Boost前级电路,分析了前级电路提供的四路电平的工作原理,针对前级电路的四电平重点分析了后级DC-AC逆变桥路的工作原理和DPWM1(对称平顶波)的调制方法的工作原理、实现方法。在Matlab/Simulink环境下建立该电路拓扑结构的电路图,并结合DPWM1调制方法进行了仿真实验,得到仿真结果,验证了该新型单电源两级逆变器及其调制策略的正确性和优越性。
[Abstract]:Under the condition of serious shortage of resources, the exploration and research of new energy become more and more important. Among many new energy sources, solar energy benefits from its green and clean, inexhaustible, simple energy conversion and high stability of power generation system. The advantages of easy control are becoming more and more important. Inverter is a bridge between photovoltaic generation and power grid, so the research of inverter is very important. The main function of the DC / DC converter is to provide a stable DC bus voltage for the back stage inverter bridge, so the power consumption, the ripple coefficient of output voltage and current of the DC / DC converter in the front stage of the photovoltaic inverter. The study of switching loss is of great significance to the research of the whole inverter. Firstly, the basic Buck circuit and boost circuit working under CCM are analyzed, and the output voltage of the circuit is analyzed based on the waveform diagram of the important devices in each circuit and the theoretical knowledge. The formulas for calculating the energy storage inductance and output ripple are given. Finally, the small signal model of each circuit is established, and the transfer function of each circuit is obtained. Then, a novel superimposed double power Buck inverter is designed, the working principle of the circuit topology is analyzed in detail, and the parameters of each device in the circuit are obtained, and the system transfer function is analyzed stably. In the Rltool environment, the open-loop system is corrected, the parameters of the pid controller are obtained by the transfer function of the feedback system, and the stability of the closed-loop circuit is verified. The circuit is simulated by MATLAB / Simulink. The advantages of the circuit are obtained from the simulation results. Finally, a novel single-source double-boost front-stage circuit is proposed for multilevel inverter, and the principle of four-level operation provided by the front-stage circuit is analyzed. The working principle of the back stage DC-AC inverter bridge and the modulation method of DPWM1 (symmetrical flat-top wave) are analyzed. The circuit diagram of the circuit topology is established in Matlab / Simulink environment, and the simulation experiment is carried out with DPWM1 modulation method. The simulation results show the correctness and superiority of the novel single-power two-stage inverter and its modulation strategy.
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM464

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本文编号：2107435