基于新型开关电感单元的高增益双向串联型Z源逆变器的研究

发布时间：2021-01-08 14:36

　　随着可再生能源广泛应用和电动汽车数量的增加,可再生能源发电和电动汽车已经成为节能减排的重要举措。为了满足宽电压范围要求,电压源逆变器与双向升压型DC-DC变换器串联的两级式能量变换器结构广泛应用于微电网和电动汽车中。然而,相比于单级式能量变换器结构,两级式能量变换器结构更为复杂。在2002年,彭方正教授提出Z源逆变器（ZSI）,通过直通状态实现单级升压逆变。然而,传统ZSI具有以下缺点:不具备能量双向流动能力、存在非正常运行模态、存在大启动冲击电流、升压能力受低调制因数M和器件的高电压应力限制。为解决上述问题,本文提出基于新型开关电感（SL）单元的高增益双向串联型Z源逆变器（Active-SLs QZSI）,新型SL单元用两个电容和一个有源开关管代替传统SL单元的三个二极管,因此Active-SLs QZSI具备能量双向流动能力。与现存有竞争力的ZSIs相比,Active-SLs QZSI具有更低的Z源网络（ZSN）电压电流应力、更高的效率和升压因子。为了研究Active-SLs QZSI的运行原理,通过建立其稳态模型,并且分析其所有可能逆变运行模态和整流运行模态。针对Active-S... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 四种基本ZSIs拓扑
        1.2.2 双向ZSIs拓扑
        1.2.3 高增益ZSIs拓扑
    1.3 本文主要研究内容
第2章 改进型ZSI拓扑结构及工作原理
    2.1 引言
    2.2 Active-SLs QZSI拓扑结构
    2.3 Active-SLs QZSI稳态模型
    2.4 Active-SLs QZSI的SVPWM调制策略
    2.5 Active-SLs QZSI逆变运行模态分析
    2.6 Active-SLs QZSI整流运行模态分析
    2.7 Active-SLs QZSI与现存ZSIs性能比较
        2.7.1 升压能力比较
        2.7.2 电压应力比较
        2.7.3 电流应力比较
        2.7.4 功率损耗和效率比较
    2.8 本章小结
第3章 改进型ZSI闭环控制策略
    3.1 引言
    3.2 Active-SLs QZSI动态模型
    3.3 非最小相位特性分析
    3.4 直流链峰值电压控制策略
        3.4.1 ZSN电容电压反馈直流链峰值电压控制策略
        3.4.2 直流输入电压前馈直流链峰值电压控制策略
    3.5 本章小结
第4章 改进型ZSI参数设计及仿真分析
    4.1 引言
    4.2 Active-SLs QZSI参数设计
    4.3 Active-SLs QZSI仿真分析
        4.3.1 逆变运行模式
        4.3.2 轻载运行模式
        4.3.3 整流运行模式
        4.3.4 闭环控制
    4.4 本章小结
第5章 改进型ZSI实验结果分析
    5.1 引言
    5.2 硬件电路参数和器件选择
    5.3 Active-SLs QZSI实验结果及分析
        5.3.1 逆变运行模式
        5.3.2 轻载运行模式
        5.3.3 整流运行模式
        5.3.4 闭环控制
        5.3.5 SVPWM调制策略比较
        5.3.6 Active-SLs QZSI效率
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]改进型双向Z源储能变流器拓扑结构及空间电压矢量调制策略[J]. 高志刚,樊辉,徐少华,李建林.  高电压技术. 2015(10)
[2]增强型Z源逆变器的直流链电压直接控制策略[J]. 蔡春伟,曲延滨,盛况.  电机与控制学报. 2012(05)



本文编号：2964772