《南京航空航天大学》2009年硕士论文

发布时间：2016-05-18 19:00

  本文关键词：适用于交错并联电路的新型耦合电感，，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2009年

适用于交错并联电路的新型耦合电感

徐立刚  

【摘要】： 近年来,随着全球性的资源短缺,电力电子技术的发展不光要提高变换器的电气性能,还要尽量降低材料的消耗,减小铜、铁等稀缺资源的消耗比例。交错并联技术是提高功率密度,调整材料消耗比例,实现多硅少铜的一种有效手段。为了减小磁件的体积、材料的消耗,提高变换器的功率密度,磁集成技术被引入到交错并联变换器中。 本文针对交错并联变换器中的多相电感集成,提出新型耦合电感,通过绕组拆分、磁件拆分,实现功能分割,并给出了磁件优化依据。利用端口网络的特性,推导了它的最简电路结构,给出了它的变压器等效电路模型和互感表征的等效电路模型,并分析了变压器模型和互感模型参数之间的等效关系。利用变压器等效电路模型分析了新型耦合电感在两相交错并联电路中的电气特性和磁特性,通过与非耦合的电感对比,说明新型耦合电感通过拆分磁件,使其储能能力和滤波能力分别由不同的磁件实现,有利于磁件的优化设计。 最后以两相交错并联Boost变换器为应用电路,详细的分析和比较了新型耦合电感与传统三磁柱电感在相同电气性能下的磁特性,并分别采用新型耦合电感和传统三磁柱耦合电感,完成了两台1kW两相交错并联Boost变换器,给出了详细的参数设计过程和控制电路实现方法,比较了相同电气性能时两种耦合方式的磁芯的体积和重量。实验结果证明了原理分析的正确性,优化后的新型耦合电感的总的体积和重量比传统三磁柱耦合电感减轻了约60%。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM461
【目录】：

摘要4-5

Abstract5-11

第一章 绪论11-20

1.1 概述11-12

1.2 交错并联技术12-13

1.3 磁集成技术在交错并联变换器中的应用13-18

1.3.1 解耦集成13-15

1.3.2 耦合集成——耦合电感15-18

1.4 本文的研究意义和研究内容18-20

1.4.1 本文的研究意义18

1.4.2 本文的研究内容18-20

第二章 新型耦合电感的工作原理20-35

2.1 新型耦合电感20-21

2.2 等效电路模型及其推演21-25

2.2.1 新型耦合电感的变压器等效电路模型21-24

2.2.2 互感表征的等效电路模型24-25

2.3 新型耦合电感的工作原理25-34

2.3.1 状态分析25-29

2.3.2 电流脉动29-31

2.3.3 磁性元件的磁通31-32

2.3.4 新型耦合电感与普通Boost 电感的比较32-34

2.4 本章小结34-35

第三章 与传统三磁柱耦合方式的比较35-42

3.1 引言35

3.2 传统三磁柱耦合电感等效电路模型35-36

3.3 磁特性的对比36-41

3.3.1 新型耦合方式的磁特性37

3.3.2 传统三磁柱耦合方式的磁特性37-39

3.3.3 两种耦合方式的比较39-41

3.4 本章小结41-42

第四章 1kW 交错并联Boost 变换器参数设计与实验结果42-53

4.1 两相交错并联Boost 变换器主要性能指标42

4.2 采用新型耦合方式的Boost 变换器主电路参数设计结果42-45

4.2.1 磁性元件设计42-44

4.2.2 电路其他参数设计44-45

4.3 采用三磁柱耦合方式的Boost 变换器主电路参数设计结果45-46

4.4 控制电路设计46-47

4.5 实验结果与讨论47-51

4.5.1 工作原理验证47-49

4.5.2 整机效率49-50

4.5.3 磁件对比50-51

4.6 新型耦合电感的优化设计51-52

4.7 本章小结52-53

第五章 改进型回转器-电容非线性磁芯仿真模型53-64

5.1 引言53-54

5.2 改进型回转器-电容磁芯模型54-56

5.3 模型参数计算方法56-58

5.3.1 模型输入参数56

5.3.2 饱和参数Λ、n、a56-57

5.3.3 磁滞参数r、h、b57-58

5.4 模型的仿真实现及参数优化58-59

5.5 仿真结果59-63

5.5.1 B-H 曲线仿真结果59-60

5.5.2 系统仿真结果60-63

5.6 本章小结63-64

第六章 总结和展望64-66

6.1 本文总结64-65

6.2 下一步工作65-66

参考文献66-71

致谢71-72

在学期间研究成果及发表的学术论文72

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【引证文献】

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【参考文献】

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本文编号：46750