特定消谐逆变器的死区补偿策略研究

发布时间：2017-09-08 00:14

  本文关键词：特定消谐逆变器的死区补偿策略研究

  更多相关文章： 高频逆变器 特定消谐脉宽调制 同伦算法 死区效应 补偿策略

【摘要】：随着脉宽调制逆变器在越来越多的领域的应用,其运行性能也越来越受到关注,其中谐波带来的电网污染和设备损耗是不可忽略的一个问题。针对此,近年来已有许多研究者对谐波抑制技术开展了研究工作。本文对现有研究进行了对比分析,在此基础上对特定谐波消除脉宽调制技术进行了深入分析,并且针对逆变器实际应用时死区效应问题提出了一种新型死区补偿策略。特定消谐技术通过设置合适的开关时刻和缺口数,能够消除某些特定的低次谐波,具有输出电流纹波小、电压波形质量高等优点。本文以单极性调制为例建立了特定消谐开关角的数学模型;通过对现有的非线性方程的求解方法进行了对比,本文选择对初始值依赖小、收敛域宽的同伦算法来求解消谐模型。对同伦方程的建立和求解进行了详细的介绍,并采用牛顿同伦构造同伦方程;应用MATLAB离线求解,通过对比求解结果可知同伦算法避免了对初值选择困难的问题,实现了对消谐模型的快速求解。实际应用时,为避免逆变桥桥臂直通,往往需要设置死区,以传统方式设置的死区时间会导致逆变器输出波形畸变,为进一步改善波形,需要进行死区补偿。本文深入分析了高频逆变器在消除特定谐波脉冲宽度调制控制时,死区对调制电压波形的影响,给出了基波幅值和总谐波畸变率随死区时间的变化曲线。对传统死区时间设置方式的特点进行了对比分析,在此基础上提出了适用于特定消谐逆变器的新型死区补偿策略;详细分析了死区补偿阶段开关管及相应续流二极管的电流的工作状态;以功率MOSFET为例分析了开关管的开通关断过程,并给出了死区时间设置的经验公式。最后,搭建了仿真模型和硬件平台对特定消谐控制方法以及所提死区补偿策略进行了仿真和实验分析,结果表明:特定消谐技术有效消除了待消除的谐波;死区效应导致波形恶化,采取本文死区补偿策略后调制电压波形和负载电流波形得到有效改善,有效补偿了由于死区所造成的波形畸变。
【关键词】：高频逆变器 特定消谐脉宽调制 同伦算法 死区效应 补偿策略
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的研究背景8-11
• 1.1.1 逆变器的发展8-10
• 1.1.2 高频逆变在超声驱动电源中的应用10-11
• 1.2 课题的研究意义与目的11-12
• 1.2.1 谐波污染11
• 1.2.2 特定消谐技术的应用11-12
• 1.3 死区补偿策略的研究现状12-13
• 1.4 本文研究的主要内容13-15
• 2 特定谐波消除脉宽调制技术的研究15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 消谐模型的建立15-17
• 2.3 消谐模型的求解17-25
• 2.3.1 消谐模型的求解方法介绍17-18
• 2.3.2 牛顿迭代法和同伦算法18-22
• 2.3.3 迭代初始值的确定22-23
• 2.3.4 同轮算法的应用23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 特定消谐逆变器的新型死区补偿策略26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 死区效应分析26-30
• 3.2.1 提前关断方式的死区效应26-28
• 3.2.2 滞后导通方式的死区效应28-30
• 3.3 新型死区补偿策略分析30-35
• 3.3.1 新型死区补偿策略的提出30-31
• 3.3.2 新型补偿策略下的开关管电流变化31-32
• 3.3.3 新型补偿策略下的死区时间设置32-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 仿真与实验分析36-54
• 4.1 引言36
• 4.2 仿真分析36-43
• 4.2.1 仿真电路设计36-38
• 4.2.2 仿真结果分析38-43
• 4.3 实验分析43-52
• 4.3.1 实验平台搭建43-46
• 4.3.2 控制程序设计46-49
• 4.3.3 实验结果对比分析49-52
• 4.4 本章小结52-54
• 5 总结与展望54-56
• 5.1 总结54-55
• 5.2 展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-61
• 附录61
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄招彬;游林儒;汪兆栋;文小琴;;一种考虑死区与最小脉宽限制的IPWM算法[J];电工技术学报;2014年12期

2 李素非;李国杰;翟登辉;王卫星;;级联型多电平逆变器最小总谐波失真阶梯调制策略研究[J];电力系统保护与控制;2014年19期

3 孙绍华;贲洪奇;李春鹏;张金永;;基于指数趋近律滑模控制的逆变器死区补偿[J];电力自动化设备;2013年11期

4 刘景晖;郑益慧;姚钢;周荔丹;王昕;邵峥达;;自适应特征谐波消除策略的并网逆变器电流跟踪优化方法[J];电工技术学报;2013年09期

5 周京华;贾斌;章小卫;李正熙;;三电平逆变器死区补偿策略研究[J];电机与控制学报;2013年05期

6 赵耀;赵庚申;郭天勇;赵星宇;殷杰;;基于SVPWM低谐波死区算法的研究及应用[J];电力系统保护与控制;2012年08期

7 伍小杰;符晓;赵冰洁;戴鹏;朱洪顺;;基于FPGA的特定谐波消除法数字实现[J];电力自动化设备;2012年02期

8 罗辞勇;卢斌;张帆;蔡珍珍;;超声波电动机发展现状及应用[J];微特电机;2011年11期

9 王榕生;吴汉光;;消谐法SHEPWM的谐波影响数值分析[J];电工技术学报;2011年09期

10 徐先勇;欧朝龙;罗安;方璐;方厚辉;;新型近似无死区PWM逆变器开关控制方法及其特性分析[J];电力自动化设备;2011年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 苏毅;半周期对称SHEPWM技术的开关角求解方法[D];武汉大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 魏臣;基于三次谐波频率跟踪方法的超声波驱动电路设计[D];华南理工大学;2014年

2 刘永迪;基于双重傅里叶级数的光伏逆变器多周期及混沌SPWM频谱计算方法研究[D];北京交通大学;2014年

3 卢斌;超声波换能器谐振频率跟踪方法研究[D];重庆大学;2012年

4 傅永花;SHEPWM非线性多解性及小波调制[D];华南理工大学;2011年

5 潘高强;逆变器PWM谐波分析及谐波抑制方法研究[D];沈阳工业大学;2010年

6 韩龙飞;谐波抑制与并联混合有源滤波器的关键技术[D];浙江大学;2007年

7 陈振伟;超声波发生器的研究[D];浙江大学;2007年

8 徐超;特定谐波消除技术中方程组快速求解研究[D];东北电力大学;2007年

，

本文编号：810738