单相双级型隔离逆变电源研究

发布时间：2020-12-05 03:31

　　随着国民经济的快速发展,人们对电能质量的要求越来越高,设计一款结构性能优良同时又具备良好的动态和静态性能、带载能力强的逆变电源,得到越来越多的学者关注。纵观逆变电源的发展历史,人们对逆变电源的追求不仅仅在对逆变电源输出电能质量方面,而且在如何减小电源体积和提高电源整体效率方面,也被越来越多的学者所关注。本文对高速列车上常规辅助供电系统中110V直流电转换成220V/50Hz交流电的拓扑和控制策略进行研究,在此基础上设计了一款整机功率为3kVA的单相双极型隔离逆变电源。论文中首先对逆变电源的主电路拓扑结构进行了分析,然后对逆变电源的硬件电路部分进行了设计,包括主电路、驱动电路、控制电路、辅助电源电路四部分的设计。其中,主电路包括功率开关管的选型,谐振参数以及高频变压器的设计等。控制电路包括采样电路和保护电路等。其次,论文对LLC谐振变换器进行了工作原理分析。基于“基波分析”(First harmonic approximation,FHA)方法,分析了归一化频率x、品质因数Q、电感系数K对谐振变换器输出电压增益的影响。在控制策略方面,前级采用了单电压闭环控制策略,后级采用了电压外环、电流... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－３?Ａ：＝１０时，不同０值下的直流增益曲线??Ｆｉｇ．２－３?ＤＣ?ｇａｉｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｑ?ｖａｌｕｅｓ??

为了达到需要的增益，变换器的频率调节范围就会变宽，对磁性元件的工??作和开关管的损耗不利。??图２－３为变压器的变比《＝０．８６／１，尤?＝１０时，不同ｇ值情况下的直流增益曲线，??从上到下依次为０从０．１到１。??６?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??５?－?Ａ?－??＼??＾?４?￣?Ｉ?＼?＿??Ｓ?Ｉ?＼??ｍ?３?－?ｉ?＼?－??〇?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?｜???Ｘ??０．２?０．４?０．６?０．８?１?１．２?１．４?１．６?１．８?２??图２－３?Ａ：＝１０时，不同０值下的直流增益曲线??Ｆｉｇ．２－３?ＤＣ?ｇａｉｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｑ?ｖａｌｕｅｓ??图２－４为变压器的变比＾＝０．８６／１，尤＝２０时，不同０值情况下的直流增益曲线，??１１??

?０．２?０．４?０．６?０．８?１?１．２?１．４?１．６?１．８?２??图２－４火＝２０时，不同０值下的直流增益曲线??Ｆｉｇ．２－４?ＤＣ?ｇａｉｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?２?ｖａｌｕｅｓ??图２－５为变压器的变比ｆ？＝〇．８６／ｌ，?０＝０．２时，不同尤值情况下的直流增益曲线，??从右到左依次为Ａ：从１到１０。??１２??１?１?１?Ｉ?Ｉ?｜?１?ｒ?１??１０?－?＂??８??ｊ?Ｉ??３?６?－?■??痗?＂．ｉ丨、??Ａ?＿?／７－ｖ?；＼?ｉ?＼?－??４?慰＼?＼?＼??２．?—?－??０?ｊ?一?－－－?一＇?｜?｜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ???０．２?０．４?０．６?０．８?１?１．２?１．４?１．６?１．８?２??图２－５?０＝０．２时，不同尤值下的直流增益曲线??Ｆｉｇ．２－５?ＤＣ?ｇａｉｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｋ?ｖａｌｕｅｓ??从图中可以看出，固定变压器变比《，品质因数２时，随着电感系数尺的增??大，变换器的增益曲线在变缓，同时最大增益在减小，如果输入电压太低，输出??电压可能达不到要求。同时，可以看出，在尺值增大时，拐点频率在减小，意味??着要对电压进行调节，则开关管的频率范围会变宽，不利于磁性元件工作，因此尤??值应该稍小一些。但是

【参考文献】：
期刊论文
[1]高效半桥LLC谐振变换器的参数设计及仿真[J]. 赵连玉,石鹏,岳有军.  自动化与仪表. 2014(10)
[2]半桥LLC型谐振变换器的高频变压器设计[J]. 赵慧超,张青利,刘洪昌,颜湘武.  广东电力. 2012(11)
[3]双馈风力发电系统的PWM变流技术[J]. 张奇伟,陈国定,赵国炳.  机电工程. 2009(08)
[4]一种改进电压模型的异步电机无速度传感器矢量控制方法[J]. 钟建强,游林儒,徐芹文.  微电机. 2009(05)
[5]基于FHA的LLC变换器稳态分析[J]. 陆治国,余昌斌.  低压电器. 2007(17)
[6]载波交叠特性PWM方法在飞跨电容多电平逆变器中的应用研究[J]. 王小峰,何湘宁,邓焰.  中国电机工程学报. 2007(10)
[7]无速度传感器高性能交流调速控制的三条思路及其发展建议[J]. 陈伯时,杨耕.  电气传动. 2006(01)
[8]基于级联型错时采样空间矢量调制多电平变流器的APF研究[J]. 林平,王立乔,李建林,张仲超.  中国电机工程学报. 2005(08)
[9]级联型多电平变换器一般构成方式及原则研究[J]. 丘东元,张波,潘虹.  电工技术学报. 2005(03)
[10]基于PI自适应法的无速度传感器异步电动机矢量控制系统[J]. 王文森,李永东,王光辉,陈杰,李明才.  电工技术学报. 2002(01)

博士论文
[1]异步电机高性能变频器若干关键技术的研究[D]. 王斯然.浙江大学 2011
[2]感应电机全阶磁链观测器和转速估算方法研究[D]. 罗慧.华中科技大学 2009

硕士论文
[1]高速列车单相隔离逆变电源的研究与设计[D]. 廖云涛.北京交通大学 2016
[2]LLC谐振式DC/DC变换器的研究[D]. 张立新.哈尔滨理工大学 2016
[3]电力电子牵引变压器研究[D]. 王竟飞.北京交通大学 2015
[4]基于DSP的全桥LLC谐振变换器的设计[D]. 张文锋.西安科技大学 2014
[5]基于DSP控制的UPS的设计与研究[D]. 项策.武汉理工大学 2011
[6]LLC谐振开关变换器的研究[D]. 李大伟.南京航空航天大学 2010
[7]高功率密度通用型适配电源研究[D]. 王义友.西安科技大学 2009
[8]LLC谐振半桥DC-DC变换器的研究[D]. 余昌斌.重庆大学 2007
[9]LLC谐振变换器的设计[D]. 朱立泓.浙江大学 2006



本文编号：2898791