Z源逆变器的主电路研究

发布时间：2017-05-10 10:06

  本文关键词：Z源逆变器的主电路研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：逆变器作为实现电能DC/AC的变换在各种功率变换中的应用十分广泛。但是传统的电压型和电流型逆变器存在着原理上的障碍和局限。 电压源逆变器通常是一种降压型的逆变器,电流源逆变器是一种降流型的逆变器,这就限制了它们的输出。如果要得到更高的电压(或更大的电流),就必须增加一个额外的直流升压变流器。并且在电压源逆变器中,一个桥臂的上下西个开关有可能出现由于EMI的噪声而导致直通的现象,这将损坏开关和电路,从而降低电路的可靠性。为了避免直通,要加入死区时间,这又会引起波形的畸变。同样在电流源逆变器中也存在着类似的问题。 本论文主要分析一种新型的逆变器——Z源逆变器,它克服了以上的传统逆变器的缺点。在电压型逆变器中引入Z网络后,使逆变器主电路的直通成为可能,并且可以利用逆变器的直通使Z源逆变器成为一个buck-boost型的逆变器。 本文除了对Z源逆变器的工作原理进行详细的分析外,着重研究其主电路的设计,提出了Z源逆变器中各个器件的设计方法,尤其是Z网络中的电容和电感的设计方法。通过对Z源逆变器可能存在的非正常的工作状态的分析,明确了Z源逆变器中各个器件和各种工作参数的相互影响的关系。在分析Z源逆变器中各开关器件的电压电流应力的基础上,还探讨了各种减小开关电压和电流应力的方法。最后运用仿真和实验结果加以了验证。
【关键词】：Z源逆变器 Z网络 短路零矢量
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-6
• 第1章 绪论6-13
• 1．1 逆变电路概述6-7
• 1．2 逆变器的主要应用7-8
• 1．2．1 感应加热电源7
• 1．2．2 交流调速电源(变频变压电源，VVVF电源)7
• 1．2．3 恒频恒压电源(CVCF电源)7-8
• 1．2．4 有源逆变电源8
• 1．3 传统逆变电路拓扑的理论局限8-11
• 1．3．1 电压型和电流型逆变器拓扑简介8-9
• 1．3．2 电压型和电流型逆变器拓扑的理论局限9-11
• 1．4 现代对逆变器的新要求和研究意义11-13
• 第2章 一种新型逆变器——Z源逆变器13-24
• 2．1 Z源逆变器的提出13-14
• 2．2 Z源电压型逆变器的正常工作原理和等效电路14-17
• 2．3 Z源电压型逆变器升降压原理17-19
• 2．4 Z源逆变器的一种非正常工作状态19-21
• 2．5 Z源逆变器在电力传动中的应用21-24
• 第3章 Z源逆变器的控制方法简述24-28
• 3．1 短路零矢量的不同实现方法24-25
• 3．2 Z源逆变器的各种控制方法25-28
• 3．2．1 按实现短路零矢量的方法不同分类25-26
• 3．2．1．1 单相短路控制25
• 3．2．1．2 两相短路控制25-26
• 3．2．1．3 三相短路控制26
• 3．2．2 按注入短路零矢量的方法不同分类26-28
• 3．2．2．1 简单控制方法26
• 3．2．2．2 PWM改造方法26-27
• 3．2．2．3 最大升压控制方法27-28
• 第4章 Z源逆变器的设计28-53
• 4．1 Z网络设计28-38
• 4．1．1 Z网络中的电容设计28-29
• 4．1．2 Z网络中的电感设计29-37
• 4．1．2．1 按照电感电流纹波大小设计29-35
• 4．1．2．1．1 只考虑电感电流的高次谐波时的设计30-31
• 4．1．2．1．2 考虑由输入电压引起的电感电流低次谐波时的设计31-33
• 4．1．2．1．3 考虑由控制方法引起的电感低次谐波时的设计33-34
• 4．1．2．1．4 同时考虑两种电感低次纹波时34-35
• 4．1．2．2 为避免Z源逆变器非正常工作的电感设计35-37
• 4．1．3 由非正常工作引起的主电路优化设计考虑37-38
• 4．2 Z源逆变器开关应力分析38-50
• 4．2．1 Z源逆变器开关电压应力分析38-43
• 4．2．1．1 电压应力分析38
• 4．2．1．2 减小电压应力的策略分析38-42
• 4．2．1．2．1 基于PWM改造控制下的开关电压应力分析38-39
• 4．2．1．2．2 基于简单控制下的开关电压应力分析39-41
• 4．2．1．2．3 基于最大升压控制下的开关电压应力分析41-42
• 4．2．1．3 电压应力分析小结42-43
• 4．2．2 逆变器电流应力分析43-50
• 4．2．2．1 电流应力分析43-48
• 4．2．2．1．1 单相短路控制下的电流应力分析43-45
• 4．2．2．1．2 两相短路控制下的电流应力分析45-48
• 4．2．2．1．3 三相短路控制下的电流应力分析48
• 4．2．2．2 关于减小开关电流应力的策略48-49
• 4．2．2．3 电流应力分析小结49-50
• 4．3 输入功率二极管和输入整流器设计50-51
• 4．3．1 输入功率二极管设计50
• 4．3．2 输入整流器设计50-51
• 4．4 输入交流电容器设计51-53
• 第5章 仿真结果53-65
• 5．1 不同的 Z网络参数的仿真结果比较53-55
• 5．2 有关 Z源逆变器非正常工作状态的仿真结果55-56
• 5．3 Z网络设计一例的仿真结果56-57
• 5．4 逆变器开关应力减小策略比较57-59
• 5．5 逆变器电流应力减小策略比较59-62
• 5．6 输入二极管，输入整流器和输入电容器的仿真62-65
• 第6章 实验结果65-68
• 第7章 总结68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 致谢74

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 房绪鹏;Z源逆变器研究[D];浙江大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 崔彬;阻抗源逆变器的新型控制策略研究[D];浙江大学;2007年

2 程国华;Halbach永磁同步电机调速系统的研究[D];南京航空航天大学;2007年

3 周志健;基于DSP的Z源逆变器控制与设计[D];合肥工业大学;2007年

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本文编号：354503