IZCT/ARCP ZVT软开关变流器的研究

发布时间：2022-12-06 01:48

　　软开关技术,对于降低损耗、提高开关频率、简化散热设计、减小电磁干扰、提高系统可靠性都有一些优势。随着技术的进步,功率等级的提高和应用范围的扩大,软开关变流器将逐渐成为变流技术发展的重要方向,并得到越来越广泛的应用。适用于PWM变流器的软开关技术基本上可以归纳为两大类：直流侧谐振型和极谐振型。直流侧谐振型软开关变流器一般需要在主电路中串联整个或部分谐振回路,通态损耗较大；其次,由于三相桥臂同时获得软开关条件,PWM调制策略需要修改,辅助谐振回路的控制时序一般较为复杂；此外,有部分直流侧谐振型软开关变流器还会增加功率器件电压应力。而极谐振型软开关技术则刚好弥补了以上问题,更适合现代大功率变流器。本文在考虑非理想器件和线路杂散参数的影响下,针对IZCT和ARCP ZVT极谐振型软开关变流器,进行了详细的理论分析,建立了损耗计算模型,提出了一些改进方法和设计建议,并通过试验进行了验证。 首先,研究了考虑二极管反向恢复时的IZCT型软开关变流器的谐振过程,给出了相应的谐振状态方程,从理论上分析了二极管反向恢复对各阶段谐振过程的影响,指出二极管反向恢复是造成IZCT型软开关变流器损耗增加的主... 

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 论文的研究背景和选题意义
    1.2 三相电压源型PWM软开关变流器技术发展
        1.2.1 直流侧谐振型软开关变流器
            1.2.1.1 谐振直流环节型软开关变流器(RDCL)
            1.2.1.2 箝位谐振直流环节型软开关变流器(CRDCL)
            1.2.1.3 准谐振直流环节型软开关变流器(QRDCL)
        1.2.2 极谐振型软开关变流器
            1.2.2.1 准谐振极型软开关变流器(QRP)
            1.2.2.2 零电压转移极谐振软开关变流器(ZVT)
            1.2.2.3 零电流转移极谐振软开关变流器(ZCT)
    1.3 本文的主要研究内容和成果
2 IZCT型软开关变流器换流分析
    2.1 IZCT型软开关变流器拓扑结构
    2.2 理想状态下IZCT型软开关变流器谐振过程分析
        2.2.1 谐振开通过程
        2.2.2 谐振关断过程
    2.3 考虑二极管反向恢复时的IZCT型软开关变流器谐振过程分析
        2.3.1 谐振开通过程
        2.3.2 谐振关断过程
    2.4 二极管反向恢复对IZCT软开关的影响
    2.5 试验验证
    2.6 本章小结
3 IZCT型软开关变流器开关损耗计算
    3.1 软开关模式下二极管反向恢复
        3.1.1 硬开关模式下二极管反向恢复过程
        3.1.2 软开关模式下二极管反向恢复
    3.2 二极管反向恢复参数提取
    3.3 二极管载流子数量计算
    3.4 IZCT型软开关变流器开关损耗计算
        3.4.1 开通时主桥臂功率管D_1和T_4开关损耗
        3.4.2 开通时辅助桥臂功率管D_(4x)和关断时主桥臂功率管D_4的反向恢复损耗
        3.4.3 关断时辅助桥臂功率管D_(4x)的反向恢复损耗
    3.5 本章小结
4 IZCT型软开关变流器损耗的仿真、试验分析及改进
    4.1 IZCT型软开关变流器损耗的仿真、试验分析
        4.1.1 IZCT型软开关变流器开关损耗仿真及分析
        4.1.2 IZCT型软开关变流器通态损耗计算
        4.1.3 IZCT型软开关变流器总损耗仿真及试验分析
    4.2 IZCT型软开关变流器开通损耗改进方法
    4.3 本章小结
5 ARCP ZVT型软开关变流器换流及损耗分析
    5.1 考虑杂散参数的ARCP换流过程及损耗分析
        5.1.1 ARCP换流过程
        5.1.2 ARCP辅助换流过程
    5.2 实验验证
    5.3 本章小结
6 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 未来研究展望
参考文献
附录A
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅MOSFET的变温度参数建模[J]. 孙凯,陆珏晶,吴红飞,邢岩,黄立培.  中国电机工程学报. 2013(03)
[2]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明.  中国电机工程学报. 2012(30)
[3]零电压持续时间不依赖于负载电流的谐振直流环节逆变器[J]. 王强.  中国电机工程学报. 2012(06)
[4]无中性点电位变化的并联谐振软开关逆变器[J]. 王强.  中国电机工程学报. 2012(03)
[5]一种新型40kW软开关三相脉宽调制整流器[J]. 李睿,马智远,徐德鸿.  中国电机工程学报. 2011(33)
[6]一种新型有源箝位软开关三相并网逆变器[J]. 李睿,马智远,徐德鸿.  中国电机工程学报. 2011(30)
[7]两级式三相自然软开关DC/AC逆变器[J]. 耿攀,吴卫民,叶银忠,刘以建.  中国电机工程学报. 2011(30)
[8]新型零电压开关谐振直流环节逆变器[J]. 王强.  中国电机工程学报. 2011(27)
[9]辅助谐振变换极软开关逆变器分段定时间控制方法[J]. 马柯,徐德鸿,张涛,Seiki IGARASHI.  中国电机工程学报. 2010(18)
[10]IGBT模块的开关暂态模型及损耗分析[J]. 毛鹏,谢少军,许泽刚.  中国电机工程学报. 2010(15)

博士论文
[1]新型谐振过渡软开关三相PWM逆变器[D]. 明正峰.西安理工大学 2002
[2]有源箝位谐振直流环节逆变器的双幅控制技术研究[D]. 张德华.浙江大学 2002



本文编号：3710802