单相电流型高频链矩阵式电力电子变压器及其解结耦调制
发布时间：2021-10-16 14:53
高频链矩阵式电力电子变压器是由高频变压器和矩阵变换器所构成的,该系统可以实现网侧单位功率因数,使得输入输出电压电流有着较理想的正弦度,具有高频电气隔离、体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油、频率及电压可控等优点。该拓扑在电力电子装置领域也具有重要的研究意义,可以广泛应用在风力发电,智能电网,电动汽车与车载电源。本文提出了一种新型的拓扑结构,并针对此拓扑结构的电力电子变压器换流问题提出了合适的调制策略。本文以高频链矩阵式电力电子变压器为研究方向,提出了一种单相电流型AC/AC高频链矩阵式电力电子变压器（Power Electronic Transformer,PET）拓扑,使用电流型电路拓扑实现输入输出的电压变换,前级采用LC滤波器及矩阵变换器结构,后级采用矩阵变换器及CL滤波器结构,中间采用高频变压器进行磁耦合及功率传递,以实现AC-HFAC-LFAC（HF:High Frequency;LF:Low Frequency）的功率变换。基于所提拓扑,提出一种前级单极倍频SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）与后级混合脉宽调制HPWM（Hybri...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
具有高频链接的变换电路
燕山大学工程硕士学位论文-2-1.2国内外研究现状传统变压器具有高效率、低成本、安全可靠等优点，在输配电系统中已得到广泛的应用。目前随着智能电网的迅速发展与完善，供电质量，灵活性的操控性能对用户来说是他们更加期待的[10]。目前还要考虑到输入电流波形的畸变度以及谐波成分会不会对电网造成污染，空载损耗大等问题，如今小型化，轻量化已经是一个很重要的发展趋势[11]，随着电力电子技术的不断发展[12,13]，一种用电力电子器件所构成的新型变压器——电力电子变压器(PowerElectronicTransformer，PET)出现在人们的视野中[14]。其概念的提出可以追溯到1970年，存在高频链的直接AC/AC变换电路是美国的GE公司率先提出的(如图1-1所示)，其开启了对PET的研究先河。通过对电路高频链原、副边开关管的控制实现频率变换。开关器件与反并联二极管共同构成一个独立的开关，高频链前级开关管以50%占空比交替导通，后级与前级的导通方式相同，仅存在一个移相角θ。网侧输入信号被处于高频状态的开关管调制成高频方波，经过高频链耦合到副边，不同的θ对应不同的输出电压幅值，当θ=0°时，高频链副边与原边保持同步，当移θ≠0°时，副边电压存在谐波，滤波后方能输出。此电路的工作原理为今后电力电子变压器的研究奠定了坚实的基础[3]。图1-1具有高频链接的变换电路1.2.1电力电子变压器的拓扑分类通过对国内外文献的阅读，现对电力电子变压器拓扑进行如图1-2的几种分类：图1-2电力电子变压器拓扑分类
第1章绪论-3-为了便于阐述，本次选取电力电子变压器典型特征的分类方法即有无直流环节进行分类后对电力电子变压器的研究动态进行介绍。1.2.2矩阵变换器的简要概述矩阵式变换器广义的讲，包含m相到n相变换的拓扑有很多种[15]，按照能量变换传递的过程可分为直接型和间接型变换，简要分类如图1-3所示。直接型矩阵变换器没有中间环节，直接采用双向开关管进行能量的变换，例如经典的普通三相/三相矩阵式变换器如图1-4所示；间接型矩阵变换器是指输入输出的能量需要通过中间的高频隔离环节或者虚拟整流环节进行能量的变换，例如经典的三相/三相高频链矩阵变换器如图1-5所示。图1-3矩阵变换器分类图图1-4普通三相/三相矩阵式变换器图1-5间接型三相/三相矩阵式变换器
【参考文献】：
期刊论文
[1]串联谐振式高频链逆变器及电流型解结耦调制[J]. 闫朝阳,秦海宁,杨丽君,庞建霞,孙喆. 太阳能学报. 2019(10)
[2]电力电子技术在智能电网中的有效应用[J]. 王永欢,杨紫彤,沈楠. 中国新通信. 2019(17)
[3]不平衡电网下三相四桥臂高频链矩阵整流器及其解结耦鞍型波脉宽调制方法[J]. 闫朝阳,梁晨阳,康鸣,李建霞,杨丽君. 电工技术学报. 2019(12)
[4]开关电源高频变压器设计[J]. 蒋莎,谭林华,张庆. 科技创新与应用. 2018(28)
[5]一种级联型电力电子变压器的拓扑结构[J]. 胡世勇,邹海荣. 上海电机学院学报. 2018(03)
[6]矩阵变换器双电压调制策略的简化控制[J]. 马星河,陈海军,赵军营,许丹. 电力系统及其自动化学报. 2018(06)
[7]高频链三相四桥臂矩阵逆变器及其桥臂控制[J]. 闫朝阳,白鹤,李春蕾,李瑞雪. 电力电子技术. 2018(03)
[8]电力电子变压器中高频变压器的设计方式[J]. 陈永杰,赵奇,唐日强. 电气技术与经济. 2018(01)
[9]电压型矩阵整流器解结耦矢量调制原理研究[J]. 闫朝阳,吴晓雨,李建霞,杨丽君,梁晨阳. 太阳能学报. 2017(12)
[10]单相高频链逆变器的解结耦单极性移相调制及其死区优化[J]. 闫朝阳,张喆,李建霞,徐术超,杨丽君. 电工技术学报. 2018(06)
硕士论文
[1]高频链矩阵整流器调制策略以及基于虚拟阻抗的控制研究[D]. 李春蕾.燕山大学 2018
[2]新型电力电子变压器与直流接口电路的研究[D]. 李华武.上海交通大学 2013
[3]三相固态变压器最优控制研究[D]. 杨丽娇.长沙理工大学 2012
[4]基于级联H桥多电平变流器的电力电子变压器研究[D]. 刘礼华.中南大学 2011
[5]矩阵变换器控制策略的研究[D]. 吕辛.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3440010
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
具有高频链接的变换电路
燕山大学工程硕士学位论文-2-1.2国内外研究现状传统变压器具有高效率、低成本、安全可靠等优点，在输配电系统中已得到广泛的应用。目前随着智能电网的迅速发展与完善，供电质量，灵活性的操控性能对用户来说是他们更加期待的[10]。目前还要考虑到输入电流波形的畸变度以及谐波成分会不会对电网造成污染，空载损耗大等问题，如今小型化，轻量化已经是一个很重要的发展趋势[11]，随着电力电子技术的不断发展[12,13]，一种用电力电子器件所构成的新型变压器——电力电子变压器(PowerElectronicTransformer，PET)出现在人们的视野中[14]。其概念的提出可以追溯到1970年，存在高频链的直接AC/AC变换电路是美国的GE公司率先提出的(如图1-1所示)，其开启了对PET的研究先河。通过对电路高频链原、副边开关管的控制实现频率变换。开关器件与反并联二极管共同构成一个独立的开关，高频链前级开关管以50%占空比交替导通，后级与前级的导通方式相同，仅存在一个移相角θ。网侧输入信号被处于高频状态的开关管调制成高频方波，经过高频链耦合到副边，不同的θ对应不同的输出电压幅值，当θ=0°时，高频链副边与原边保持同步，当移θ≠0°时，副边电压存在谐波，滤波后方能输出。此电路的工作原理为今后电力电子变压器的研究奠定了坚实的基础[3]。图1-1具有高频链接的变换电路1.2.1电力电子变压器的拓扑分类通过对国内外文献的阅读，现对电力电子变压器拓扑进行如图1-2的几种分类：图1-2电力电子变压器拓扑分类
第1章绪论-3-为了便于阐述，本次选取电力电子变压器典型特征的分类方法即有无直流环节进行分类后对电力电子变压器的研究动态进行介绍。1.2.2矩阵变换器的简要概述矩阵式变换器广义的讲，包含m相到n相变换的拓扑有很多种[15]，按照能量变换传递的过程可分为直接型和间接型变换，简要分类如图1-3所示。直接型矩阵变换器没有中间环节，直接采用双向开关管进行能量的变换，例如经典的普通三相/三相矩阵式变换器如图1-4所示；间接型矩阵变换器是指输入输出的能量需要通过中间的高频隔离环节或者虚拟整流环节进行能量的变换，例如经典的三相/三相高频链矩阵变换器如图1-5所示。图1-3矩阵变换器分类图图1-4普通三相/三相矩阵式变换器图1-5间接型三相/三相矩阵式变换器
【参考文献】：
期刊论文
[1]串联谐振式高频链逆变器及电流型解结耦调制[J]. 闫朝阳,秦海宁,杨丽君,庞建霞,孙喆. 太阳能学报. 2019(10)
[2]电力电子技术在智能电网中的有效应用[J]. 王永欢,杨紫彤,沈楠. 中国新通信. 2019(17)
[3]不平衡电网下三相四桥臂高频链矩阵整流器及其解结耦鞍型波脉宽调制方法[J]. 闫朝阳,梁晨阳,康鸣,李建霞,杨丽君. 电工技术学报. 2019(12)
[4]开关电源高频变压器设计[J]. 蒋莎,谭林华,张庆. 科技创新与应用. 2018(28)
[5]一种级联型电力电子变压器的拓扑结构[J]. 胡世勇,邹海荣. 上海电机学院学报. 2018(03)
[6]矩阵变换器双电压调制策略的简化控制[J]. 马星河,陈海军,赵军营,许丹. 电力系统及其自动化学报. 2018(06)
[7]高频链三相四桥臂矩阵逆变器及其桥臂控制[J]. 闫朝阳,白鹤,李春蕾,李瑞雪. 电力电子技术. 2018(03)
[8]电力电子变压器中高频变压器的设计方式[J]. 陈永杰,赵奇,唐日强. 电气技术与经济. 2018(01)
[9]电压型矩阵整流器解结耦矢量调制原理研究[J]. 闫朝阳,吴晓雨,李建霞,杨丽君,梁晨阳. 太阳能学报. 2017(12)
[10]单相高频链逆变器的解结耦单极性移相调制及其死区优化[J]. 闫朝阳,张喆,李建霞,徐术超,杨丽君. 电工技术学报. 2018(06)
硕士论文
[1]高频链矩阵整流器调制策略以及基于虚拟阻抗的控制研究[D]. 李春蕾.燕山大学 2018
[2]新型电力电子变压器与直流接口电路的研究[D]. 李华武.上海交通大学 2013
[3]三相固态变压器最优控制研究[D]. 杨丽娇.长沙理工大学 2012
[4]基于级联H桥多电平变流器的电力电子变压器研究[D]. 刘礼华.中南大学 2011
[5]矩阵变换器控制策略的研究[D]. 吕辛.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3440010
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