并网逆变器电磁元件集成方法研究

发布时间：2021-02-22 02:25

　　新能源尤其太阳能日趋广泛的使用需要用到大量光伏并网逆变器作为电能变换的关键构成以实现新能源的运用。这其中,就分布式并网发电系统中运用功率等级较小的户用式光伏并网逆变器来说,因为使用环境、安装条件等因素,这一类型逆变器将转换效率作为性能指标的同时,如何提升系统功率密度也具有相当重要的意义。本文针对若干逆变器拓扑,以优化拓扑中的无源元件包括:输出滤波器,变压器,电容等所占空间体积为设计目标,以柔性带材技术为基础,辅以合理的磁集成设计来减少这些器件的整体体积。本文第一章从新能源发展为着手点,以功率密度为关注点,介绍了新拓扑与新型器件对变换器功率密度的影响。接下来,针对变换器中的无源元件所占体积的优化问题,首先介绍了磁集成技术,接着介绍了两种无源元件集成技术:平面磁集成技术与柔性带材集成技术,并对这两种技术各自特点进行了描述。然后,对本文设计相关的柔性带材技术,对其包括结构问题,参数模型问题等进行了详细描述。文末阐明了本文针对若干逆变器中无源元件所占空间体积的优化的意义。逆变器是电能变换过程中非常重要的一个环节,处于逆变器中的输出滤波器,变压器等通常因为采用分立式器件的原因占据了相当的空间体积... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

无源元件集成技术分类

文献[35][36]中,利用了不开气隙磁柱的低磁阻特性,将该磁柱作为多个绕组的公用磁路,实现了多绕组之间磁通的解耦。如图1-7原理所示,电感绕组L1与L2分别绕制于磁芯带有气隙的左右边柱,磁芯的中柱不开气隙(气隙长度为0),由此磁芯左右边柱的等效磁阻远大于中柱。从而,电感L1与L2实现了绕制在同一副磁芯下的解耦。在文献[37][38]中,通过多个绕组的磁通之间相互抵消的方式实现绕组间磁通解耦进而实现磁集成。

在文献[37][38]中,通过多个绕组的磁通之间相互抵消的方式实现绕组间磁通解耦进而实现磁集成。如图1-8所示,两组电感L1与L2分别绕制于磁芯的左右两个边柱,且假设边柱磁芯气隙分布对称,通过一定的连接方式使两个电感呈串联形式,因此,由电感绕组形成的部分在磁芯中柱的磁通互相抵消,不会对中柱变压器形成影响。同理,中柱上变压器绕组形成的磁通在左右边柱两个电感绕组上形成的感应电压相互抵消,因边柱电感绕组串联,所以变压器磁通也不会对电感形成影响,从而形成了多个绕组在同一磁芯下的解耦方式磁集成。文献[39][40]中也是利用类似的磁耦合设计方法,如图1-9所示[39],将ZVT Boost电路中的两路耦合电感分别绕制于磁芯的两个边柱上,且边柱有一定气隙而中柱不开气隙,因此两路绕组的磁通在绝大部分仅通过中柱且在此抵消。

【参考文献】：
博士论文
[1]柔性多层带材电磁元件集成方法及应用[D]. 邓成.浙江大学 2014
[2]基于柔性多层带材的集成EMI滤波器[D]. 伍晓峰.浙江大学 2010

硕士论文
[1]交错并联反激式微型逆变器的效率分析[D]. 谭世明.浙江大学 2015
[2]基于柔性多层带材的集成EMI滤波器设计[D]. 温志伟.浙江大学 2010



本文编号：3045296