【摘要】：由前級(jí)升壓器和后級(jí)逆變電路構(gòu)成的兩級(jí)結(jié)構(gòu)的逆變器具有一些優(yōu)點(diǎn):它能適應(yīng)較低的或大范圍變化的直流側(cè)電壓,工作于較高的穩(wěn)定電壓的后級(jí)逆變電路的效率較高、成本較低且易于控制。但是現(xiàn)有的基于boost結(jié)構(gòu)的前級(jí)升壓器帶來(lái)的功率損失和成本增加會(huì)抵消這些優(yōu)點(diǎn),以至于兩級(jí)結(jié)構(gòu)的逆變器不具有優(yōu)勢(shì),選用兩級(jí)結(jié)構(gòu)的逆變器多是被動(dòng)選擇。為降低兩級(jí)逆變器的功率損耗,提高兩級(jí)逆變器的實(shí)用價(jià)值,文章從三個(gè)方面予以改進(jìn):(1)改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。提出了一種兩級(jí)式三相逆變器,該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)前級(jí)利用兩個(gè)互補(bǔ)的buck變換器,能夠?yàn)楹蠹?jí)提供四路輸出電平,并且一部分電能直接從電源供電,不經(jīng)過(guò)前級(jí),可以大大減小前級(jí)的電流。通過(guò)Matlab/Simulink仿真,計(jì)算出前級(jí)雙buck結(jié)構(gòu)比普通boost結(jié)構(gòu)的前級(jí)開(kāi)關(guān)損耗降低了86%以上。后級(jí)采用非對(duì)稱(chēng)三電平結(jié)構(gòu),能夠利用前級(jí)電路的特點(diǎn)來(lái)減小后級(jí)開(kāi)關(guān)損耗。(2)改變調(diào)制方法。針對(duì)互補(bǔ)buck型兩級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出了依托中間電平調(diào)制法。分別從前級(jí)開(kāi)關(guān)損耗、后級(jí)逆變器開(kāi)關(guān)損耗、磁損耗等方面詳細(xì)比較了依托中間電平調(diào)制法與三次諧波注入法、對(duì)稱(chēng)平頂波調(diào)制法以及不注入零序分量的正弦波調(diào)制法各自的優(yōu)缺點(diǎn),研究結(jié)果證明了依托中間電平調(diào)制法能夠全方位降低逆變器的損耗,是該逆變器最理想的調(diào)制方法。(3)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。使用了一種ZVS PWM軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)策略,應(yīng)用于所提出的具有兩個(gè)buck結(jié)構(gòu)的兩級(jí)逆變器的前級(jí),能夠使前級(jí)的所有開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷。通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的正確性和可行性。
[Abstract]:The two-stage inverter, which is composed of the front stage booster and the back stage inverter, has some advantages: it can adapt to the low or wide range of DC side voltage, and it is more efficient to work in the back stage inverter circuit with higher stable voltage. Low cost and easy to control. However, the power loss and cost increase brought by the existing front-stage booster based on boost structure will offset these advantages, so the two-stage inverter has no advantage, and the two-stage inverter is mostly passive. In order to reduce the power loss of the two-stage inverter and improve the practical value of the two-stage inverter, this paper improves it from three aspects: (1) changing the topology. In this paper, a two-stage three-phase inverter is proposed. The topology structure uses two complementary buck converters to provide four output levels for the rear stage, and a portion of the electric energy is supplied directly from the power supply without passing through the front stage. The current in the front stage can be greatly reduced. By Matlab/Simulink simulation, it is calculated that the switching loss of the front double buck structure is more than 86% lower than that of the common boost structure. The rear stage adopts an asymmetric three-level structure, which can reduce the switching loss of the back stage by utilizing the characteristics of the front stage circuit. (2) the modulation method is changed. According to the characteristics of complementary buck two-stage inverter, an intermediate level modulation method is proposed. This paper compares the intermediate level modulation method with the third harmonic injection method in detail from the aspects of the front stage switching loss, the back stage inverter switching loss, the magnetic loss and so on. The advantages and disadvantages of symmetric flat-top wave modulation method and sine wave modulation method without zero sequence component are discussed. The results show that the intermediate level modulation method can reduce the loss of inverter in all directions. It is the most ideal modulation method for the inverter. (3) soft switching technology. In this paper, a ZVS PWM soft switch implementation strategy is applied to the front stage of the two-stage inverter with two buck structures, which can make all the former switches soft off. The correctness and feasibility of the scheme are verified by simulation and experiment.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM464

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本文編號(hào)：2392938