AC/AC電力電子變壓器以高頻電氣隔離變壓器為基礎(chǔ),具有輸出電能質(zhì)量高、功率密度高并可主動參與電網(wǎng)質(zhì)量優(yōu)化等優(yōu)點,成為電能變換領(lǐng)域新的發(fā)展方向。目前對電力電子變壓器的研究尚處于起步階段,為進(jìn)一步提高其功能和性能,以增強其負(fù)載和電網(wǎng)適應(yīng)性,本文提出一種新型三電平AC/AC電力電子變壓器。對其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理、調(diào)制策略和輸出電壓閉環(huán)控制策略等方面進(jìn)行了深入研究。本文首先提出一種基于雙向開關(guān)半橋三電平AC/AC拓?fù)涞男滦腿娖紸C/AC電力電子變壓器。針對該拓?fù)浣涣鬏斎雮?cè)兩個分壓電容可能存在的電壓偏移問題,提出混合式PWM調(diào)制策略加以解決。并利用基波分析法推導(dǎo)出變換器的穩(wěn)態(tài)輸出特性模型。其次,利用擴展描述函數(shù)法對所提出新型變換器進(jìn)行小信號建模,給出了詳細(xì)的建模步驟和過程。求解出了變換器的高階狀態(tài)空間模型,并通過與基于基波分析法獲得的穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行對比,驗證兩種方法所獲得模型的一致性。進(jìn)一步通過小信號擾動和相應(yīng)的推導(dǎo),獲得所提出變換器的小信號動態(tài)線性模型。然后,為了獲得輸出電壓的優(yōu)良控制性能,給出了線性控制器結(jié)合重復(fù)控制的閉環(huán)控制策略。利用線性控制器實現(xiàn)系統(tǒng)的快速動態(tài)控制,而利用重復(fù)控制器改善穩(wěn)...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1直接型AC/AC高頻鏈拓?fù)?br>
在進(jìn)入21世紀(jì)之前,直接式斬波型的AC/AC電力電子變壓器成為了研究的主要方向,而后由美國電科院在1995年設(shè)計出了基于Buck型AC/AC電力電子變壓器的試驗機,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1-2所示[11]。其結(jié)構(gòu)源于DC/DC變換中的斬波電路,通過使用雙向開關(guān)來替代原本單一方向的開關(guān)和續(xù)....

圖1-3 Buck-boost型AC/AC變換電路

受限于當(dāng)時電力電子器件的制造工藝和工作性能,電力電子變壓器始終沒有從實驗室構(gòu)想應(yīng)用到實際的工業(yè)生產(chǎn)中去,直到20世紀(jì)90年代末,隨著電力電子科學(xué)的發(fā)展,器件的耐壓性能有了顯著提升,這給了電力電子變壓器的實際運用提供了堅實的基礎(chǔ)。2000年M.D.Manjirekar和R.Kief....

圖1-4三級式電力電子變壓器結(jié)構(gòu)

進(jìn)入21世紀(jì)之后,基于AC/DC/AC三級式的電力電子變壓器開始成為人們的研究熱點。在2002年,Ronan和Sudnoff首次提出了一種三級式電力電子變壓器結(jié)構(gòu)[14],由完成AC/DC變換的輸入級,DC/DC高頻鏈的隔離級和DC/AC變換的輸出級構(gòu)成,其拓?fù)淙鐖D1-4所示。為....

圖1-5直接式AC/AC電力電子變壓器拓?fù)渥?br>
首先介紹直接式變壓器的研究現(xiàn)狀,文獻(xiàn)[17]-[23]介紹了按照電壓型和電流型介紹了直接式AC/AC電力電子變壓器的拓?fù)渥搴头�(wěn)態(tài)特性,對單極性移相調(diào)制策略進(jìn)行了詳細(xì)介紹,常見的直接型拓?fù)渥迦鐖D1-5所示。文獻(xiàn)[24]-[26]按照調(diào)制策略將直接型AC/AC變壓器劃分為Buck型、....

本文編號：4042714