功率因数软开关逆变弧焊电源的研究.pdf

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1、摘要本文首先对移相全桥ZVSPWM变换器这种目前在逆变弧焊电源中应用最广泛的拓扑进行了深入研究，详细分析了其工作原理和软开关实现条件，指出了其优缺点。因为传统的移相全桥ZVSPWM变换器的软开关方案存在一些固有的缺陷，本文进一步对在其基础上发展起来的移相全桥ZVZCSPWM变换器进行了深入地研究。接着以由饱和电感实现滞后臂ZCS的移相全桥ZVZCSPWM变换器拓扑为主电路，结合ZVZCS实现条件进行了主电路设计，给出了设计原则。针对弧焊电源这种特殊电源，本文在深入分析其动、静态特性要求的基础上进行了控制系统设计。在上

2、述研究的基础上设计了一台250A/10kW实验逆变弧焊电源，并给出了实验结果。实验结果证明实验电源效率高，可靠性好，动静态特性好，体积小，重量轻。功率因数校正技术是当前电力电子领域的一个热点，因为各国相继对谐波污染制定了限制标准，功率因数校正势在必行。本文对三相功率因数校正技术也进行了较深入地研究。首先分析了目前比较常见的几种三相PFC拓扑，指出了其优缺点，然后本文提出了一种能实现完全解耦的单相模块组合式三相PFC方案，实现了系统的功率因数校正和谐波抑制。该方案能够充分利用成熟的单相PFC技术，结构简单、可靠性高、谐

3、波抑制效果好，是一种有实用价值的方案。仿真结果证明了该方案的可行性。关键词：逆变弧焊电源移相全桥变换器功率因数校正软开关饱和电感IAbstractThisthesisgivesadetailedanalysisoftheoperationprincipleandthelimitationofsoft-switchingofthetraditionaltopologyofphase-shiftfull-bridgeZVSPWMconverterwhichiswidelyusedinarc-weldingpowersup

4、ply.Forthetraditionalphase-shiftfull-bridgeZVSPWMconverterhassomecertaindisadvantages,thethesisemphasizesontheresearchofphase-shiftfull-bridgeZVZCSPWMconverter.Thetopologyofphase-shiftfull-bridgeZVZCSPWMconverterwithsaturableinductorischosenasmaincircuit.Thethe

5、sisdesignsthemaincircuitcombiningtheconditionstoachievesoft-switching,andgivesthedesignprinciples.Onthebasisofanalyzingdynamicandstaticfeaturesofarc-weldingpowersupply,thecontrolsystemisalsodesigned.Anexperimentalarc-weldinginverterof250A/10kWismanufacturedacco

6、rdingtothebefore-mentionedprinciple.Experimentalresultsaregivenattheendofeachpartofthethesis.PFCtechnologyisahotspotinthefiledofpowerelectricsnow,becausemanycountrieshavesetthestandardoflimitationsonharmonicpollution.Thethesisalsodoessomeresearchonthree-phasePF

7、Ctechnology.Itanalyzesseveralthree-phasePFCtopologyatfirst,thengivesanewsolutionofthree-phasePFCwhichiscomposedofthreedirectly-paralleledsingle-phaseBoostPFC.Itcompletelyeliminateinteractionamongthreesingle-phasePFC,andachievesystemicpowerfactorcorrectionandhar

8、moniccontrol.Thissolutionhastheadvantagesofsimpleconstructionandgoodharmoniccontrolefficiency,anditcanfullyusethematuresingle-phasePFCtechnology.Sothissolutionisapracticalon