反激式单级逆变器分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第V页4．3交错并联反激式光伏并网型逆变器实验平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．3．1硬件电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354．3．2软件分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l4．3．3实验分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．434．4／J、结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．47本文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．47进一步的研究工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．48致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50攻读硕士期间发表的论文及科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54西南交通大学硕士研究生学位论文第l页第1章绪论1．1课题的研究背景及意义能源是人类赖以生存和发展的基础，电能是迄今为止人类文明史上利用最为广泛、最清洁、最方便、最为高效和最灵活的能源。正是依赖于对电能的充分开发

3、和利用，人类才能得以在短短的两个多世纪里取得如此辉煌的成就。但随着人类无休无止地开发能源和资源，以及不断提升物质享受的欲望，一个严酷的事实是，人类在这100多年的工业化、电气化的发展过程中，消耗的能源是过去人类在3000年中消耗的总和。人类在短短的百年中，不断提倡加快工业化、电气化的发展，在发展过程中消耗和浪费了过多的资源，并且人类生存的环境遭到了严重的破坏。随着人类对煤、天然气和石油等化石燃料的过度使用，人类过度消耗自然资源，人类已经开始认识到节约资源、保护环境、开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展是当今各国面临的重大挑战。当今世界能源消耗很大部分是直接或

4、间接以电能的形式体现，虽然人类在利用电能方面已取得一定成绩，然而，更加方便、节约、高效和高质量地利用电能，仍是从事电能研究的工作者需面对的重要任务。高速发展的电力电子技术对实现能量的高效率变换起了极为重要的作用。电能变换主要有四种形式：直流变换为直流、直流变换为交流、交流变换为直流以及交流变换为交流【lJ。其中直流变换为交流的逆变技术已广泛应用。逆变器的应用已经扩展到各个方面，而且还在不断的发展，在此列举几个突出的应用领域。(1)各种交直流稳频、稳压电源，包括各种在线的不间断电源(UPS)、通信电源和备用电源。UPS主要由蓄电池和逆变器组成。逆变器具有能量双向传输功能。

5、在市电电网正常供电时，逆变器工作于整流状态，给蓄电池充电。在市电电网断电的情况下，逆变器工作于逆变状态，给用电设备提供工频的交流电。(2)电力系统中的高压直流输电、有源滤波和电能质量监控等。随着经济的高速发展，供电质量日趋恶化，利用有源滤波器和交流电网净化装置，可以有效改善电网的供电质量。有源滤波器和交流电网净化装置是运用逆变技术来消除谐波和对无功分量进行补偿，以净化电网。(3)电气化高速铁路和城市轨道交通中的各种牵引传动控制和磁悬浮列车驱动控制。(4)各种中小功率的照明、空调等小型家用电器，高精度、高稳定度医用电源，逆变式弧焊电源。(5)光伏发电、风力发电及燃料电池等

6、新能源的开发和利用。目前，主要能西南交通大学硕士研究生学位论文第2页源是煤、石油、天然气等，但大量使用化石燃料将使能源紧缺的时期提前，并己经为人类的生存环境带来了严重的后果。随着能源的日趋紧张，开发利用可再生能源是必须采取的措施。其中太阳能具有无可比拟的优点：存在的普遍性；是一种洁净的能源；资源、发电、用电同一地域；太阳能发电系统建设周期短，模块化安装，没有运动部件，寿命较长，无需或极少需要维护；光伏建筑集成，节省发电基地使用的土地面积和费用。随着全控型功率器件的高频调制技术的快速发展和不断完善，逆变器在电路的基本形式或控制的基本方法方面趋于成熟。然而，逆变器仍然在许多

7、方面以更快的速度不断的发展，其中主要包括以下几个方面[21。(1)高频化。高频化技术导致隔离变压器和交流滤波器体积、重量的明显减小，同时也导致了开关损耗的增加和电磁干扰的增大。软开关技术的提出和应用在很大程度上缓解了开关损耗和电磁干扰的影响。(2)逆变器的模块集成化发展。随着集成技术的进步，模块内除集成功率器件外，还集成有相应的接口电路、保护电路(包含过流、过电压、欠电压和过热保护等)和驱动电路，通常称为智能功率模块。如果把控制电路也集成到功率模块中去，便形成了功率集成电路。但由于受到模块中电、热、磁等多种因素的影响，特别是电感和电容等无