三相无源软开关逆变器及性能评价

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1、AThesisinPowerElectronicandElectricDriveThree··phasePassiveSoft--switchingInverterand⋯一1。。。一一●itsl'erformanceEvaluationByChenChaoSupervisor：AssociateChuEnhuiNortheasternUniversityJuly2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材

2、料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二正思。学位论文作者签名：而、涕冈日期：加／o．印．叮学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年囱学位论文作者签名：p青．痒a签字Eta-Zc>7()．印．心导师虢编磐绅签字日期：∥c，／，p．／7·l

3、3东北大学硕士学位论文摘要三相无源软开关逆变器及性能评价摘要近年来，随着PWM逆变器的发展，功率变换器的设计出现了根本性变化，它从笨重庞大的工频变换器变成了体积小、重量轻的高密度功率变换器，变换器的整体效率也大大提高，这有利于PWM逆变器的设计和推广应用。传统的逆变技术成熟可靠、应用广泛，但是存在体积大、音频噪音大、系统动态特性差、开关损耗大等问题，针对传统硬开关逆变器存在的这些问题，软开关电路的提出解决了这些问题。本文围绕软开关三相PWM逆变器这个主题，在对三相PWM逆变器拓扑研究现状分析、评价的基础上，对提出的三相无源软开关PWM逆变器电路拓扑进行

4、了深入的研究。本课题是国家高技术研究发展计划(863计划)资助的《电气传动及控制系统节能技术的研发》(课题编号：2006AA042183)：2006AA042183)qb的一部分——软开关三相PWM逆变器的研究。研究软开关三相PWM逆变器主电路拓扑结构及其控制策略，旨在探索一种实用的软开关三相PWM逆变器，为产业提供一种可行的软开关三相PWM逆变器方案。首先，本文通过论述软开关逆变器发展的意义及研究现状，总结出当前谐振极型软开关逆变器拓扑结构中普遍设置辅助开关器件来控制谐振过程，其控制方式要比传统的硬开关逆变器复杂，在实际电路中不容易实现。对此本文提出

5、了一种控制简单的三相无源软开关逆变器，其控制简单，不需要改变原来硬开关逆变器的控制方式；拓扑电路中没有增加辅助功率开关器件，仅在原来硬开关逆变器中增加了谐振电感、谐振电容、快速恢复二极管和耦合电感等无源辅助器件。具有结构简单、控制方便、成本低、功耗小等特点；而且通过拓扑结构中的储能元件，在死区时间内可以实现续流，降低死区对输出电流和电压的影响。其次，本文介绍了该三相无源软开关逆变器的主电路拓扑结构，并分析了其软开关工作机理及其软开关动作模式，给出不同工作模式下的等效电路图，对逆变器软开关动作时序中每一个模式的动态过程进行详细的数学分析，建立了系统数学模

6、型；确立了逆变器实现软开关动作的SPWM控制策略，介绍回路参数设计方法。接着介绍了该三相无源软开关逆变器驱动电路设计、控制电路的设计以及器件选型，并制作1台1KW的实验样机。在理论分析的基础上进行了针对性仿真和实验，通过与传统硬开关逆变器的对比验证了该回路控制方法简单，在低频时输出电流畸变率低，开关动作损耗低等特点。·_——III·-——东北大学硕士学位论文摘要最后，本文指出了该三相无源软开关逆变器理论研究和实际应用中所存在的问题，并对下一步研究工作进行了展望。关键词：电力电子；无源逆变器；PWM控制；软开关一Ⅳ一查!!查兰硕士学位论文Abstrauc

7、t————————————————————————————————————————————————————————————一Three-phasePassiveSoft-switchingInverteranditsPerformanceEvaluationAbstractInrecentyears，withthedevelopmentofPWMinverter,therehavebeenradicalchangesonthedesignofpowerconverter．Ithasbeenchangedfromheavyandenormouspower

8、frequencytransformertolightandsmalldensitypower