探析三相无源软开关逆变器的损耗特性研究

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1、分类号UDC密级学位论文三相无源软开关逆变器的损耗特性研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：沈乐听张化光教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2010年6月论文答辩日期：2010年7月2010年7月答辩委员△摘：高宪文教授刘莉教授褚恩辉副教授东北大学2010年7月AThesisinControlTheoryandControlEngineeringStudyonLossPerformanceofPassiveThree．．PhaseSoft--SwitchingI

2、nverterByShenLexinSupervisor：ProfessorZhangHuaguangNortheasternUniversityJuly2010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意。学位论文作者签名：{他嚼、、盈F【日期：纱k]．易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

3、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留学位论文作者签名：ic亿谅I司目签字日期：20I一。-7、(，导师签名：签字日期：1口l哦1，0东北大学硕士学位论文摘要三相无源软开关逆变器的损耗特性研究摘要提高开关频率可以减小电力电子电路的体积和重量，改善电路的动态特性。常规的三相脉宽调带IJ(PWM，Pulsewidthmodulati

4、on)逆变器的开关管在硬开关条件下工作。随着开关频率上升，迅速增大的开关损耗将会降低逆变器的效率，同时产生严重的电磁干扰(EMI，ElectroMagneticInterference)。为了改善开关管的开关过程，软开关技术应运而生。于是三相逆变器的损耗分析问题成为人们关注的一个焦点。三相逆变器的损耗需要着眼于逆变器中器件的损耗，因为我们可以根据器件损耗大小对逆变器进行合理布局。有两种途径获得器件损耗，包括通过测量器件温升来得到器件损耗和通过测量器件两端的电压电流，并对两者乘积进行积分得到器件损耗。针对器件的工作原理如何准确获得器件损耗，近

5、年来得到了广泛的关注和研究。软开关技术改变了开关管的开关动作波形，因此针对器件原理计算的器件损耗并不准确。为了计算软开关三相逆变器的损耗，我们需要分析开关管的具体换流过程，根据开关管开关动作过程的电压电流波形计算损耗。本文在阅读大量文献的基础上对三相逆变器的损耗研究做了综述。在对本文提出的软开关三相逆变器拓扑理论解析的基础上，给出了损耗计算方法，并通过仿真研究和实物实验对电路性能进行了验证。本文所取得的主要结论和成果如下：(1)提出了一种新型软开关三相逆变器拓扑，该逆变器通过附加一些无源器件实现开关器件的软开关动作，将其储存的能量直接回馈给

6、电源而达到无损的效果，该电路工作过程的理论分析结果表明该电路能实现开关管的软开关动作。(2)给出了软开关三相逆变器的损耗计算方法，该方法在计算器件开关损耗时分析了器件的具体换流过程，考虑了开关换流过程对器件损耗的影响，计算结果更准确。(3)以EXB841芯片为核心制作了驱动电路，以DSP芯片TMS320F2812为控制核心搭建了一个容量为lkW的该三相软开关逆变器的实验平台，仿真和实验结果表明本文在计算逆变器损耗时忽略实现软开关动作的开关管开关损耗是合理的。关键词；电力电子；三相无源逆变器；PWM；软开关；开关损耗东北大学硕士学位论文Abs

7、tractStudyonLossPerformanceofPassiveThree--PhaseSoft--SwitchingInverterAbstractIncreasingtheswitchingfrequencycanreducesthevolumeandweightofpowerelectroniccircuits，improvesthedynamiccharacteristicsofthecircuits．Theswitchofconventionalthree—-phasePWM(Pulsewidthmodulation)in

8、vertersworksinhard--switchingconditions．Asswitchingfrequencybecomeshigher,thefleetlyincre