一种高效软开关三电平逆变器研究

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1、第50卷第1O期电力电子技术Vo1．50，No．102016年10月PowerElectronicsOctober2016一种高效软开关三电平逆变器研究王付胜，田龙祥，徐佳益，张兴(合肥工业大学，电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：研究了一种新型软开关三电平逆变器。首先介绍其工作原理，在此基础上针对现有文献关于缓冲电感、电容参数设计的不足，根据软开关逆变器换相总时间及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)峰值电流两个约束条件．给出了参数的设计依据；针对该软开关逆变器在换相时出现的谐振现象。详细分析了不同状态下谐振等效回路，据此提出一种阻容并联的谐振抑制方法，

2、并给出了电阻、电容的选取原则。最后通过仿真及实验验证了参数选型的合理性及抑制方法的有效性。关键词：逆变器；软开关；参数选型；谐振中图分类号：TM4CM文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)10—0001—04StudyofaNovelHighEficiencySoftSwitchingThree·levelInverterWANGFu—sheng，TIANLong—xiang，XUJia—yi，ZHANGXing(HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，Ch／na)Abstract：Thispapermain

3、lypresentstheresearchofanovelsoftswitchingthree-levelinverter．Firsdy，theworkingprocessisintroduced，then，inviewoftheimperfectionofthebuferinductorandcapacitordesignintheexistingliterature，theelaboratedesignoftheparametersisgivenaccordingtothetotaltimeofthecommutationandtheinsulatedgate

4、bipo—lar(IGBT)peakcurrent．Tosolvetheresonancephenomenonofthesoftswitchinginverterinthecommutation，theres·onantequivalentcircuitsareanalyzed，andaresonantsuppressionmethodusingshuntresistanceandcapacitanceisproposed，andtheselectionprincipleofresistanceandcapacitanceisgiven．Therationalit

5、yoftheparameterselectionandthevalidityofthesuppressionmethodhavebeenverifiedbysimulationandexperimentalresults．Keywords：inverter；softswitching；parameterselection；resonanceFoundationProject：SupportedbyNationalHighTechnologyResearch＆Development(863)Plan(No．JZ2015KJGY一0557)；SpecialScient

6、ificResearchFundfortheDoctoralProgramofHigherEducation(No．20130111110026)1引言时产生，使逆变器工作在软开关模式下，大大减小开关损耗。且因其结构简单无需增加其他开关管相较于两电平逆变器．三电平逆变器具有电和控制，从而受到广泛关注。文献【4】主要分析软开流谐波小、开关应力和电压变化率低等优点，因此关逆变器的工作过程。并搭建三相软开关逆变器平被广泛应用于中压大功率领域[1_1。IGBT和快速恢台，但未给出参数选型原则；文献【5】在此基础上给复二极管是三电平逆变器中的主要元件[3]。实际出缓冲电感电

7、容参数选型依据，同时对软硬开关使用中，逆变器主要工作于硬开关模式下，在IGBT模式下的效率进行对比。但也有不足之处，首先其关断、导通期间会产生较大开关损耗，在高电压、对缓冲电感电容的选型不够完善，文献[5】主要根大电流及高开关频率下尤为明显，导致其应用受据谐振周期和谐振峰值电流来选择缓冲电感和电至0一定限常0。容值．但谐振周期仅为换相过程的一部分，不能反为进一步提高三电平逆变器效率，文献[4—5]映换相过程的总时间：另一方面该文中未给出将提出一种新型软开关三电平逆变器，它可以避免谐振峰值电流设置为1／3负载电流的合理依据。IGBT在开通和关断过程中高电压和大电流的

8、同同时也未