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逆变器软开关技术的研究

作　者: 陈延钧
导　师: 龚春英
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 软开关逆变器准谐振直流环节零电压开关零电流转换单极倍频 SPWM
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 717次
引　用: 3次
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内容摘要

软开关逆变器主要有两类典型拓扑类型――谐振直流环节逆变器和极谐振型逆变器。本文分别对这两类逆变器中的拓扑――准谐振直流环节(QRDCL)逆变器和零电流转换(ZCT)逆变器进行了研究。通过理论分析和仿真研究,分析了这两种软开关逆变器的工作原理及特点,给出了其适用范围。准谐振直流环节逆变器在不同 PWM 控制方式下,全负载范围内,均能实现逆变开关管的零电压开关(ZVS)。零电流转换逆变器在不同 PWM 控制方式下,均能实现开关管的零电流转换(ZCT),适用于大电流负载的场合。本文还分析了单极倍频 SPWM 单相全桥逆变器的工作原理及特点,并结合ZCT 逆变器的分析,设计了一套基于 900W 单极倍频 SPWM 单相全桥逆变器的ZCT 逆变器实验验证系统。在论文的最后,给出了实验验证系统的实验验证结果,并对在 ZCT 条件下和硬开关条件下工作的实验样机的效率进行了比较和分析。理论分析和实验证明:ZCT 技术减小了开关损耗,在高频开关下可提高系统效率,有助于提高功率密度,ZCT 逆变器适用于大功率输出,高开关频率场合。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
图清单  9-11
表清单  11-12
注释表  12-13
第一章绪论  13-23
  1.1 大功率逆变器的发展概况  13-14
  1.2 软开关逆变器发展概况  14-21
    1.2.1 直流环节谐振逆变器  14-17
    1.2.2 极谐振型逆变器  17-20
    1.2.3 其它谐振型逆变器  20-21
  1.3 课题研究内容和意义  21-23
第二章准谐振直流环节型逆变器分析  23-41
  2.1 电路拓扑与工作原理  23-24
  2.2 电路工作模态分析  24-28
  2.3 仿真分析  28-40
    2.3.1 恒定负载条件  28-33
      2.3.1.1 谐振参数变化对谐振影响  28-30
      2.3.1.2 不同负载电流对谐振影响  30-33
    2.3.2 带逆变负载条件  33-40
      2.3.2.1 不同PWM 控制方式仿真  33-39
      2.3.2.2 不同控制方式对谐振工作的影响  39-40
  2.4 小结  40-41
第三章零电流转换逆变器分析  41-58
  3.1 电路拓扑与工作原理  41
  3.2 电路工作模态分析  41-47
  3.3 仿真分析  47-57
    3.3.1 恒定负载条件  47-50
      3.3.1.1 不同负载电流情况  47-49
      3.3.1.2 不同Lx和Cx情况  49-50
    3.3.2 带逆变负载条件  50-55
    3.3.3 硬开关ZCT 混和方案  55-57
  3.4 小结  57-58
第四章单极倍频 SPWM 单相ZCT 逆变器设计与实验  58-78
  4.1 单极倍频SPWM 逆变器工作原理  58-60
  4.2 实验样机设计  60-70
    4.2.1 主电路设计  61-65
      4.2.1.1 滤波器元件Lf、Cf设计  61-64
      4.2.1.2 谐振元件Lx、Cx设计  64-65
      4.2.1.3 逆变开关管和辅助开关管设计  65
    4.2.2 控制电路设计  65-69
      4.2.2.1 单相基准正弦波发生器  65
      4.2.2.2 电压、电流双环调节电路  65-66
      4.2.2.3 正弦脉宽调制信号发生电路  66-68
      4.2.2.4 死区产生电路  68
      4.2.2.5 辅助开关管控制信号发生电路  68-69
    4.2.3 驱动电路设计  69-70
  4.3 实验验证  70-77
    4.3.1 逆变器ZCT 工作原理实验验证  70-73
    4.3.2 硬开关和ZCT 条件下逆变器工作特性比较  73-77
      4.3.2.1 逆变器负载功率不同  73-75
      4.3.2.2 逆变开关管开关频率不同  75-76
      4.3.3.3 比较结果分析  76-77
  4.4 小结  77-78
第五章结论  78-80
  5.1 本文主要工作  78
  5.1 存在的不足与进一步工作  78-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
在学期间的研究成果及发表的学术论文  84

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