移相调压阶梯波合成逆变器的研究_硕士学位论文

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1、分类号学号2003611310066学校代码10487密级硕士学位论文移相调压阶梯波合成逆变器的研究AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofScienceResearchonstaircasewaveforminverterswithphase-shiftedcontroltechnologyCandidate:XiongZhaochunMajor:PowerElectronicsandElectricDriveSupervisor:ProfessorLiXiaofanHuazhongUni

2、versityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaApril,2006独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律效果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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电子版，允许论文被查阅和借阅

3、。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。本论文属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日65摘要传统的大功率逆变电源一般采用SPWM调制方式，这种方式开关损耗大，效率低，电磁兼容性差，采用多重叠加方式的逆变电源有效的克服了上述缺点。由于逆变器本身不具备调压功能，需要增加一级变换器实现直流环节调压或者通过两台逆变器移相调压。常用的可控整流调节方式输入端低次谐波比较严重、动态响应差，而高频DC－DC变换调压则会给

4、系统带来高频干扰。移相调压方式通过改变两台输出电压的相位差角，达到稳定系统输出电压，它本身不改变阶梯波逆变器的低频开关工作方式，因而高频干扰低，同时又能快速调节输出电压，达到较好的动态响应过程。本文首先分析了移相调压阶梯波合成逆变器工作原理，并对移相角与输出各次谐波的幅值，THD的关系做了详细的理论分析。根据逆变电源的实际电路结构，推导出了电源的动态模型，并利用该动态模型讨论系统的稳定性问题，确定了调节器的设计参数，同时运用MATLAB对系统进行了仿真。接着以一台4.5kVA逆变器为例，详细分析设计了功率电路和控制电路。最后对所设计的装置进行了试验，给出了实测数据和波形。通过4.5kV

5、A逆变器的研制，证明了采用移相调压阶梯波合成方案，控制电路简单，波形质量较好，从而为该技术在大功率场合下的应用做了技术储备。关键词:逆变器阶梯波合成移相调压CPLD65AbstractThebasicadvantagesofmultilevelinverterswithstaircasewavesuperpositiontechnologyareitssimplicityforhardwarerealizationandthattheirswitchingfrequencyislowerthanatraditionalSPWMinverter,whichmeanstheyhavered

6、ucedswitchinglosses,increasedsystemefficiencyandreducedEMIemission.Inphase-shiftedcontrolmodel,bychangingthephaseangleofthetwoinverters,theoutputrequiredfundamentalvoltagecanbecontrolledwithoutadditionalhigherorderharmonicsandthefinedynamicperformancecanbeachieved.Atthepointofkeepingthequalityof

7、theoutputwaves,staircasewavesuperpositionschemewithphase-shiftedcontroltechnologyhasasimpleadjustingvoltagecircuitandthesystemwiththistechnologyhasagoodreliability.Itsprincipleisanalyzedinthispaper,andtherelationofphaseshift