基于滞环控制单相全桥逆变器的研究

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1、西南交通大学硕士学位论文基于滞环控制的单相全桥逆变器研究姓名：许明周申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：许建平201205西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要太阳能、燃料电池和风能等绿色能源具有清洁无污染等优点，逐渐成为人类未来电能需求的主要来源，在这些新能源的开发利用过程中，逆变器起着重要作用。目前，对于逆变器的研究主要集中在电路拓扑结构和控制技术两个方面，好的逆变器拓扑和控制技术不仅能够优化逆变器自身的性能，还能提高电能利用率，降低成本。本论文首先分析了单相全桥并网逆变器三型输出滤波

2、器的特性，分析了单电流滞环控制并网逆变器￡型滤波器的电流纹波特性和开关频率特性。针对传统滞环控制频率分散的缺点，引入一种变环宽的滞环控制技术，研究分析了变环宽滞环控制并网逆变器三型滤波器的电流纹波特性、开关频率特性以及电感量对开关频率的影响，最后通过仿真验证理论分析的正确性。建立了SPWM调制逆变器的数学模型，分析了单相全桥逆变器的开环特性和输出电压波形畸变的原因。深入分析了单相全桥逆变器输出电压外环、电感电流内环的双闭环控制方法，推导出双闭环控制单相全桥逆变器的闭环传递函数，建立等效模型，以便深入研究逆变

3、器的闭环特性。通过仿真研究了电压外环、电感电流内环双环控制单相全桥逆变器的输出特性。提出了基于电流滞环控制的逆变器双闭环控制策略，针对该控制方法存在的弊端，如逆变器的输出畸变率大，开关频率不固定，输出滤波器设计困难等，本文提出了一种基于滞环控制的逆变器三态输出控制方式，以单相全桥逆变器为例，给出了各开关管的工作模态；针对传统滞环控制逆变器开关频率分散的缺点，本文将变环宽滞环控制技术与改进的双闭环控制相结合，建立了相应的数学模型，并通过仿真验证了所提出的控制方法的有效性。最后，本文对上述逆变器系统进行了实验设

4、计，搭建完整的实验电路，调试出理想的实验结果波形，并对实验结果进行分析，以验证理论分析的正确性。关键词：逆变器；滞环控制；开关频谱；滞环宽度西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页IIAbstractGreenenergysuchassolar,fuelcellsandwindenergywhichhavetheadvantageofnopollution，clean，etc，aregraduallybecomingthemainSOUl'Ceofmankind’Senergyneedsinfuture，th

5、einverterplaysallimportantroleinthedevelopmentandutilizationprocessofthesenewenergy．Atpresent，theresearchofinvenerfocusesoncircuittopologyandcontroltechnical，goodtopologyandcontrolCannotonlyoptimizetheperformanceoftheinverter，butalsoimproveenergyefficiency

6、,reduceCOStattheSalTletime．Whensingle-phasefull-bridgegdd-connectedinverteristheobjectofstudy,characteristicsofL—typefilterisanalyzedaswellastheswitchingfrequencybyusingthetraditionalhysteresiscontr01．Anewhysteresiscontrolisintroducedafterthat，analysisofth

7、einductorripplecurrentcharacteristicandtheaffectoftheoutputinductancefortheswitchingspectrumareresearched，andthensimulationandexperimentarecardedouttoprooftheanalysis．ThepaperestablishesthemathematicalmodeloftheSPWMinverterpowersupply，thentheopen··loopchar

8、acteristicsandoutputvoltagewaveformdistortionofthesingle··phasefull-bridgeinverterareanalyzedlater．Onthebasis，thefurtheranalysisofthedual-loopmethodincludingvoltageloopandinductorcurrentinner-loopofthesingle—