三相无死区逆变器的研究与设计

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1、中图分类号：TM464论文编号：102870315-S073学科分类号：080802硕士学位论文三相无死区逆变器的研究与设计研究生姓名王子龙学科、专业电力系统及其自动化研究方向功率电子变换技术指导教师肖岚教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchanddesignofthethreephaseinverterwithoutdead-zoneAThesisinElect

2、ricalEngineeringbyWangZiLongAdvisedbyProfessorXiaoLanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送

3、交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，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，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用该承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着化石能源的日益枯竭和环境污染的不断加剧，风能、太阳能等新能源的开发和利用成为当务之急。而作为连接电网和以新能源为代表的分布式发电系统的纽带，并网逆变器具有广泛的应用场合。无死区逆变器从根源上解决了传统桥式逆变器桥臂直通的问题，可以避免桥式拓扑死区引入的低次谐波，有利于提高电能质量。在大功率逆变场合无死区双降压并网逆变器结构简单，二极管可以单独进行优化设计

4、，通过合理地设计滤波器参数以及改善控制策略可以有效地提升电能质量和效率，是值得研究的内容。本文首先介绍了三相桥式逆变器死区效应的消除方法。从控制的角度上，改进控制策略，可以进行死区效应补偿。从拓扑的角度上，选择无死区拓扑，可以从根本上消除传统桥式拓扑桥臂直通的现象。以三相双降压式逆变器和Z源逆变器两种无死区拓扑为例，分析了三相双降压式逆变器的工作原理，建立了其数学模型并给出其解耦控制策略，介绍了空间矢量脉宽调制方法；分析了Z源逆变器的升压原理，研究了两种逆变器的防直通网络的设计原则。对桥式电路的死区效应进行了分析研究。分别建立有死区时间的三相桥式逆变器以及无死区的双降压式逆

5、变器的谐波计算模型，对LCL滤波器进行了分析研究，建立了进网电流THD的开环和闭环修正计算模型。针对三相双降压拓扑桥臂输出侧电感较多、体积重量偏大的问题，桥臂侧采用耦合电感，减小体积数量，在此基础上对双降压逆变器LCL滤波器进行了参数的优化设计。最后设计完成了全数字控制的18kVA三相桥式和双降压逆变器原理样机，介绍了硬件和软件的设计，并以此样机为平台进行了并网实验，实验结果与理论和仿真分析相吻合，有效地验证了分析的正确性。关键词：桥臂直通，死区效应，三相双降压式逆变器，耦合电感，LCL滤波器I三相无死区逆变器的研究与设计AbstractWiththeincreasingd

6、epletionoffossilfuelsandthegrowingofenvironmentalpollution,thedevelopmentanduseofwind,solarandanyothernewenergysourceshavebecomeatoppriority.Astheconnectiontothegridanddistributedgenerationsystemsrepresentedbynewenergy,grid-connectedinverterhasawiderangeofapplications.Nodead-zoneinverterha

7、snostraightlegproblem,whichwillavoidthelow-orderharmonicsintroducedbydead-bridgetopologyandimprovepowerquality.Thethree-phasedual-buckgrid-connectedinverterhastheadvantagesofsimplestructureandoptimizeddesignindividuallyofthediodes.Thepowerqualityandefficiencyc