单相逆变器脉宽幅值调制的研究.pdf

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1、硕士学位论文单相逆变器脉宽幅值调制的研究RESEARCHONPULSEWIDTHAMPLITUDEMODULATIONOFSINGLEPHASEINVERTER彭子轩哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM46学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文单相逆变器脉宽幅值调制的研究硕士研究生：彭子轩导师：潘学伟副教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D.C:

2、621.3AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONPULSEWIDTHAMPLITUDEMODULATIONOFSINGLEPHASEINVERTERCandidate：PengZixuanSupervisor：Asso.Prof.PanXueweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineer

3、ingSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着社会的进步和发展，可再生能源将逐步替代化石燃料，走上主导地位，微电网和分布式发电发挥着越来越重要的作用，逆变器的效率和寿命是其中的关键因素，对提高逆变器效率和寿命的研究具有重要

4、意义。针对单相逆变器传统调制方法开关损耗大，逆变器受电解电容影响而寿命短的问题，本文对新型调制方法—脉宽幅值调制（PulseWidthAmplitudeModulation，PWAM）进行了具体研究。本文提出了一种单相逆变器的脉宽幅值调制技术。与传统调制方法不同，所提出的脉宽幅值调制技术能减少单相逆变器50%以上的开关损耗，并且允许直流母线无电解电容的设计。由于开关损耗小和无电解电容的设计，在实际应用中可以设计出一种更高效、更紧凑和长寿命的单相逆变器。阐述了脉宽幅值调制技术的原理，详细分析了逆变器各模态的工

5、作模式和工作状态，通过理论计算对比了脉宽幅值调制方法和传统调制方法的开关损耗，并利用PSIM软件对四种调制方法进行了仿真，对比了四种调制方法输出电压谐波特性和桥臂电压谐波含量，对脉宽幅值调制的正确性和其优势进行了验证。提出了基于脉宽幅值调制的光伏系统，该光伏系统为模块化的结构，包括多个并联的光伏模块，采取即插即用的形式，由前级MPPT控制器、后级全桥逆变器和带储能器的Buck/Boost解耦电路构成。分析了光伏系统的各电路工作原理及控制方法，通过系统级的仿真验证了光伏系统脉宽幅值调制的可行性和良好的抗干扰性

6、。在理论分析和实验仿真验证的基础上，对电路的硬件和软件进行了设计，给出了电路中硬件系统的主要参数和软件系统的程序框图，搭建了200W实验样机，完成了SPWM和PWAM两种调制方法相关数据的测试，对比了两种调制方法的开关损耗和效率，分析了实验结果与理论的一致性。关键词：脉宽幅值调制；无电解电容；模块化；即插即用-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththeprogressanddevelopmentofsociety,renewableenergywillgraduallyreplacef

7、ossilfuelsandtakealeadingposition.Microgridanddistributedgenerationareplayinganincreasinglyimportantrole,Theefficiencyandlifeoftheinverterarethekeyfactors,anditisofgreatsignificancetoimprovetheefficiencyandlifeoftheinverter.Theconventionalswitchingmethodfo

8、rsingle-phaseinvertershasalargeswitchingloss,andtheinverterhasashortlifetimeduetoelectrolyticcapacitors,forthesesproblems,thenewmodulationmethod—PulseWidthAmplitudeModulation(PWAM)isstudieddetaillyinthisdisse