变压器辅助换流的谐振极软开关逆变器的研究

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1、论文编码：1406类□学术学位型√专业学位型别□同等学力硕士学位论文论文题目变压器辅助换流的谐振极软开关逆变器的研究学科专业控制工程作者姓名唐朝垠指导教师王强副教授2016年6月学校代码：10148学号：06201408521233密级：√无□加密学院信息与控制工程学院入学时间2014.9论文起止时间2015.7~2016.4答辩时间2016.6.4辽宁石油化工大学硕士学位论文变压器辅助换流的谐振极软开关逆变器的研究摘要谐振直流环节软开关逆变器在直流母线间串联分压储能电容来为谐振电路提供能量，其缺点是分压电容所形成的中性点电位可能发生变化，这必将影响逆变器的运

2、行，使其无法实现软开关。针对这个问题，本文在第二章提出了一种谐振极型软开关逆变器拓扑电路，该拓扑电路采用变压器辅助换流，消除了母线间分压电容引起的中性点电位变化问题，并且，该拓扑电路不用设置和辅助开关控制有关的电感电流阈值，所以不需要额外的检测和计时电路，简化了电路，提高了效率。针对第一个拓扑电路中，辅助电路只能实现逆变器下桥臂3个主开关的软开关切换问题，本文在第三章提出了第二种变压器辅助换流的新拓扑电路，该拓扑电路不仅具有第一个拓扑电路的所有优点，而且可以使逆变器所有主开关都实现软开关，因此效率更高。为了进一步提高效率，基于第二个拓扑电路，本文在第四章提出了

3、第三个拓扑电路，该拓扑电路不仅具有第二个拓扑电路的所有优点，还能在逆变器开始下一个开关周期之前快速有效地清除变压器中产生的磁化电流，提高了变压器的去磁复位速度，有效的避免了变压器因剩磁通的累加而出现铁芯饱和的问题，提高其稳定性和效率。在理论分析方面，本文结合不同工作模式下的等效电路图详细的阐述逆变器的工作过程，由于逆变器拓扑电路中使用了多个储能器件，导致逆变器不仅具有复杂的动力学行为，并且具有高维时变特性。本文采用相平面分析法来研究电路动态特性、分析软关实现条件和参数设计规则，给出了在一个PWM开关周期内逆变器在不同工作模式下的等效电路图，详细阐述了该逆变器在

4、各个工作模式中的工作过程，给出了功率损耗分析和参数设计过程。通过上述理论研究，找出性能更加优良的拓扑电路，达到降低了逆变器功耗，提高其稳定性的目的。在理论分析的基础上，根据文中相应电路的软开关实现条件和参数设计原则设计出了电路仿真参数，并在MATLAB仿真软件中进行了软件仿真。仿真结果表明三个拓扑电路均能使逆变器实现软开关，降低了电I辽宁石油化工大学硕士学位论文路损耗，提高了效率。关键词：变压器，谐振，软开关，逆变器，磁化电流II辽宁石油化工大学硕士学位论文ResearchonResonantPoleSoft-SwitchingInverterwithaTra

5、nsformer-assistedCommutationABSTRACTThestoragecapacitorswhichdividedthevoltageoftheDCsideinauxiliarycircuitwereusedtosupplyenergytoresonantcircuitintheresonantDClinksoft-switchinginverter.Thedisadvantagewasthatthestoragecapacitorswouldcausethecentertappotentialvariationproblem,which

6、wouldhadaneffectontheoperationoftheinverterandmadeitfailtorealizethesoft-switching.Aimingatthisproblem,aresonantpolesoft-switchinginvertertopologycircuitwasproposedinthesecondchapterofthispaper,whichuseatransformertoauxiliarycommutated.Iteliminatedthecentertappotentialvariationprobl

7、emthatcausedbythestoragecapacitorswhichwereusedtodividethevoltageinDC-bus.Also,therewasnoneedtosettheinductorcurrentthresholdthatrelatedtothecontrolofauxiliaryswitchesinthistopologycircuit,whicheliminatedtheadditionaldetectingandtimingcircuit.Itsimplifiedthecircuitandimprovedtheeffi

8、ciency.Aimingatthep