单开关辅助换流的谐振直流环节逆变器的研究

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1、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单开关辅助换流的谐振直流环节逆变器的研究学科专业控制工程作者姓名单瑞香指导教师王强副教授2016年6月学校代码：10148学号：06201408521228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2015.4~2016.5答辩时间2016.6辽宁石油化工大学硕士学位论文单开关辅助换流的谐振直流环节逆变器的研究摘要谐振直流环节软开关逆变器具有结构简单，控制方便的优点，是目前研究的主要方向，但目前所提出的直流环节软开关逆变器的辅助谐振电路中大多含有2个或2个以上的辅助开关，

2、控制相对繁琐，硬件成本会增加，而且由于辅助开关动作时也存在开关损耗，对逆变器效率的提高也会产生影响。因而本文主要研究方向是在辅助电路中只设置1个辅助开关，通过单独开关控制辅助谐振电路，使逆变器主开关需要切换时直流母线电压下降到零，逆变器的主开关可以实现零电压开关，减少开关损耗，提高逆变器的效率。本文研究了两种三相桥式箝位谐振直流环节软开关逆变器和一种单相全桥谐振直流环节软开关逆变器，首先提出的是辅助电路含耦合电感的箝位谐振直流环节逆变器，由于箝位电路的引入，逆变器直流环节电压箝位为直流源电压的1.01-1.1倍。但是其辅助电路的谐振元件含有两个相互耦合的电

3、感，耦合电感的引入虽然能使该软开关逆变器的辅助开关实现零电流开通，但是耦合电感中会同时存在自感和互感，再设计和计算时会增加很多额外的困难，基于此又提出了辅助电路无耦合电感的箝位谐振直流环节逆变器的电路拓扑，解决了耦合电感引入带来的问题。最后提出一种单相全桥谐振直流环节软开关逆变器，其辅助电路构造简单，便于控制，而且逆变器直流环节电压不会超过直流源电压。本文结合相平面分析法研究逆变器的动力学行为，虽然通过解微分方程来分析电路的工作原理是可行的，但是仅使用解微分方程研究这种高维时变网络拓扑的软开关动态特性是比较繁琐的，因而可采用结合使用相平面分析法共同研究。然

4、后给出了软开关实现条件和参数设计过程，并建立起了辅助谐振电路功率损耗的数学模型，最后使用MATLAB软件对电路进行仿真，仿真结果表明该软开关逆变器的主开关可实现软开关切换，有利于降低电路开关损耗和提高逆变器效率。关键词：单独开关，软开关，逆变器，谐振，效率I辽宁石油化工大学硕士学位论文II辽宁石油化工大学硕士学位论文Researchontheresonantdc-linkinverterwithsingleswitch-assistedcommutationABSTRACTWiththesimplestructureandconvenientcontrol

5、,resonantdc-linksoft-switchinginverterwasthemainresearchdirectionatpresent.Buttheproposedauxiliaryresonantcircuitsofdc-linksoft-switchinginvertermostlyincludetwoormorethantwoauxiliaryswitches.Thecontrolwasrelativelycomplex,andthecostofhardwarewasincrease.Duetotheauxiliaryswitching

6、devicesturnedonandturnedoffhaveswitchingloss,itwasnotbenefittoimprovetheefficiencyoftheinverter.Sotheprojectmainlyresearchedtheinverterwithonlyoneauxiliaryswitchintheauxiliaryresonantcircuit.Whenallmainswitchesintheinverterneededoperating,thedc-busvoltagedecreasedtozeroviathesingl

7、eswitchwhichcontrollingtheresonanceoftheauxiliarycircuit.Thenthemainswitchingdevicesintheinverterwereoperatedunderzero-voltagecondition.Itcouldreducetheswitchinglossandimprovetheefficiencyoftheinverter.Inthepaper,twothree-phaseclampedresonantdc-linksoft-switchinginvertersandasingl

8、e-phasefull-bridgeresonantdc-link