基于Delta逆变技术的中频逆变电源波形控制研究

摘要

中频(正弦波)逆变电源在舰船、航空航天、电力系统操作电源等方面有着广泛应用,它不仅要求输出的电压正弦波幅值稳定,而且正弦波中谐波含量要少。目前的逆变电源,为了防止桥臂直通而设置的死区会引起正弦波形发生畸变。随着输出频率的提高,死区时间对波形的影响越来越严重。而且这种原因所引起的波形畸变,传统的改善波形的方法无能为力。本文将Delta逆变技术用于中频逆变电源波形补偿,以获得高品质的正弦波。本文理论分析了Delta逆变器的工作原理及Delta逆变器用于并联补偿和串联补偿的原理,指出了并联补偿和串联补偿各自的优缺点,深入分析了死区时间对逆变器输出波形的影响,在此基础上分别建立了Delta逆变器并联补偿和串联补偿的Simulink仿真模型。仿真结果证明了Delta逆变器能补偿死区时间所引起的波形畸变,验证了理论分析的正确性。本文还分别设计了基于模拟电路和数字电路的Delta逆变器并联补偿的控制电路,模拟控制电路包括同步标准正弦波信号发生电路和Delta控制电路等；数字控制电路包括各种反馈调理电路以及软件程序等,并进行了整个系统的实验。通过实验证明了Delta逆变器并联补偿可以补偿死区时间所引起的波形畸变,同时还提出了将Delta逆变器作为主逆变器的冗余装置的方法,用于提高供电的可靠性。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 波形控制技术的研究现状和发展趋势

1.3 课题的确定

1.4 本论文的主要工作

2 Delta逆变器工作原理分析

2.1 Delta逆变器的工作原理分析

2.2 Delta逆变器的电压型与电流型电路形式

2.3 电压变化量检测法

2.4 Delta逆变器控制方式

2.4.1 瞬时值滞环比较方式

2.4.2 三角波比较方式

2.5 本章小结

3 Delta逆变器补偿原理分析

3.1 中频逆变器主电路结构及分析

3.2 死区时间对逆变器输出的影响分析

3.3 Delta逆变器并联补偿原理分析

3.4 Delta逆变器串联补偿原理分析

3.5 Delta逆变器补偿的特殊问题分析

3.5.1 逆变器相位补偿控制分析

3.5.2 补偿能量传输分析

3.6 本章小结

4 Delta逆变器补偿仿真

4.1 Delta逆变器并联补偿仿真

4.2 Delta逆变器串联补偿仿真

4.3 交流滤波器的设计

4.4 本章小结

5 Delta逆变器并联补偿装置的设计及实现

5.1 Delta逆变器并联补偿装置主电路设计

5.2 Delta逆变器模拟控制电路设计

5.2.1 同步标准正弦波信号产生电路

5.2.2 Delta控制电路设计

5.3 Delta逆变器数字控制电路的设计

5.3.1 系统硬件设计

5.3.2 软件设计

5.4 本章小结

6 实验结果及分析

6.1 模拟控制Delta逆变器并联补偿实验结果及分析

6.1.1 控制电路实验结果及分析

6.1.2 主电路实验结果及分析

6.2 数字控制Delta逆变器并联补偿实验结果及分析

6.2.1 控制电路实验结果及分析

6.2.2 主电路实验结果及分析

6.3 本章小结

7 全文总结

致谢

参考文献

在校学习期间所发表的论文