燃料电池DC/AC逆变器数字控制及其EMC研究

摘要

逆变器，作为燃料电池等新能源发电系统中一个重要的组成部分，在能源转换与能量传递过程中起着举足轻重的作用。传统的逆变器主要有电压源型逆变器和电流源型逆变器。但是这两种类型的逆变器应用于燃料电池系统都存在自身的缺陷。 电压源型逆变器是降压型逆变器，电流源型逆变器是升压型逆变器，为了适应燃料电池较软的输出特性，须增加额外的变换电路，从而降低了系统的运行效率。此外，在传统的逆变器中，要加入死区时间，防止同桥臂开关管同时导通，降低了系统的可靠性。这又会引起输出电压波形的畸变。 本文着重研究了一种应用于燃料电池系统的新型拓扑的逆变器-Z源逆变器。它克服了传统逆变器的不足，并且在逆变器中引入Z源网络后，使得逆变器具有了传统逆变器所没有的新特性。 本文对Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细的说明，着重研究了Z源逆变器控制策略，并在此基础上分析了Z源逆变器的开关电压应力，为Z源逆变器的数字控制提供了理论依据。同时在深入探讨Z源逆变器主电路与控制系统的设计方法后，完成了基于DSP的Z源逆变器数字控制系统的软硬件设计， 同时本文分析了燃料电池逆变器主电路的EMI(电磁干扰)的干扰源、传播途径以及逆变器的敏感设备，研究了逆变器主电路的EMC措施。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2逆变器的数字控制技术

1.3 Z源逆变器的应用

1.4本课题研究的意义和主要研究内容

第2章Z源逆变器的工作原理和系统建模

2.1 Z源逆变器拓扑结构与工作原理

2.1.1 Z源逆变器拓扑结构

2.1.2 Z源逆变器工作原理

2.2 Z源网络建模

2.3 Z源逆变器在燃料电池中的应用

第3章Z源逆变器控制策略研究及其数字控制实现

3.1恒直通时间控制

3.1.1基本原理

3.1.2数字控制(DSP)实现

3.2最大直通时间控制

3.2.1基本原理

3.2.2数字控制(DSP)实现

3.3恒直通时间最大化控制

3.3.1基本原理

3.3.2数字控制(DSP)实现

3.4两相控制技术

3.4.1基本原理

3.4.2数字控制(DSP)实现

3.5各种控制方法的比较

第4章基于DSP的数字控制系统设计

4.1控制策略分析

4.2数字控制信号产生机制

4.2.1TMS320LF2407A介绍

4.2.2对称PWM的发生原理

4.2.3三相SPWM脉冲的生成

4.2.4直通脉冲的生成

4.3基于DSP的数字控制系统硬件设计

4.3.1复位电路

4.3.2时钟电路

4.3.3存储器接口电路

4.3.4仿真器接口电路

4.3.5采样调理电路

4.4基于DSP的数字控制系统软件设计

4.5实验结果

第5章燃料电池逆变器主电路EMC分析

5.1概述

5.2燃料电池逆变器的干扰源和传播途径

5.2.1功能性干扰源和传播途径

5.2.2器件性干扰源及传播途径

5.3燃料电池逆变器的敏感设备

5.4燃料电池逆变器的主电路EMC措施

5.4.1干扰源抑制措施

5.4.2干扰的传导传播抑制措施

5.4.3干扰的辐射传播抑制措施

第6章结论与展望

6.1结论

6.2今后进一步工作展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果