基于软开关技术的交流调速系统逆变电路的研究

摘要

逆变技术随着自动控制理论、电力电子技术、电子计算机、微电子学等的发展已经进入了一个新的时代，其应用也相应地进入了一个新的高潮。这主要表现在逆变器朝着高频化方向发展，因为随着开关频率的提高，逆变器的输出电流波形中的谐波成分大量减小，电流波形会更接近理想波形，但逆变器的高频化必须解决开关损耗的问题。因为开关损耗随开关频率的提高而急速增加，感性关断电压尖峰大，容性开通电流尖峰大，电磁干扰严重等问题日益突出，软开关技术是解决这些问题的重要手段。 目前国内外针对软开关技术的理论进展非常迅速，软开关的控制模式更是五花八门。但软开关技术在逆变技术中的应用研究却非常不够，还面临一些有待进一步改善的问题，针对这些问题本文则着重研究了软开关技术在逆变器中应用的总体技术方案。在此基础上充分论证了采用辅助二极管极谐振软开关逆变电路(ADRPI)来构造软开关逆变器的总体方案结构。分析了该软开关逆变电路的工作原理和工作过程，特别是较深入地探讨了ADRPI应用中的一些主要问题。在此基础上本文重点分析了软开关的零电压操作及其工程实现问题，其中一个关键技术是电路过零检测技术。如果不能准确地检测出零电压，则“软开关”就无从谈起，因此在理论分析的基础上设计了专门的零电压检测电路。本文的另一个重要研究内容是对ADRPI软开关逆变器的死区问题进行了研究分析，软开关技术中的死区问题几乎在所有地文献中都未提及，而死区又是产生电流畸变地主要因素之一，因此论文对它进行了探讨和论证。在对上述软开关逆变器主电路及控制方法进行理论分析的基础上，完成了这种逆变电路的设计，并进行了系统仿真分析和实验验证。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本课题的研究背景

1.2本课题研究的主要内容

1.3本课题研究的目的和意义

2交流调速的现状及发展趋势

2.1交流调速的现状

2.2交流调速的发展趋势

2.3小结

3软开关技术与逆变技术

3.1软开关与硬开关

3.2软开关技术的发展及现状

3.3软开关电路的分类及典型软开关电路

3.4逆变技术

3.5软开关逆变技术的发展历史与研究现状

3.6 小结

4 ADRPI软开关逆变器的研究分析

4.1概述

4.2极谐振软开关逆变电路基本原理

4.3辅助二极管变换极逆变器(ADRPI)的工作原理

4.4 ADRPI的电路分析

4.5 ADRPI软开关逆变器的应用研究

4.6小结

5基于ADRPI软开关技术的三相逆变器设计

5.1概述

5.2基于ADRPI软开关技术的三相逆变器设计

5.3小结

6实验与仿真

6.1开关管特性实验

6.2逆变电路的改进实验

6.3缓冲电路实验

6.4软开关电路的仿真与实验

6.5小结

7总结及展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

作者在读研期间科研成果简介

致谢