??
【摘要】：三相電壓型PWM整流器,具有網(wǎng)側(cè)電流功率因數(shù)高和差模電磁干擾(EMI)小等優(yōu)點(diǎn),是中大功率場合優(yōu)選的整流器拓?fù)洹５?其橋臂換流時存在反并二極管的反向恢復(fù)電流,不僅產(chǎn)生嚴(yán)重的開關(guān)損耗,而且會引起EMI問題,采用軟開關(guān)技術(shù)可以解決此類問題。 復(fù)合有源箝位(CAC)零電壓開關(guān)三相PWM整流器具有電路結(jié)構(gòu)簡單且采用SVM調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)。本文為進(jìn)一步優(yōu)化電路效率,建立了硬開關(guān)和CAC軟開關(guān)整流器的損耗模型,并對CAC軟開關(guān)整流器的諧振參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,比較了額定功率點(diǎn)下硬開關(guān)和軟開關(guān)整流器的損耗分布情況。給出了電網(wǎng)電壓三相不平衡情況下適用于CAC軟開關(guān)三相PWM整流器的電流控制策略,分析了電網(wǎng)電壓三相不平衡對CAC軟開關(guān)整流器的影響。設(shè)計了一臺40kW的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 本文分析了最小電壓有源箝位(MVAC)零電壓開關(guān)三相PWM整流器拓?fù)?提出了適用于該電路的SVM調(diào)制策略。該電路通過附加一個有源諧振支路即可實(shí)現(xiàn)所有開關(guān)管的零電壓開通并抑制二極管反向恢復(fù),輔助開關(guān)管在一個開關(guān)周期內(nèi)只動作一次,開關(guān)管電壓應(yīng)力被箝位在直流母線電壓。分析了MVAC三相PWM整流器的工作原理,推導(dǎo)了軟開關(guān)條件。討論了三種調(diào)制策略下的主開關(guān)管電流應(yīng)力的變化及附加關(guān)斷損耗的情況,建立了MVAC軟開關(guān)三相整流器的損耗模型,給出了MVAC整流器軟開關(guān)諧振參數(shù)的詳細(xì)設(shè)計步驟,比較了不同功率點(diǎn)下MVAC軟開關(guān)和硬開關(guān)整流器的損耗分布情況。分析了非理想電網(wǎng)對MVAC軟開關(guān)三相整流器的影響,設(shè)計了30kW最小電壓有源箝位三相PWM整流器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM46
【目錄】： 摘要5-6
Abstract6-7
目錄7-9
第1章 緒論9-18
1.1 引言9-10
1.2 研究現(xiàn)狀10-15
1.2.1 直流環(huán)節(jié)軟開關(guān)三相PWM整流器10-13
1.2.2 交流環(huán)節(jié)軟開關(guān)三相PWM整流器13-15
1.3 選題意義和研究內(nèi)容15-18
第2章 復(fù)合有源箝位三相PWM整流器效率優(yōu)化18-72
2.1 復(fù)合有源箝位三相PWM整流器工作原理18-29
2.1.1 CAC三相整流器的調(diào)制策略18-20
2.1.2 工作階段分析20-24
2.1.3 諧振過程分析24-26
2.1.4 電路穩(wěn)態(tài)分析26-29
2.2 三相PWM整流器損耗分析29-39
2.2.1 三相PWM整流器導(dǎo)通損耗模型29-32
2.2.2 硬開關(guān)和CAC軟開關(guān)整流器開關(guān)損耗模型32-33
2.2.3 CAC三相整流器輔助支路損耗模型33-38
2.2.4 三相整流器輸入濾波電感的損耗模型38-39
2.3 復(fù)合有源箝位三相整流器諧振參數(shù)優(yōu)化39-47
2.3.1 軟開關(guān)條件的要求40
2.3.2 輔助開關(guān)管的損耗優(yōu)化40-42
2.3.3 限制開關(guān)管電壓應(yīng)力42-43
2.3.4 時序條件43-45
2.3.5 優(yōu)化結(jié)果及損耗比較45-47
2.4 三相PWM整流器的控制47-59
2.4.1 電網(wǎng)電壓三相對稱時的控制47-53
2.4.2 電網(wǎng)電壓三相不對稱時的控制53-59
2.5 非理想電網(wǎng)對復(fù)合有源箝位整流器的影響59-64
2.5.1 調(diào)制比的變化59-60
2.5.2 對軟開關(guān)條件的影響60-61
2.5.3 對輔管關(guān)斷占空比D_0的影響61
2.5.4 對開關(guān)管電壓應(yīng)力的影響61-62
2.5.5 最優(yōu)諧振參數(shù)下不平衡度的影響62-64
2.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-71
2.6.1 實(shí)驗(yàn)條件64
2.6.2 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計64-66
2.6.3 實(shí)驗(yàn)波形66-71
2.7 本章小結(jié)71-72
第3章 最小電壓有源箝位三相PWM整流器72-97
3.1 CAC調(diào)制策略下軟開關(guān)條件存在的問題72-78
3.1.1 軟開關(guān)諧振階段分析72-78
3.1.2 軟開關(guān)條件分析78
3.2 與最小電壓有源箝位單相PFC的區(qū)別78-84
3.2.1 最小電壓有源箝位單相PFC工作原理79-83
3.2.2 三相與單相軟開關(guān)條件的對比83-84
3.3 適用于MVAC三相整流器的SVM調(diào)制方法84-88
3.4 MVAC三相PWM整流器理論分析88-96
3.4.1 工作階段分析88-91
3.4.2 諧振過程分析91-93
3.4.3 軟開關(guān)條件分析93-96
3.5 本章小結(jié)96-97
第4章 最小電壓有源箝位三相PWM整流器效率優(yōu)化97-119
4.1 三種調(diào)制策略下的電流應(yīng)力和損耗比較97-101
4.1.1 固定一相橋臂直通97-99
4.1.2 三相橋臂同時直通99-100
4.1.3 三相橋臂輪流直通100-101
4.2 MVAC三相PWM整流器損耗分析101-106
4.2.1 MVAC三相整流器開關(guān)損耗模型101-102
4.2.2 MVAC三相整流器輔助支路損耗模型102-106
4.3 MVAC三相PWM整流器諧振參數(shù)優(yōu)化106-113
4.3.1 軟開關(guān)條件與諧振電感附加電流I_(add)106-108
4.3.2 諧振時間108
4.3.3 輔助開關(guān)管關(guān)斷占空比D_0108-110
4.3.4 諧振參數(shù)設(shè)計步驟110-112
4.3.5 損耗比較112-113
4.4 非理想電網(wǎng)對MVAC三相整流器的影響113-114
4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果114-118
4.5.1 實(shí)驗(yàn)條件114-115
4.5.2 實(shí)驗(yàn)波形115-118
4.6 本章小結(jié)118-119
第5章 總結(jié)與展望119-120
參考文獻(xiàn)120-125
附錄125-134
附錄A 公式推導(dǎo)過程125-132
附錄B 樣機(jī)照片132-134
攻讀碩士期間的成果134-135
致謝135
