单相高频逆变器控制方法分析-电力电子与电力传动专业论文.docx

重庆大学 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 PAGE PAGE IV control without dead zone is verified in this paper, after that the no dead zone control mode inverter efficiency were measured. Finally, this paper summarizes the research content, analysis of existing problems, and the next step work is prospected. Keywords: high frequency inverter, SPWM control, inverter efficiency, harmonic analysis, no dead zone control. 重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 目 录 目 录 中文摘要I 英文摘要 II 1 绪 论 1 1.1 逆变器及其控制发展简史 1 1.2 高频逆变器控制研究意义 2 1.3 单相高频逆变器控制方法研究现状 3 1.4 本文研究的主要内容 5 2 单相高频逆变器控制方法 6 2.1 引言 6 2.2 逆变器控制方法基本概念 6 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _TOC_250008 SPWM 调制基本概念 6 HYPERLINK \l _TOC_250007 逆变器 SPWM 控制原理 8 HYPERLINK \l _TOC_250006 SPWM 控制采样方法 10 HYPERLINK \l _TOC_250005 2.3 SPWM 控制方法 14 HYPERLINK \l _TOC_250004 2.3.1 双极性 SPWM 控制方法 14 HYPERLINK \l _TOC_250003 2.3.2 单极性 SPWM 控制方法 15 HYPERLINK \l _TOC_250002 2.3.3 单极性倍频 SPWM 控制方法 18 HYPERLINK \l _TOC_250001 2.3.4 单极性弱倍频 SPWM 控制方法 19 HYPERLINK \l _TOC_250000 2.3.5 单极性 SPWM 无死区控制方法 20 2.4 小结 23 3 逆变器控制的建模和仿真分析 25 3.1 引言 25 3.2 逆变器开关器件损耗的计算 25 MOSFET 损耗计算公式 25 MOSFET 损耗计算的 simulink 模型 26 3.3 逆变器的仿真分析模型 27 3.3.1 逆变器主电路模型 28 3.3.2 逆变器控制电路模型 28 3.3.3 逆变器的 multisim 仿真模型 30 3.4 不同控制方式下逆变器特性对比分析 30 3.4.1 逆变器损耗分析计算 31 3.4.2 逆变器输出电压谐波分析 31 3.4.3 仿真结果与讨论 34 3.5 小结 35 4 逆变器控制系统设计及实验研究 37 4.1 引言 37 4.2 实验电路设计 37 4.2.1 实验硬件电路框图 37 4.2.2 功率开关的选择 38 4.2.3 电路板 PCB 的布局和布线要求 38 4.3 实验结果分析 39 4.3.1 实验装置 39 4.3.2 单极性弱倍频 SPWM 控制实验结论 39 4.3.3 单极性 SPWM 无死区控制实验结论 43 4.3.4 实验结果与仿真结果的对比分析 48 4.4 小结 48 5 总结与展望 49 5.1 总结 49 5.2 展望 49 致 谢 51 参考文献 52 附 录 56 A. 作者在攻读学位期间发表的论文 56 重庆大学 重庆大学硕士学位论文 1 绪 论 PAGE PAGE 10 1 绪 论 1.1 逆变器及其控制发展简史 DC-AC 逆变器是将直流电源转化成交流电源的变流装置，主要是为交流负载 供电或者是与交流电网进行并网发电。如果是通过直流电动机-交流发电机组来对 这种电能进行逆变的，称为旋转变流机；若是通过功率半导体的开关器件来实现 该电能逆变的，称之为静止变流器。由于静止变流器在很多方面都比旋转变流机 要优越，比如在变换器体积和变换效率等方面。因此，静止变流器必将并且正在 逐步取代旋转变流机。本文论述的逆变技术均指的是静止变流机[1]。 逆变电源的出现是在电力电子技术飞速发展的 20 世纪中期，其发展的历程主 要为以下三个阶段。 ① 传统阶段(1956~1980 年)。该阶段所采用的开关器件主要是低速开关器件, 逆变器的开关的工作频率比较低，输出电压波形的改善主要是通过多重叠加的方 法