三相准z源逆变器的pwam调制及其并网研究-电气们工程专业毕业论文.docx

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1、分析了传统逆变器和Z源逆变器存在的局限，介绍了准Z源逆变器的特点及工 作原理，建立了准Z源阻抗网络的状态空间平均模型和小信号模型，推导了直通占空 比到准Z源网络电容电压的传递函数，结合零极点分布，分析了准Z源网络参数以及 直通占空比变化对系统的影响，为系统参数的选取提供了理论指导。 2、结合准Z源网络的最大化直通控制和逆变桥的PWAM调制，研究一种输入电 压前馈和输出电压反馈的直流母线电压控制策略，分析了输入电压变化时直流母线电 压的变化趋势，设计了输入电压前馈、输出电压反馈的闭环控制器，利用 MATLAB／SIMULINK软件仿真验证了所提控制方法的正确性。 3、建立了LCL型准Z源并网逆变器的数学模型，在LCL滤波器无源阻尼方案的 基础上，深入研究了分裂电容无源阻尼方案，分析了滤波电容不同划分方法对系统稳 定性和功率损耗的影响，设计了逆变器侧电流闭环解耦控制器，在 MAn，AB／SIMULINK中搭建了仿真模型，验证了在稳态、并网电流变化、输入电压变 化和电网电压变化时系统的调节能力。 4、搭建了三相准Z源逆变器的实验平台，给出了电路参数、元件的选取方法和 DSP程序设计方法，实验验证了准Z源网络采用最大化直通控制和逆变桥采用PWAM 调制的可行性。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位敝作者签名：智绺彳 日期： 矽多，夕．夕 万方数据  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 与传统逆变器相比，准Z源逆变器以其独特的阻抗网络结构实现了升降压功能， 允许逆变桥臂直通和短路，克服了Z源逆变器存在较大的启动冲击电流、输入电流断 续等不足，使得准Z源逆变器更适应于直流输入电压变化较大的光伏、风电、新能源 汽车等场合。因此，对准Z源逆变器系统进行深入研究，具有重要理论与实际意义。 为了简化直流母线电压的控制，减小准Z源网络无源器件的参数，减少准Z源逆 变器的损耗，本文对准Z源逆变器的PWAM(Pulse Widt}l Amplitude Modulation)调制方 法和LCL型无源滤波器的结构进行了深入研究。 论文首先介绍了传统逆变器存在的局限以及准Z源逆变器的特点，并从拓扑结构、 建模方法、控制策略以及应用领域四个方面介绍了准Z源逆变器的研究现状。其次， 介绍了准Z源逆变器的工作原理，并且采用状态空间平均建模方法建立了准Z源网络 的状态空间模型和小信号模型，推导了直通占空比到准z源网络电容电压的传递函数， 结合零极点分布，分析了准Z源网络参数以及直通占空比变化对系统性能的影响，为 阻抗网络中电容电感的参数选取提供理论指导。 介绍了逆变桥PWAM调制和准z源网络最大化直通零矢量(Maximum Straight Zero Vector，MSZV)控制的原理，针对PWAM调制所需的直流母线电压波动以及MSZV控 制产生的电压波动，将二者结合，研究一种输入电压前馈、输出电压反馈的直流母线 电压控制策略，设计了输入电压前馈、输出电压反馈的闭环控制器，仿真验证了输入 电压变化、负载变化时控制方法的正确性。 建立了LCL型三相准Z源并网逆变器的数学模型，对LCL滤波器的分裂电容无 源阻尼方案进行深入分析，即通过将滤波电容分成两个小电容，仅在其中一个电容上 串联阻尼电阻，分析了不同电容划分方法以及不同阻尼电阻取值时系统的稳定性和阻 尼电阻的功率损耗，设计了逆变器侧电流的解耦控制策略，并对稳态运行、并网电流 突变、输入电压突变和电网电压突变时的工作特性进行仿真分析。 最后，搭建了一台三相准Z源逆变器的实验样机，介绍了样机的设计过程，主要 包括准Z源阻抗网络参数的选取、LC滤波器的设计、功率器件的选取以及控制电路的 软硬件设计，实验结果验证了准Z源网络采用最大化直通控制，逆变桥采用PWAM调 制的可行性。 关键词：准Z源逆变器；MSZV控制；PWAM调制；并网逆变器；电容无源阻尼控制； 分裂电容无源阻尼控制 万方数据  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 I页 Abstract Compared with the conventional inverter,quasi-Z。source lnverter achieves the buck．boost function because of its unique impedance network．It allows inverter br