三相PWM逆变器软与硬开关效率分析与试验

本文对一种三相零电流转换(ZCT)软开关逆变器进行了损耗分析,并与硬开关逆变器进行了效率比较。通过仿真试验对该软开关逆变器进行了实现,并分析了仿真和试验结果     

三相组合式软开关逆变器的仿真研究

有必要研究新的三相逆变器拓扑,实现无输出变压器和功率器件软开关,发展逆变电源的三相独立控制技术。本文研究了两种新型组合式软开关三相逆变器拓扑,讨论了三相逆变器的模块化实现和不对称负载特性,给出了仿真波形。     

新型谐振直流环节软开关逆变器

为了提高开关变换器的效率和增强性能,提出了一种新的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流环节电压周期性出现零电压凹槽,实现逆变桥开关器件在零电压条件下的切换,减小了开关损耗和二极管的反向恢复损耗。同时,辅助谐振单元的开关也为零电流或零电压条件下的软开关操作。详细阐述了该软开关逆变器拓扑的工作原理和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。最后,对提出的新型软开关逆变器驱动三相R-L负载进行了仿真研究,仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

新型无刷直流电动机专用谐振极逆变器研究

无刷直流电动机通常采用硬开关逆变器驱动.硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了无刷直流电动机驱动系统功率密度和性能的进一步提升.针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电动机驱动系统专用的谐振极软开关电压源逆变器.通过在传统硬开关逆变器三个输出端和直流母线之间添加辅助谐振单元,实现了逆变桥主开关器件的PWM软开关动作.谐振控制开关零电流开关条件开通,零电压开关条件关断.对提出的新型谐振极逆变器进行了数学分析和仿真研究;仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性.     

谐振极软开关逆变器工作模式分析

为了解决硬开关逆变器开关损耗大、电磁干扰严重等问题并提高无刷直流电机功率变换器的整体效率,提出了一种谐振极软开关电压源逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流母线和三相输出端之间添加辅助谐振网络,实现了逆变桥开关器件的软开关切换。然后对该软开关逆变器拓扑的动作时序和工作模式进行了详细的阶段分析,并对电路的瞬态过渡过程进行了数学分析。最后,对提出的软开关逆变器进行了仿真验证。分析结果表明,辅助谐振网络的开关器件在零电流开关条件下开通和关断,其电压应力仅为直流母线电压的一半。仿真验证结果与电路原理的理论分析一致,表明电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

ZVT软开关三相PWM逆变器控制策略研究

探讨了一种交流谐振环节软开关逆变器的电路拓扑及其控制方法,在该拓扑下采用SAPWM调制的软开关实现策略,正负斜率交替的锯齿载波将所有功率开关器件的开通动作集在锯齿载波的垂直沿处,有利于软开关动作的实现.详细分析了该ZVT软开关拓扑的动作模式,建立了实现软开关动作的控制方法,并对系统进行了数字仿真.仿真结果表明采用该控制方法能实现逆变器功率开关器件的零电压软开关动作.     

辅助谐振换流极逆变器仿真研究

随着交流电机调速技术的发展,对逆变器的性能要求也越来越高,但传统的逆变器仍然采用硬开关工作方式,存在着较大的电磁干扰和开关损耗。软开关逆变器可以降低功率开关管开关过程中的电压、电流变化率,从而达到抑制电磁干扰的目的。本文对一种新型的辅助谐振换流极逆变器(Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter,AECPI)进行了理论分析和仿真研究,对该电路结构的优、缺点进行了详细的阐述,分析了对软开关性能产生影响的因素。     

电机驱动用新型谐振直流环节电压源逆变器

为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行,必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率和增强性能。然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰和开关损耗从而导致系统整体效率降低。软开关技术被认为是解决上述问题的有效方法,结合软开关技术的优点和脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制的特点,提出了一种新的用于电机驱动系统的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关操作。文中阐述了该软开关逆变器拓扑的动作时序和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。对提出的新型软开关逆变器驱动无刷直流电机进行了仿真和实验研究,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

高频输出不对称半桥逆变器

本文采用了一种实现软开关的高频输出不对称半桥逆变器。不对称半桥逆变器产生高频的准半方波,通过谐振滤波器输出THD小的高频交流正弦波。本文阐述了不对称半桥逆变器的工作原理,讨论了软开关的实现条件,给出了谐振滤波器的设计方法。通过仿真验证了不对称半桥逆变器的工作原理和软开关实现的可行性。     

基于ZCT软开关的光伏并网逆变器研究及实验

变流器中的损耗会随着开关频率的增加而增加,软开关技术具有减小开关损耗、降低电磁干扰等多种优点.主要研究了一种基于ZCT软开关的三相光伏并网逆变器,分析了这种ZCT软开关逆变器的工作原理,给出了软开关谐振参数的设计方法.对研制的100 kV·A软开关光伏并网逆变器样机进行了实验,并对软硬开关的开关损耗进行了对比研究,给出了零电流软开关的实现条件.     

三相辅助二极管谐振极逆变器的研究

通过详细地分析辅助二极管谐振极逆变器的工作过程，将具有零电压、零电流转换特性的极谐振概念应用于三相逆变器的软开关化的实现，并通过仿真和实验进行进一步的验证。     

ADRPI软开关技术在逆变器中的应用研究

软开关技术的理论研究非常活跃,但针对软开关逆变器应用的研究却相对滞后.为了解决逆变器电路中的歼关损耗问题.提高开关频率,以辅助二极管谐振极逆变器(ADRPI)作为对象,分析了其变换桥臂的工作原理及设计方法,设计出一种实用的零电压检测电路,研究了其死区的形成机理.     

软开关技术三相PWM逆变器及效率的分析研究

首先对一种软开关技术三相PWM逆变器电路的工作原理及实验验证结果进行了介绍和分析。然后用对比的方法对文中讨论的软开关逆变器电路的功率损耗及工作效率进行了详细的数学描述 ,给出了开关器件及由其构成的逆变器功率损耗的简化数学模型。最后在一个驱动三相电动机的逆变器实际电路中对相关的数学分析结论进行了实验验证 ,实验结果完全验证了文章中的理论分析结果     

大功率逆变电源峰值电流控制模式的研究

提出了一种将峰值电流控制模式与移相软开关技术相结合的新型弧焊逆变电源。探讨了峰值电流控制系统的结构与稳定性。实验结果表明，采用峰值电流模式的逆变器能够实现全范围的软开关，并且具有良好的限流和自校正能力，可以有效的解决功率变压器的偏磁问题。     

一种E类逆变器及其IGBT串联均压问题的研究

介绍了一种利用IGBT作为开关器件,可用于感应加热的单端E类软开关逆变器;分析了它的工作原理;给出频率为20kHz,输出功率达6kW时的系统相关参数.为了提高开关的耐压级数,该逆变器采用两个IGBT的串联.此外还分析了因串联IGBT开关不一致所引起的串联均压问题,并探讨了解决办法.最终给出了系统的仿真及实验结果.     

NB5001逆变弧焊电源软开关电路的研究

提出了一种适用于NB5001 IGBT逆变弧焊电源的无源无损软开关电路.详细分析了软开关电路的工作原理,给出一些关键参数的设计原则.并通过仿真比较了在硬开关与软开关两种情况下,开关管的开关波形.通过比较可知,文章所提出的软开关电路,能够正常工作,减少开关管的损耗.     

变压器辅助换流的谐振极型软开关逆变器

为提高逆变器的运行效率,提出了一种变压器辅助换流的谐振极型软开关逆变电路拓扑结构。该拓扑结构用高频变压器来辅助换流,没有设置串联在直流母线间的均压电容,解决了中性点电位变化问题。该逆变器的主开关和辅助开关均能完成软开关动作,并且所承受的电压都不高于直流电源电压。给出了一个开关周期内逆变器在不同工作模式下的等效电路图,详细阐述了该逆变器的工作过程,给出了软开关实现条件,并建立起了辅助电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。最后制作了一台4 k W的单相实验样机,实验结果表明逆变器中的开关器件都工作在软开关条件下。该有源谐振极型软开关逆变器可以有效提高效率,减小开关损耗。     

计及系统性能提升的谐振式无线充电开关器件死区优化

针对双边LCC谐振式无线充电的逆变器金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)死区时间设置影响传输功率及效率的问题,提出了一种适用于其拓扑结构的死区优化设计方法。首先建立了双边LCC谐振式无线充电系统的数学描述,并简述其运行模态,推导出次级侧补偿电容与输入感性阻抗的量化规律。然后据此提出了一种死区时间优化设计方法,以实现与无线充电系统特性密切相关的逆变器软开关。最后,搭建了一套实验平台,实验结果表明,此优化设计方法可确保逆变器运行完全实现软开关,提高了无线电能传输功率及效率。     

基于改进型神经元算法的谐振软切换控制的应用研究

给出了典型谐振软切换逆变单元在不同模态下的数学模型,构造了描述系统等效损耗的观测器,提出了一种适合于谐振软切换拓扑结构控制要求的改进型神经元算法。在此基础上采用该算法对存在变系统等效损耗与负载情况的DCLink谐振软切换逆变系统进行了仿真研究。结果证实该算法具有较为理想的控制效果,同时进一步表明将系统分析的理论与方法引入谐振软切换领域研究的可行性和正确性。