特定消諧式逆變器輸出電壓控制技術的研究.pdf

1、傳動技術是機電一體化技術的核心技術之一，變頻調(diào)速是傳動技術的重要組成部分。以PWM逆變器為核心的變頻器廣泛地應用于變頻調(diào)速系統(tǒng)，因此PWM逆變器的研究在機電一體化領域受到重視。特定消諧技術具有降低功率器件的開關頻率、有效地消除低次諧波、提高電壓利用率、改善輸出波形質量等優(yōu)點，將特定消諧技術應用于 PWM逆變器可以構成特定消諧式逆變器。為了將特定消諧式逆變器應用于工程實際，本文在綜述了各種PWM技術的基礎上對其輸出電壓控制技術的關鍵問題進

2、行了深入的分析與研究。
　　系統(tǒng)地分析了電壓型PWM逆變器在理想情況時的主電路結構、負載性質和輸出電壓控制方式的各種組合所對應的輸出電壓波形，以得出各種組合的存在性和對PWM逆變器輸出電壓影響的規(guī)律，為特定消諧式逆變器理想輸出電壓和實際輸出電壓的研究提供了參考。
　　針對特定消諧式逆變器的不同主電路和不同輸出電壓控制方式總結出開關角的多種初值規(guī)律，為開關角的計算提供了必要的前提。根據(jù)所給的迭代初值，通過數(shù)值計算，得到開關角隨

3、基波幅值變化的軌跡及開關角在某一基波幅值下的具體數(shù)值。通過對各種情況時輸出電壓的諧波分析，得出諧波的分布規(guī)律和總諧波畸變率。得到各種情況時特定消諧式逆變器的電壓轉換系數(shù)，為特定消諧式逆變器的實際應用提供了依據(jù)。利用上述結果對特定消諧式逆變器進行了電路仿真，給出了電壓、電流的仿真波形及其諧波分布。
　　分析了特定消諧式逆變器的換流機理，根據(jù)特定消諧式逆變器理想輸出電壓基波和各次諧波的幅值公式和死區(qū)的加入方式得到加入死區(qū)后特定消諧式逆

4、變器實際輸出電壓基波和各次諧波的幅值公式。系統(tǒng)地分析了死區(qū)對基波和各次諧波的影響，對死區(qū)效應進行了數(shù)字仿真。根據(jù)特定消諧式逆變器的特點提出了基于修正開關角的死區(qū)補償策略，并進一步提出了無死區(qū)控制策略，簡化了特定消諧式逆變器的死區(qū)補償問題。
　　分析了特定消諧式逆變器中窄脈沖的特點及分布規(guī)律。為了使特定消諧式逆變器便于工程實現(xiàn)，采用將構成窄脈沖的開關角對省略或展寬至最小脈寬的優(yōu)化策略。對于具體的開關角數(shù)和基波幅值，可根據(jù)優(yōu)化后的諧波

5、情況選擇效果最佳的一種優(yōu)化策略。窄脈沖問題的解決有利于充分發(fā)揮特定消諧式逆變器電壓利用率高的優(yōu)點。
　　研究了特定消諧式變頻器變壓變頻的基本原理和電路實現(xiàn)，給出了基于角度和基于存儲單元的開關角存儲格式的轉換方式，分別設計了特定消諧式變頻器應用于火電廠和電動車的電路。實驗結果表明，特定消諧式變頻器有明顯的節(jié)能效果，對電網(wǎng)沖擊小，并且可以實現(xiàn)靈活、平穩(wěn)的調(diào)速。
　　本文的研究成果對特定消諧式逆變器的工程實現(xiàn)、應用與推廣具有重要的