三電平三相單級性功率因數(shù)校正電路研究.pdf

1、AC/DC變換器是電力電子裝置中最為常用的一種變換器,為了減小其對電網(wǎng)的污染、提高輸入功率因數(shù),人們正在廣泛使用功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù).目前,單相功率因數(shù)校正技術(shù)已比較成熟,但三相功率因數(shù)校正技術(shù)仍處于需進(jìn)一步研究開發(fā)階段.采用Boost電感型的三相PFC電路由于具有總諧波失真THD較小,功率因數(shù)接近1的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用.但其單級性結(jié)構(gòu)使得在中大功率的實(shí)際應(yīng)用中受到開關(guān)電壓應(yīng)力因素的限制.本文在多電平變換技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)以

2、及軟開關(guān)技術(shù)這三個電力電子技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之間找到了一個應(yīng)用的契合點(diǎn),研究了一種新穎的三電平三相單級性功率因數(shù)校正電路,該電路的優(yōu)勢之處在于其實(shí)現(xiàn)輸入端三相功率因數(shù)校正的同時,開關(guān)器件承受的電壓應(yīng)力為直流母線電壓的一半,便于開關(guān)器件的選取;而且通過合理的設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓(ZVS)開通,降低了開關(guān)損耗.本文首先給出了幾種常見的三相功率因數(shù)校正方案,分析了單級性功率因數(shù)校正變流器產(chǎn)生高電壓應(yīng)力的內(nèi)在原因.接著對本文研究的變換器的

3、工作過程和功率因數(shù)校正原理進(jìn)行了詳細(xì)分析,同時對輸入電流進(jìn)行了傅立葉分解和諧波分析,并利用PSPICE軟件仿真驗(yàn)證了該變換器的合理性.然后設(shè)計了一臺實(shí)驗(yàn)裝置,介紹了主電路中一些重要參數(shù)和元器件的選取,提出了一種基于TMS320F240 DSP芯片的新型移相數(shù)字控制方案.最后給出了實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)波形和實(shí)測數(shù)據(jù).本文通過理論分析、仿真研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證實(shí)了這種三電平三相單級性功率因數(shù)校正變換電路的合理性和可行性.變換器的輸入功率因數(shù)較高,基