高頻交流環(huán)節(jié)AC-AC變換器研究.pdf

1、高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換技術,是電力電子學的前沿研究課題和實現(xiàn)新型正弦交流穩(wěn)壓器、電子變壓器、交流調(diào)壓器和同頻波形變換器的關鍵技術基礎.本文主要研究新穎的高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器電路結(jié)構與拓撲族設計、控制策略、穩(wěn)態(tài)原理特性、關鍵電路參數(shù)選取、變換器性能比較,并在理論、仿真研究的基礎上進行試驗研究,設計并研制了1kVA雙極性、單極性移相控制電壓源和500VA電流源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器原理樣機.本文首先論述了AC/AC變換器的

2、現(xiàn)狀、發(fā)展以及應用前景.首次提出了高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器新概念,即基于正激Forward變換器的電壓源型和基于反激Flyback變換器的電流源型高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器電路結(jié)構與拓撲族.提出并研制了與電網(wǎng)電壓n倍頻(分頻)信號同步的基準正弦電路.該電路具有基于全數(shù)字化技術、輸出電壓與電網(wǎng)電壓n倍頻(分頻)同步、THD小、幅值可調(diào)但不受電網(wǎng)電壓波動的影響、簡單實用、價格低廉等優(yōu)點.提出了電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器雙極性移

3、相控制策略的三種實現(xiàn)方案、單極性移相控制策略及其三種實現(xiàn)方案,有效地解決了周波變換器采用傳統(tǒng)PWM控制時固有的電壓過沖現(xiàn)象.深入研究了雙極性、單極性移相控制電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器的控制策略、穩(wěn)態(tài)原理特性、以及關鍵電路參數(shù)設計準則.采用狀態(tài)空間平均法,建立了變換器平均模型,獲得了變換器的外特性曲線.深入研究了電流源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器的具有輸入電壓極性和工作模式選擇的電壓瞬時值反饋控制策略、穩(wěn)態(tài)原理特性、以及關鍵電路參

4、數(shù)設計準則,獲得了變換器的外特性曲線.設計并研制成功的1kVA 220V±10％(50Hz)/110V(50Hz)雙極性、單極性移相控制電壓源和500VA220V±15％(50Hz)/220V(50Hz)電流源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器原理樣機表明,這類變換器具有高頻電氣隔離、電路拓撲簡潔、兩級功率變換(LFAC/HFAC/LFAC)、雙向功率流、功率密度高、變換效率高、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)較高、無音頻噪音、體積重量小等優(yōu)點.對雙極性與單極性