單級(jí)升壓逆變器及其應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電壓源逆變器(VSI)是降壓型變換器。在輸入電壓較低或變化范圍較大的場(chǎng)合，如新能源發(fā)電系統(tǒng)，通常需要在其前級(jí)加入DC-DC升壓電路，將母線電壓升到足夠大的值，以輸出期望的交流電壓。該方案不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也降低了可靠性。另一方面，常規(guī)的電壓源逆變器需要防止橋臂直通而導(dǎo)致開關(guān)管過(guò)流損壞。通常采用插入死區(qū)的方法，但會(huì)引起輸出諧波電壓的增大。在此背景下，本文提出并研究了新穎的單級(jí)升壓逆變器，并對(duì)其電路特點(diǎn)和應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題進(jìn)行

2、探討和研究。全文主要內(nèi)容如下:
　　研究了提出的耦合電感單級(jí)升壓逆變器(CL-SSBI)。它在逆變橋的前端引入了一個(gè)包括耦合電感的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變橋臂的直通時(shí)間和合理設(shè)計(jì)耦合電感的匝比，提升母線電壓，以輸出期望的交流電壓。本文對(duì)CL-SSBI的工作原理和升壓性能，參數(shù)設(shè)計(jì)，建模分析，電路損耗等進(jìn)行了詳細(xì)的分析和驗(yàn)證。之后又提出了開關(guān)耦合電感（準(zhǔn)）Z源逆變器(SCL-(q)ZSD，同樣對(duì)SCL-ZSI和SCL-qZSI的工作原

3、理和升壓性能，參數(shù)設(shè)計(jì)，器件應(yīng)力等進(jìn)行了詳細(xì)的分析、比較和驗(yàn)證。
　　研究了CL-SSBI光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在一級(jí)變換中實(shí)現(xiàn)升壓、逆變、單位功率因數(shù)并網(wǎng)和最大功率跟蹤的功能，并對(duì)控制器進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步降低CL-SSBI光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的體積、重量和成本，提高變換效率，進(jìn)一步研究了CL-SSBI非隔離光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)漏電流抑制措施。為了不增加有源器件，提出了改進(jìn)的CL-SSBI拓?fù)洹狢L-SSBI-D，并采用無(wú)傳統(tǒng)零矢

4、量的NSPWM調(diào)制方法，使漏電流滿足VDE0126-1-1標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　為了提高能量的傳輸效率、減小電感的電流應(yīng)力并簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，本文又提出了抽頭電感型單級(jí)升壓逆變器，包括抽頭電感準(zhǔn)Z源逆變器(TL-qZSI)、抽頭電感單級(jí)升壓逆變器(TL-SSBI)和雙抽頭電感單級(jí)升壓逆變器(DTL-SSBI)。TL-qZSI具有高升壓能力，電容電壓應(yīng)力低，輸入和母線共地，輸入電流連續(xù)等優(yōu)勢(shì)，相比于ZSI，更適合應(yīng)用于新能源發(fā)電的場(chǎng)合。而T

5、L-SSBI則更為簡(jiǎn)潔實(shí)用且升壓比更高。
　　為了討論無(wú)電解電容TL-qZSI的可行性，研究了TL-qZSI在一個(gè)直通周期內(nèi)所有可能的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)電感和電容值可避免給電路帶來(lái)危害的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)估計(jì)了電感和電容的極限值。得到TL-qZSI采用高壽命、低容值的薄膜電容同樣可以實(shí)現(xiàn)電路正常工作的結(jié)論。
　　本文最后將無(wú)電解電容的TL-qZSI應(yīng)用于單相輸入的交流調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)中的電容都為無(wú)極性電容，提高了系統(tǒng)的可靠性并