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一种三相桥式双频逆变器仿真的实现

作者:时间:2011-08-10来源:网络收藏

随着社会生产的日益发展,对能源的需求量不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出,在近些年来,可再生能源引起了世界各国政府和能源专家的高度重视[1].目前,全世界很多国家都采取了风力发电、光伏发电等分布式发电系统并网运行的措施。风力发电需要用整流器把风力发电机输出的交流电转换成直流,再把直流逆变成交流。光伏发电也需要利用把直流转换成交流再并入电网,并网是连接发电系统与电网的接口单元,也是研究热点之一。其中研究新型拓扑与控制方法,使输出电能质量高而同时又提高效率便成为了研究重点[1-4].参考文献[4-6]所研究的传统的并网主拓扑采用三相全桥逆变器,采用PWM控制技术使输出电流波形接近正弦,但该逆变器的6个开关都工作在高频,开关损耗大。为了减少开关损耗,参考文献[7]采用软开关技术,使逆变器工作在软开关状态,但这会使得逆变电路复杂化。参考文献[8]采用多电平逆变技术改善输出电压质量,减少了开关损耗,但这又增加了电路结构和控制方式的复杂性,同时由于主电路开关元件数量成倍地增长,不仅增加了系统成本,而且降低了系统的可靠性。基于变换的思想,本文研究了一种新型逆变器的拓扑结构,并进行理论分析提出其控制策略。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/191075.htm

1 逆变器拓扑结构及其控制策略

1.1 双频逆变器的拓扑结构及工作原理

双频逆变器是在传统逆变电路的基础上构成的,如图1所示。在该电路图中,Sap~Scn属于高频逆变桥,工作在高频状态;Slap~Slcn、Lla~Llc属于低频逆变桥,且开关Slap~Slcn工作在低频状态。La、Ca、Lb、Cb、Lc、Cc构成双频逆变电路的滤波器,Ra、Rb、Rc为系统负载。

以A相桥臂为例对三相桥式双频逆变器进行分析,设fH=NfL,即在低频开关的1个周期内包含着N个高频开关状态周期。1个开关周期的高频开关和低频开关的状态如表1所示,每种状态所对应的导通电路如图2所示。

同一桥臂上下开关互补导通。在状态1中,高频开关Sap导通,低频开关Slap导通。在所构成的回路中,电感电压和电感电流有下列关系:


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