基于SiC器件的三相電流型PWM整流器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力電子設(shè)備的大量使用，諧波和無(wú)功損耗對(duì)于電網(wǎng)的影響也越來(lái)越嚴(yán)重，PWM整流器作為功率因數(shù)校正方法，具有功率因數(shù)可控，諧波含量低等優(yōu)點(diǎn)。PWM整流器按照輸出源特性可以分為電壓型PWM整流器和電流型PWM整流器，電流型PWM整流器相比于電壓型PWM整流器起步比較晚，但隨著器件、調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，電流型PWM整流器的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，如在電機(jī)驅(qū)動(dòng)、超導(dǎo)儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)合，因此電流型PWM整流器的研究應(yīng)用成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。
　

2、　本文首先對(duì)電流型PWM整流器進(jìn)行了原理分析并建立了該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)電流型PWM整流器的信號(hào)發(fā)生技術(shù)進(jìn)行了探索分析，給出了驅(qū)動(dòng)信號(hào)的具體生成方法。此外討論了本論文樣機(jī)所使用的控制方法，為后面的分析研究提供了良好的基礎(chǔ)。
　　接著本文重點(diǎn)研究了電流型PWM整流器驅(qū)動(dòng)信號(hào)里的疊流時(shí)間。首先分析了疊流時(shí)間對(duì)于開(kāi)關(guān)管之間電流換流的影響，得出疊流時(shí)間會(huì)造成開(kāi)關(guān)管部分零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷；接著分析了疊流時(shí)間對(duì)于開(kāi)關(guān)損耗的影響，提出了

3、疊流時(shí)間的選取下限；根據(jù)疊流時(shí)間對(duì)開(kāi)關(guān)管間電流換流的影響，分析一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)每種換流情況，得到加入疊流時(shí)間前后的交流側(cè)電流波形，通過(guò)對(duì)比得到一個(gè)調(diào)制周期的交流側(cè)疊流情況，對(duì)其進(jìn)行傅里葉分析，得到疊流諧波與疊流時(shí)間的關(guān)系式，經(jīng)過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性，說(shuō)明了疊流時(shí)間的存在會(huì)引起網(wǎng)側(cè)電流諧波含量增加。
　　此外，本文還提出一種疊流諧波的抑制方法，該方法根據(jù)三相橋臂中點(diǎn)電壓大小關(guān)系分區(qū)使用正負(fù)斜率鋸齒載波進(jìn)行調(diào)制，能有效抑制疊

4、流時(shí)間帶來(lái)的諧波，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　本文設(shè)計(jì)了3kW基于SiC MOSFET的三相電流型PWM整流器，給出了該樣機(jī)的具體設(shè)計(jì)方法，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證了樣機(jī)設(shè)計(jì)的正確性。
　　最后對(duì)電流型PWM整流器的開(kāi)關(guān)管進(jìn)行了損耗分析，給出了SiC MOSFET與Si IGBT的理論損耗對(duì)比，并分別對(duì)基于兩種器件的電流型PWM整流器樣機(jī)進(jìn)行了效率測(cè)試和網(wǎng)側(cè)電流諧波含量測(cè)試，給出了效率對(duì)比曲線與網(wǎng)側(cè)電