基于導抗變換器電流源型高頻并網(wǎng)逆變器的研究.pdf

1、目前，傳統(tǒng)的不可再生能源正面臨著日益枯竭的趨勢，為緩解傳統(tǒng)能源供應緊張帶來的壓力，世界各國都在大力開發(fā)利用諸如太陽能、風能、燃料電池等新能源。然而新能源的開發(fā)與逆變器的應用有著密不可分的關(guān)系，逆變器在如何更好地開發(fā)和利用可再生能源以實現(xiàn)節(jié)能減排方面起著至關(guān)重要的作用。由于太陽能和風能發(fā)電效率一般比較低，因此提高逆變器運行效率對新能源的充分利用有實際意義。本文重點研究單相高頻環(huán)節(jié)逆變器，從電路結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出一種基于導抗變換器的電流源型高頻

2、環(huán)節(jié)并網(wǎng)逆變器，逆變器采用單極性移相SPWM控制策略實現(xiàn)。
　　本文首先介紹了逆變器的發(fā)展歷程（低頻到高頻）和國內(nèi)外高頻逆變器的研究現(xiàn)狀，然后列舉了幾種具有代表性高頻環(huán)節(jié)逆變器的電路結(jié)構(gòu)，分析其優(yōu)缺點及適用場合，為下文提出基于導抗變換器的電流源型高頻環(huán)節(jié)并網(wǎng)逆變器的電路結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。為省去傳統(tǒng)電流源型逆變器笨重的儲能電感，逆變電路中引入導抗變換器，利用其能夠把電壓源轉(zhuǎn)變成電流源的功能來簡化電路裝置。系統(tǒng)前級主電路是高頻全橋逆變結(jié)構(gòu)

3、，并采用移相SPWM控制策略，實現(xiàn)三電平逆變控制，進而降低了開關(guān)損耗、提高了變換效率、減輕了電路中的電磁干擾，同時還可以精確地產(chǎn)生高頻SPWM脈沖。
　　本文在MATLAB/Simulink軟件仿真平臺上建立了基于導抗變換器的電流源型高頻并網(wǎng)逆變器模型，根據(jù)各部分的仿真結(jié)果詳細分析并推導了逆變器相關(guān)數(shù)學模型。然后依照逆變器的工作原理，研究了該逆變器的幾種工作模態(tài)，對系統(tǒng)有更深層次的認識。系統(tǒng)控制部分采用DSP(TMS320F283

4、35)編程實現(xiàn)，主要包括開關(guān)管驅(qū)動信號的實現(xiàn)、逆變器穩(wěn)定性控制實現(xiàn)以及并網(wǎng)控制實現(xiàn)。
　　基于仿真平臺建立的逆變系統(tǒng)模型，研制了一臺500VA，80VDC/220V，輸出頻率為50Hz交流電流的實驗樣機，并通過鎖相控制順利并網(wǎng)。通過仿真和樣機實驗驗證了電流源型高頻環(huán)節(jié)逆變器的主電路拓撲、單極性移相SPWM控制策略及并網(wǎng)模式分析的正確性。實驗結(jié)果驗證了該逆變器作為電流源輸出，輸出電流波形質(zhì)量較高，有利于并網(wǎng)控制，從而證明了導抗變換器