π型AC-AC交流變換器及其變結(jié)構(gòu)控制策略的研究.pdf

1、本文主要研究了一種新穎的π型AC/AC交流變換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其變結(jié)構(gòu)控制策略。該變換器由Buck交流單元和Boost交流單元組合而成，與級聯(lián)式Buck—Boost型AC/AC交流變換器相比，省卻了一個LC濾波器，采用雙載波雙輸出基準(zhǔn)變結(jié)構(gòu)控制策略，使得變換器可工作于Buck、Boost和濾波三種模式，雖然采用兩級占空比調(diào)制，但實際上最多只存在一級功率變換，變換效率高；根據(jù)理論分析和參數(shù)計算，研制了一臺實驗原理樣機(jī)，進(jìn)行了相關(guān)實

2、驗研究，給出了實驗波形和數(shù)據(jù)。
　　 本文首先介紹了單相Buck型和單相Boost型AC/AC交流變換器的電路拓?fù)?，對二者的工作原理、開關(guān)模態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析；根據(jù)輸入電壓和電感電流的極性不同，在一個輸入電壓基波周期內(nèi)，兩種變換器都存在四種不同工作階段；對于每個階段內(nèi)的每一個開關(guān)周期，又分別有三種不同的開關(guān)模態(tài)：功率傳輸模態(tài)、續(xù)流模態(tài)和死區(qū)模態(tài)；基于理論分析，進(jìn)行了仿真和實驗驗證，給出了相應(yīng)的仿真波形及實驗結(jié)果。
　　 將

3、單相Buck型AC/AC交流變換器和單相Boost型AC/AC交流變換器前后級聯(lián)，得到單相級聯(lián)式Buck—Boost型AC/AC交流變換器，對該變換器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，省卻一個LC濾波器，可得到一種新穎的單相π型AC/AC交流變換器的電路拓?fù)?；針對單相π型AC/AC交流變換器的穩(wěn)壓應(yīng)用場合，提出了雙載波調(diào)制雙輸出基準(zhǔn)變結(jié)構(gòu)控制策略；分析了用可調(diào)輸出基準(zhǔn)來實現(xiàn)交流調(diào)壓的基本原理；仿真結(jié)果及分析驗證了控制策略的可行性。
　　 以交流穩(wěn)壓

4、應(yīng)用為例，通過理論計算、軟件仿真和實驗調(diào)試確定了單相π型AC/AC交流變換器的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，據(jù)此研制了一臺原理實驗樣機(jī)，進(jìn)行了交流穩(wěn)壓實驗研究，給出了實驗波形和相關(guān)效率數(shù)據(jù)。
　　 在進(jìn)一步的研究中，分別介紹了三相Buck型AC/AC交流變換器和三相Boost型AC/AC交流變換器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理，對比分析了單相電壓反饋控制和三相反饋控制兩種控制實現(xiàn)方法，分別進(jìn)行了相關(guān)仿真和實驗驗證；在此基礎(chǔ)上，將三相Buck型AC/AC交

5、流變換器和三相Boost型AC/AC交流變換器前后級聯(lián)，可得到級聯(lián)式三相Buck—Boost型AC/AC交流變換器，對該變換器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，每相省卻一個LC濾波器，即得到三相π型AC/AC交流變換器的電路拓?fù)?；分析了三相π型AC/AC交流變換器的工作原理，并進(jìn)行了軟件仿真研究。
　　 理論分析、仿真與實驗結(jié)果表明，π型AC/AC交流變換器及變結(jié)構(gòu)控制策略正確可行，可用于寬范圍穩(wěn)壓及調(diào)壓場合，具有電路簡單、控制容易、變換級數(shù)少、變