高頻交流環(huán)節(jié)AC-AC變換器研究.pdf

1、高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換技術(shù),是電力電子學(xué)的前沿研究課題和實(shí)現(xiàn)新型正弦交流穩(wěn)壓器、電子變壓器、交流調(diào)壓器和同頻波形變換器的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ).本文主要研究新穎的高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥逶O(shè)計(jì)、控制策略、穩(wěn)態(tài)原理特性、關(guān)鍵電路參數(shù)選取、變換器性能比較,并在理論、仿真研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)并研制了1kVA雙極性、單極性移相控制電壓源和500VA電流源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器原理樣機(jī).本文首先論述了AC/AC變換器的

2、現(xiàn)狀、發(fā)展以及應(yīng)用前景.首次提出了高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器新概念,即基于正激Forward變換器的電壓源型和基于反激Flyback變換器的電流源型高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?提出并研制了與電網(wǎng)電壓n倍頻(分頻)信號(hào)同步的基準(zhǔn)正弦電路.該電路具有基于全數(shù)字化技術(shù)、輸出電壓與電網(wǎng)電壓n倍頻(分頻)同步、THD小、幅值可調(diào)但不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響、簡(jiǎn)單實(shí)用、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn).提出了電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器雙極性移

3、相控制策略的三種實(shí)現(xiàn)方案、單極性移相控制策略及其三種實(shí)現(xiàn)方案,有效地解決了周波變換器采用傳統(tǒng)PWM控制時(shí)固有的電壓過(guò)沖現(xiàn)象.深入研究了雙極性、單極性移相控制電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器的控制策略、穩(wěn)態(tài)原理特性、以及關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則.采用狀態(tài)空間平均法,建立了變換器平均模型,獲得了變換器的外特性曲線.深入研究了電流源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器的具有輸入電壓極性和工作模式選擇的電壓瞬時(shí)值反饋控制策略、穩(wěn)態(tài)原理特性、以及關(guān)鍵電路參

4、數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,獲得了變換器的外特性曲線.設(shè)計(jì)并研制成功的1kVA 220V±10％(50Hz)/110V(50Hz)雙極性、單極性移相控制電壓源和500VA220V±15％(50Hz)/220V(50Hz)電流源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器原理樣機(jī)表明,這類變換器具有高頻電氣隔離、電路拓?fù)浜?jiǎn)潔、兩級(jí)功率變換(LFAC/HFAC/LFAC)、雙向功率流、功率密度高、變換效率高、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)較高、無(wú)音頻噪音、體積重量小等優(yōu)點(diǎn).對(duì)雙極性與單極性