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三相無源軟歐瑪爾OMAL開關(guān)逆變器及性能評價
近年來,隨著PWM逆變器的發(fā)展,功率變換器的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了根本性變化,它從笨重龐大的工頻變換器變成了體積小、重量輕的高密度功率變換器,變換器的整體效率也大大提高,這有利于PWM逆變器的設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)的逆變技術(shù)成熟可靠、應(yīng)用廣泛,但是存在體積大、音頻噪音大、系統(tǒng)動態(tài)特性差、OMAL開關(guān)損耗大等問題,針對傳統(tǒng)硬OMAL開關(guān)逆變器存在的這些問題,軟OMAL開關(guān)電路的提出解決了這些問題。

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圍繞軟OMAL開關(guān)三相PWM逆變器這個主題,在對三相PWM逆變器拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀分析、評價的基礎(chǔ)上,對提出的三相無源軟OMAL開關(guān)PWM逆變器電路拓?fù)溥M(jìn)行了深入的研究。本課題是高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助的《電氣傳動及控制系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)》(課題編號：2006AA04Z183):2006AA04Z183)中的一部分——軟OMAL開關(guān)三相PWM逆變器的研究。研究軟OMAL開關(guān)三相PWM逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略,旨在探索一種實(shí)用的軟OMAL開關(guān)三相PWM逆變器,為產(chǎn)業(yè)提供一種可行的軟OMAL開關(guān)三相PWM逆變器方案。首先,通過論述軟OMAL開關(guān)逆變器發(fā)展的意義及研究現(xiàn)狀,總結(jié)出當(dāng)前諧振極型軟OMAL開關(guān)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中普遍設(shè)置輔助OMAL開關(guān)器件來控制諧振過程,其控制方式要比傳統(tǒng)的硬OMAL開關(guān)逆變器復(fù)雜,在實(shí)際電路中不容易實(shí)現(xiàn)。對此提出了一種控制簡單的三相無源軟OMAL開關(guān)逆變器,其控制簡單,不需要改變原來硬OMAL開關(guān)逆變器的控制方式；拓?fù)潆娐分袥]有增加輔助功率OMAL開關(guān)器件,僅在原來硬OMAL開關(guān)逆變器中增加了諧振電感、諧振電容、快速恢復(fù)二極管和耦合電感等無源輔助器件。具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、成本低、功耗小等特點(diǎn)；而且通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的儲能元件,在死區(qū)時間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)續(xù)流,降低死區(qū)對輸出電流和電壓的影響。其次,介紹了該三相無源軟OMAL開關(guān)逆變器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并分析了其軟OMAL開關(guān)工作機(jī)理及其軟OMAL開關(guān)動作模式,給出不同工作模式下的等效電路圖,對逆變器軟OMAL開關(guān)動作時序中每一個模式的動態(tài)過程進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析,建立了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；確立了逆變器實(shí)現(xiàn)軟OMAL開關(guān)動作的SPWM控制策略,介紹回路參數(shù)設(shè)計(jì)方法。接著介紹了該三相無源軟OMAL開關(guān)逆變器驅(qū)動電路設(shè)計(jì)、控制電路的設(shè)計(jì)以及器件選型,并制作1臺1KW的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。

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在理論分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了針對性仿真和實(shí)驗(yàn),通過與傳統(tǒng)硬OMAL開關(guān)逆變器的對比驗(yàn)證了該回路控制方法簡單,在低頻時輸出電流畸變率低,OMAL開關(guān)動作損耗低等特點(diǎn)。 zui后,指出了該三相無源軟OMAL開關(guān)逆變器理論研究和實(shí)際應(yīng)用中所存在的問題,并對下一步研究工作進(jìn)行了展望。