三相逆变器 软开关技术
DCAC三相软开关PWM逆变器的研究
DC/AC三相软开关PWM逆变器的研究1 引言常规的pwm逆变电路, 由于电力电子开关器件在大电压下导通，大电流下关断，处于强迫开关过程，因而存在开关损耗大，工作频率低、体积大及电磁干扰严重等缺点。
而软开关技术利用电感、电容谐振，为开关器件创造零电压、零电流的开关条件, 使器件在开通关断的过程中，电流和电压的重叠区域减小, 电流和电压的变化率减小, 有效地降低了电磁干扰，并且可使逆变器工作在较高频率下, 减小输出滤波电压电容的体积, 从而可减小整个装置的体积，提高性能。
谐振电路的形式种类很多，本次研究采用了直流环节逆变电路的形式。
并将pwm调制技术与软开关技术相结合，利用单片机和大规模pwm集成芯片，设计了一个用于异步电机驱动的三相spwm调制型的开环vvvf控制的软开关逆变器电路的控制方案，对几个关键性电路的工作原理作了较为详细的分析说明，给出了部分实际电路形式和运行结果。
2 直流环节谐振主电路直流谐振电路如图1所示。
图1 谐波直流环节主电路其中直流谐振环节的开关元件由三相逆变桥的6个开关代替。
通过同时导通同一桥臂的两个开关来短接直流电路，所以这里的开关元件成为一个等效元件。
它的工作原理为:在直流电源与三相逆变电路之间接谐振元件的电感和电容，形成谐振槽路。
这样输入逆变桥的电压不再是直流电压，而是变为频率较高的谐振脉冲电压，它周期性地在谐振峰值与零电压之间振荡，从而产生零电压时间间隔，为三相逆变桥创造出零电压通断条件。
简化后的谐振直流电路如图2所示。
电路工作分两个阶段:图2 rdcli等效电路模型第一阶段:开关sr接通，电容两端电压为零，直流电源对电感进行预充电，近似的按线性规律增加。
结束时，其中为保证谐振正常进行的阈值电流，这段时间为。
第二阶段:开关sr断开，电容两端电压开始增加，电路进行谐振。
当电容电压再次过零点时，一个谐振周期结束。
开关sr再次接通，进入下一个周期。
通过分析可得出谐振电流电压方程为:式中，这种电路的主要特性是:拓扑结构简单，控制策略相对来说容易实现;但谐振峰值电压较高，是直流侧供电压的两倍，逆变桥中的开关器件需承受2～3倍的直流母线供电电压。
ZVT软开关三相PWM逆变器的研究的开题报告
ZVT软开关三相PWM逆变器的研究的开题报告一、选题背景和意义随着电力电子技术的发展，逆变器逐渐成为各类电能质量控制设备的重要部分。
其中，PWM逆变器是一种被广泛应用于交流电动机驱动、光伏逆变等领域的主流逆变器。
而在PWM逆变器中，软开关技术因其能够有效地减少开关过程中的电磁干扰而备受瞩目。
在众多软开关逆变器技术中，ZVT技术是一种成熟度较高的技术。
ZVT软开关技术可以有效地降低逆变器开关器件的损耗，提高逆变器的效率和可靠性。
这种技术的应用对于当前智能电网、电气化和电机控制等领域的发展有着非常重要的意义。
因此，本文将从ZVT软开关三相PWM逆变器的研究入手，探究其在电力电子技术领域的应用和发展前景，对于推动电力电子领域技术的发展具有一定的理论和实践意义。
二、研究内容和方法1. 研究内容本文将以ZVT软开关三相PWM逆变器为研究对象，阐述其原理和工作方式，并深入探究其在不同应用场景下的优势和局限性。
重点研究内容包括：（1）ZVT软开关技术的基本原理和实现方法。
（2）三相PWM逆变器的基本原理和实现方法。
（3）ZVT软开关三相PWM逆变器的设计和实现。
（4）ZVT软开关三相PWM逆变器在电气化、光伏发电等领域的应用。
（5）ZVT软开关三相PWM逆变器的性能评估和比较分析。
2. 研究方法本文将采用文献综述法、仿真分析法和实验研究法相结合的方法进行研究。
具体方法如下：（1）文献综述法：通过查阅大量相关文献资料，全面了解ZVT软开关三相PWM逆变器的相关知识和研究现状，为后续的实验和仿真分析提供参考。
（2）仿真分析法：采用PSIM等仿真软件对ZVT软开关三相PWM逆变器的工作情况进行模拟和分析，验证其电路设计的可行性和稳定性，并深入研究其性能表现。
（3）实验研究法：搭建ZVT软开关三相PWM逆变器的实验平台，测试其输出电压、电流、功率等性能指标，并与传统三相PWM逆变器进行性能比较分析。
三、预期研究成果通过本文的研究，预期可以得到以下成果：（1）对ZVT软开关三相PWM逆变器的工作原理和实现方法有更全面的了解。
三相FMSPWM软开关逆变器分析与设计
2007年 3 月电工技术学报Vol.22 No. 3 第22卷第3期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2007三相FMSPWM软开关逆变器分析与设计朱忠尼1陈坚1王荣2（1. 华中科技大学电气与电子工程学院武汉 4300742. 空军雷达学院武汉 430019）摘要针对双极性FMSPWM逆变器只能用于单相变换器的问题，提出了一种三相FMSPWM 软开关逆变器拓扑结构，分析了三相FMSPWM实现软开关的原理，提出了最佳载波频率公式，对电路中主要元件参数进行了设计。
实验结果证明了该电路能实现三相逆变器开关管的软开关、改善输出波形质量。
关键词：软开关调频调宽逆变器中图分类号：TM461Analysis and Design of Three-Phase FMSPWM Soft-Switched InverterZhu Zhongni1 Chen Jian1 Wang Rong2（1. Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China2. Air Force Radar Academy Wuhan 430019 China）Abstract Because bipolar FMSPWM inverter can only be used in single-phase converter, this paper proposes a kind of circuit topology structure of three-phase inverter soft-switch and analyses the principle of the circuit, proposes the best carrier-wave frequency formulas and designs the main component parameter. The experimental results verify that the circuit mentioned above can realize the soft-switching, improve the quality of output wave.Keywords：Soft switching, modulating frequency and width, inverter1引言DC/AC正弦波逆变器是电力电子技术的最重要分支之一，也是应用最为广泛的一种电力电子装置。
三相PFC和软开关技术在变频器中的应用
三相PFC和软开关技术在变频器中的应用沈锦飞;丁杨【摘要】Based on traditional inverter, the paper proposed a new circuit with power factor correction and soft-switch technology, which improves the power quality of grid and reduces power consumption. Power factor correction uses a dual switch PFC circuit with a new CCM model and provides a stable DC voltage source with low EMI and is suitable for high power. Behind that a zero-voltage turn-on circuit which consists of three auxiliary switches and LC resonant circuit is adopted. It is easy to control. At last, the paper verified its ability to test with inductive loads by software simulation.%将三相功率因数校正和软开关技术与传统变频器结合,提出了一种新颖的电路结构,在变频调速的同时,改善了电网,降低功耗.前端使用三相双开关PFC 电路,结合一种新颖的CCM控制模式,为直流侧提供稳定的电压源,EMI小且适用于大功率,后端的零电压导通电路使用三个辅助开关与LC谐振电路,降低了控制难度以及逆变侧开关的负荷,并通过仿真验证.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2011(023)006【总页数】4页(P92-95)【关键词】功率因数校正;双开关;软开关;零电压导通【作者】沈锦飞;丁杨【作者单位】江南大学电气自动化研究所,无锡214122;江南大学电气自动化研究所,无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TN773目前工业上通用的变频器存在功率因数低(约为0.6～0.7)，开关损耗大等问题，对电网的危害严重[1]。
三相软开关PWM逆变器载波方式的选择
三相软开关PWM 逆变器载波方式的选择Carrier Selection for a Three phase Soft Sw itching PWM Inverter 陈国呈 周勤利 孙承波(上海大学机电工程与自动化学院 200072)谷口胜则(大阪工业大学电气科 日本 535 8585)C hen Guocheng Zhou Qinli Sun Chengbo (Shanghai University 200072 China)Katsunori Taniguch (Osaka Institute of Technology)摘要 详细阐述不同载波方式对PW M 逆变器输出特性的影响。
指出三角载波用于硬开关PWM 逆变器时,由于死区时间的影响,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分;软开关PWM 逆变器如果也采用三角载波,则不但难以控制谐振电路的起振时间,而且谐振电路损耗大,直流电压的利用率低;硬开关PW M 逆变器采用锯齿载波调制,必将导致严重的电流波形失真;软开关PWM 逆变器交替使用正负斜率锯齿载波,不但谐振电路的起振时间容易控制,而且不会导致由死区时间引起的输出电压电流波形的失真。
国家自然科学基金(59977012)及台达电力电子科教发展基金资助项目。
陈国呈 男,1944年生,教授,博士生导师,主要从事电力电子变换与电机驱动控制等。
周勤利 男,1970年生,工程师,主要从事电力电子变换与电机驱动控制等。
关键词:软开关 谐振 零电压 零电流 死区时间中图分类号:TM464Abstract In this paper the influence of different carrier waveforms on the output characteristics of PW M inverter is described in detail.When a triangular carrier waveform is used in hard switching PWM inverters,there will be harmonics in the neighborhood of the output frequency of the inverter output voltage and current due to the dead time.The triangular carrier wa veform used in soft switching PW M inverter will cause difficul ties in controlling resonance trigger time,higher loss in the resonant circuit,and lower usage of the DC bus volta ge.If a saw tooth carrier is used in hard switching PWM inverter,there will be severe distortion in the current waveform.When saw tooth carriers with alternative positive and negative slopes are used in soft switching PW M inverters,the resonance trigger time is easy to control,and distortion in the output volta ge and current caused by the dead time will not appear.Keywords:Soft switching,resonance,zero voltage switching,zero current switching,dead time1 引言近年来,随着人们对绿色电源治理的高度重视,一个围绕着提高功率因数、减少谐波污染、抑制电磁干扰的电力电子变换技术研究正成为众多中外专家的研究热点。
浅谈软开关技术在三相逆变器中的应用
一传统三相硬开关逆变器现状 传统硬开关逆变器在开通和关断的过程中开关管中往往 伴随有电压和电流的交叠"而交叠面积又随着电压电流等级的 增大而增大"进而产生更严重的开关损耗$ 为减小开关损耗" 传统大功率逆变器不得不采用低的开关频率"这样又造成储能 及滤波元件在重量和体积上增大"同时对系统的动态响应性能 也造成影响$ 此外"电路中分布的杂散电感和电容在开关过程 中振荡产生尖峰电压和尖峰电流"对功率器件的运行环境造成 恶化"而且还会加剧电磁干扰"进一步降低了系统的可靠性$ 目前在硬开关逆变器中常采用缓冲吸收电路来解决电压电流 应力过大和开关损耗问题"本质上并没提升系统的效率$ 采用
关键词软开关三相逆变器开关损耗
55随着现代电力电子技术的发展"变流器装置已广泛应用在 大功率传动和新能源发电等领域$ 传统硬开关变流器在这些 大功率场合中存在功率密度低"开关损耗大和可靠性差等问 题$ 如何利用软开关技术解决上述问题"实现其高开关频率# 高功率密度#低开关损耗和低电压应力具有重要意义$
第十七讲 逆变电路(三)及软开关概述
V an V bn V cn V an
. . . . . V ab 3V an (V an V bn V cn ) V ab V ca . V ca
. .
据基尔霍夫电流定律星形负载中流入 Van Vbn Vcn 0 V V V 0 an bn cn Z Z 负载中点n的电流总和为0，有右式 Z . 成立 1 .
3 . 1 . . V an (V ab V ca ) . 1 . V cn (V ca V bc ) 3 3 3 第4章 直流/交流变换器（逆变器）
.
V bn
(V bc V ab )
.
负载电压波形
负载星形连接时： V an V bn V cn
. . . . 1 . (V ab V ca ) 3 . 1 . (V bc V ab ) 3 . 1 . (V ca V bc ) 3
星形负载时负载输出波形为互差 120°的 Van ， Vbn，Vcn，傅里叶级数为 2 1 1 1 1 v AN (t ) VD sin t sin 5 t sin 7 t sin 11 t sin 13 t 5 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 7 11 13 4
N
图5-22 三相电压型二重逆变电路
UU1(UA1) UUN UA21 UU2 -UB22
图5-23 二次侧基波电压合成相量 图5-23 图
多重逆变电路
T1为Δ/ Y联结，线电压变比 1: 3 为 （一次和二次 绕组匝数相等） T2一次侧Δ联结，二次侧两 绕组曲折星形接法，其二 次电压相对于一次电压而 言，比 T1 的接法超前 30°， 以抵消逆变桥 II 比逆变桥 I 滞后的30°。这样，uU2和 uU1的基波相位就相同
性能优良的高频软开关三相逆变电源
电力电子技术
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5(6.0 7).890(:;8<
完全相同， 因此只需 分析其中一相。 设 箝 位 电 容 !8 和吸收电容 !0 足够 大，分别用电压源 "!8+"!0 表示；可以将 整个逆变桥负载看 成是高频脉冲直流 环节电路低频交变 的负载， 可近似认为 低频交变的负载在 每个高频 5=> 开关 周期内恒定不变 + 用 电流源 #$? 表示。图 $ 图 4 每个开关周期等效电路及 示出每个 5=> 开关 周期内， 占空比扩展 其稳态原理波形 有源箝位正激式高 —变压器磁化电流 图中 #1D —— —逆变桥等 效 续 流 回 频 脉 冲 直 流 环 节 电 ’E? —— 路 路等效电路及其原 —— +， *—面积， +N* 理波形。每个 5=> 开关周期包含了 @ 个工作模态： （A）%%!%AB %% 时刻， ’C 开通+ #$D 线性上升， ’E 和 ’E0 导通、 ’E? 截止； （4）%A!%4B %A 时刻， ’C0 开通， ’E 导通， ’E? 截止； （!）%4!%!B %4 时刻， ’C 关断， ’C0 继续导通， &0 开 始对负载供电， ’E 承受反压截止， ’E? 仍截止， $D 和 使 #$D 先增加后减小， &< 谐振， ’F< 上升； （G） %!!%GB %! 时刻， ’F< 上升到箝位电压 "&8H";+ ’E8 开通， $D 与 &8+&< 之间谐振， "&8 基本保持恒定， #$D 线性下降； （&）%G!%&B %G 时刻， 随后 #$D 变负， #$D 为零， ’C8 导 通， 并实现了 I’C 开通； JKL %&!%KB %& 时刻， ’C0 实现了 I’C 关断， ’E 仍截 止， #$? 经 ’E? 开始续流； （M） %K!%MB %K 时刻， ’C8 关断后， $D 与 &< 谐振， #$D 继续反向增大， 负载 #$? 仍经 ’E? 续 &< 放电， ’F< 下降， 流； （@）%M!%@B %M 时刻， 空载或 ’F< 下降到 ";+’E 开通， 轻载时， 即 %@ 时刻 ’C 开通， ’F< 可降为零， ’C 实现了 重载时， 且为 I’C 开通； ’F<N";； %@ 时刻， ’C 再次开通， 硬开通。 !"#
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三相逆变器中应用的软开关技术主要涉及零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）。
软开关技术通过在电路中加入缓冲电感、电容，利用电感、电容的谐振作用，使功率开关器件两端电压或电流为零，从而降低开关损耗和电磁干扰。
此外，软开关技术还可以提高电力电子变换器的效率，降低电磁干扰和工频电磁噪声，提高开关管的可靠性。
软开关拓扑结构随着微型逆变器在商业应用中不断增加而不断发展，其中三相微型逆变器克服了单相微型逆变器的缺点，如三相功率不平衡，需采用电解电容来实现功率解耦等。
在三相逆变器中应用软开关技术，主要是将两电平逆变器的软开关拓扑（谐振极型逆变器和谐振直流环节逆变器）拓展到三电平逆变器中。
软开关技术的优点使其成为新能源转换中的核心部件，逆变技术一直是新能源研究的重点。
现代社会对电网品质要求不断提高，以及对逆变器小型化、高效化、低谐波污染的要求，简单的两电平逆变器已难以满足这些要求。
而采用H电平逆变器具有输出电压质量高、电流谐波含量少、更加高效等优点。
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