论文部分内容阅读
当前，随着电力电子技术的发展，变流装置正向着小型、高效及高频的方向发展。由于传统硬开关逆变器存在着开关应力以及损耗大、开关频率低和谐波干扰大等问题。并且受散热系统设计的限制，硬开关方式下的开关频率难以获得显著提高。又因软开关技术具有开关损耗显著降低、开关频率显著增大及电磁干扰显著减小的优势，故可用于解决以上问题，为此软开关技术已逐渐成为变流技术的重要研究方向。本文主要研究软开关技术在PWM逆变器拓扑中的应用，采用软开关技术之中的零电压转移软开关技术（ZVT, Zero-Voltage-Transition）中的辅助谐振换流极(AuxiliaryResonant Commutated Pole，ARCP)软开关技术。此软开关拓扑的优点为：辅助桥臂的控制策略与主逆变桥的控制方法相互独立互不干扰，基本上能够消除主逆变桥的开关管的开通损耗，使逆变器系统对散热系统及滤波系统的要求降低，并能够改善逆变器的输出状况。本文首先介绍了软开关技术的研究现状，然后详细分析了采用辅助谐振换流极(ARCP)软开关技术的逆变电路拓扑a相的工作过程，并对a相的工作过程在matlab/simulink下进行了仿真。然后对软开关逆变器的控制系统进行了设计，并确定了辅助谐振开关的控制策略。在不同的死区时间、预充电时间、辅助开关占空比、分压电容及负载电流等参数下针对各参数对软开关逆变器的影响进行了仿真分析。计算了主电路还有谐振电路相关参数，然后选取了相关的原件，设计了各开关管的驱动电路、参数检测电路以及其他相关的硬件电路，在DSP上对相关程序模块进行了测试，系统软开关过程基本得到实现。最后研究了软开关逆变器在PMSM交流伺服驱动系统中的作用，分析了交流变频速度控制系统的原理，在matlab/simulink里对交流伺服速度控制系统做了仿真分析；验证了电机使用id=0的矢量控制算法的时侯，选取软开关逆变器组成的交流伺服速度控制系统的可行性。