【正文】 ]、電流環(huán)滯環(huán)控制 [12]、 PWM 控制和二維空間矢量控制 [13]和三維空間矢量控制 [14]等 。 我國的三相四橋臂逆變電源設(shè)計(jì)的研究工作，由于受各方面條件的制約，起步較晚，起點(diǎn)較低，但進(jìn)展較快。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，關(guān)于三相四橋臂逆變器的研究日益得到各國學(xué)者的重視，這加速了三相四橋臂逆變器在電力電子各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，除了上面提到的三相四橋臂逆變器和三相四橋臂 APF 之外，還包括三相四橋 臂 PWM 整流器 [8]、無功功率發(fā)生器 [9]及改善電機(jī)運(yùn)行可靠性 [10]等。 1996 年，在 [6]中提出利用三相四橋臂逆變器消除共模噪聲。 1993 年，在 [4]中第一次提到采用脈沖密度調(diào)制策略的電壓源三相四橋臂逆變器，用于 400Hz 航空電源輸出級(jí)，并且提出了逆變器輸出濾波電感電容的設(shè)計(jì)方案。 三相四橋臂逆變電源研究現(xiàn)狀 目前可檢索到的最早的三相四橋臂逆變器應(yīng)用見于 1979 年，用于由晶閘管構(gòu)成的三相電流源逆變器的換流 [2]。具有三個(gè)自由度，可以產(chǎn)生三個(gè)獨(dú)立的電壓，從而使其有能力在不平衡負(fù)載下維持三相電 15 壓的對(duì)稱輸出，有效的處理零序電流和電壓。本課題最后選定三相四橋臂逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種電路拓?fù)渚哂休^高的直流利用率，并且直流輸入電容較小；減小不平衡 負(fù)載時(shí)三相輸出的不對(duì)稱度；逆變器的輸入端采用諧振直流環(huán)節(jié)時(shí)，四個(gè)橋臂的功率管均可實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)。 圖 14 組合式三相逆變電源 （ 5）三相四橋臂逆變電源 三相四橋臂逆變器是在傳統(tǒng)的三相橋式逆變器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)橋臂，該橋臂的作用是形成中點(diǎn)，這樣通過增加一個(gè)橋臂來直接控制中性點(diǎn)電壓，并且產(chǎn)生中性點(diǎn)電流流入負(fù)載，這就增加了一個(gè)自由度，使三相四橋臂對(duì)逆變電源可以產(chǎn)生三個(gè)獨(dú)立的電壓，從而使其有在不平衡負(fù)載下維持三相電壓的對(duì)稱輸出的能力。將三臺(tái)輸出的地連接在一起作為中線，就可以實(shí)現(xiàn)三相四線制的輸出，它不但具有極強(qiáng)的帶不平衡負(fù)載能力，且每相還可以分別控制，具有控制簡單、易實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)、在線熱更換和 N+1 個(gè)模塊冗余技術(shù)等特點(diǎn)，提高了系統(tǒng)可靠性。 （ 4） 組合式三相逆變電源 組合式三相逆變器電路結(jié)構(gòu)如圖 24 所示，它是由三個(gè)單相逆變器組合而成，通過三個(gè)單相變壓器耦合成三相電路。 圖 13 分裂電容三相四線逆變器 這時(shí)，為了防止中點(diǎn)電位的偏移，串聯(lián)電容的容值必須很大，使逆變器的體積和重量增加，而且當(dāng)功率較大時(shí)或者 缺相情況下，電容存在偏壓的問題。 13 圖 12 采用 ?/Y接法的三相逆變電源 （ 3）采用分裂電容的三相逆變電源 它有結(jié)構(gòu)簡單、功率器件較少等特點(diǎn)。但因?yàn)樽儔浩鞴ぷ髟诠ゎl，導(dǎo)致系統(tǒng)體積重量偏大，成本較高。其鐵心為三相芯式鐵心，以減小零序阻抗，變壓器繞組采用曲折接法。 本課題的研究現(xiàn)狀 具有帶不對(duì)稱負(fù)載能力的三相逆變電源 三相三橋臂的逆變電源在帶三相不對(duì)稱負(fù)載的情況下，為了達(dá)到逆變電源能夠輸出 穩(wěn)定、對(duì)稱的正弦波要求，主要有以下幾種三相四線制連接形式： （ 1）采用帶 NFT 的三相逆變電源 三相橋式逆變器的電路結(jié)構(gòu)簡單，采用的器件少，功率管承受母線電壓。如果采用在傳統(tǒng)的三相橋式逆變器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)橋臂用來形成中點(diǎn)的三相四橋臂電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以方便地實(shí)現(xiàn)具有調(diào)壓功能的三相四線輸出，并且具有較高的直流利用率，且控制方法可以比較容易地移植 到現(xiàn)有的數(shù)字變換器平臺(tái)上，有較好的發(fā)展前景。 三相逆變技術(shù)是逆變裝置的關(guān)鍵技術(shù)，在實(shí)際情況中，系統(tǒng)的負(fù)載大多為不對(duì)稱負(fù)載，三相逆變現(xiàn)在面臨的關(guān)鍵技術(shù)在于解決三相逆變器輸出電壓的對(duì)稱性(幅值對(duì)稱和相位 對(duì)稱 )及其帶不平衡負(fù)載的能力。當(dāng)前，電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。另外，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速用變頻器 、 不間斷電源 、 感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置使 用非常廣泛，其電路的核心部分都是逆變電路。但是在一般情況下，太陽能發(fā)電裝置和風(fēng)能發(fā)電裝置輸出的電能形式為直流電，需要將其進(jìn)行 DC/AC 變換輸出穩(wěn)定的交流電才能接到電網(wǎng)，這些轉(zhuǎn)化電能的過程中都離不開逆變電路。 17 第四章 三相四橋臂逆變電源系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ................. 18 三相四橋臂逆變電源系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .................... 19 IV 三相四橋臂逆變電源系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .................... 20 功率主電路設(shè)計(jì) .............................. 21 LC 濾波電路和控制電 路設(shè)計(jì) ..................... 22 實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形及分析 ........................... 23 本章小結(jié) ........................................ 24 結(jié)語 ................................................... 25 參考文獻(xiàn) ............................................... 26 致謝 ................................................... 27 11 第一章 緒論 隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速 發(fā)展，地球上的石油煤礦等一次性能源已被人類消耗殆盡。 16 本章小結(jié) 15 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn) 14 正序、負(fù)序和零序分量的控制策略 13 正負(fù)零序分量的平均模型 12 對(duì)稱分量法的理論與實(shí)現(xiàn)方法 I ABSTRACT ??????????????????????????? II 第一章 緒論 ............................................. 1 本課題研究背景以及研究意義 .......................... 2 本課題的研究現(xiàn)狀 .................................. 3 具有帶不對(duì)稱負(fù)載能力的三相逆變電源 ............. 4 三相四橋臂逆變電源研究現(xiàn)狀 .................... 5 本課題的主要研究內(nèi)容 ............................... 6 第二章 三相逆變器的數(shù)學(xué)模型 .............................. 7 在 ABC靜止坐標(biāo)系中建立三相三橋逆變器的數(shù)學(xué)模型 ......... 8 在 ABC靜止坐標(biāo)系中建立三相四橋臂逆變器的數(shù)學(xué)模型 ........ 9 三相四橋逆變器在 dqo 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型 ............ 10 本章小結(jié) ........................................ 11 第三 章 三相四橋臂逆變電源的控制策略 同時(shí)本文給出了控制器設(shè)計(jì)的詳細(xì)推導(dǎo)和軟件實(shí)現(xiàn)方法。 本文構(gòu)建了基于瞬時(shí)對(duì)稱分量法下四橋臂逆變器的平均模型，該逆變器在帶三相不平衡負(fù)載的情況下，可以提供三相對(duì)稱電壓。三相四橋臂逆變電源可以在三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)保持三相輸出電壓的對(duì)稱輸出，且具有系統(tǒng)容量小成本較低的優(yōu)點(diǎn)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論 文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 I 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長） ： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 I 三相四橋臂逆變