基于PWM交流調(diào)壓電路的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,電力變換技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,作為電力變換重要組成部分的交流-交流電壓變換在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用和制造行業(yè)中的作用也越來越重要,如工業(yè)加熱、路燈照明節(jié)能、感應(yīng)電機(jī)軟啟動(dòng)等領(lǐng)域。目前交流.交流電壓變換常采用變壓器或者晶閘管相控調(diào)壓器實(shí)現(xiàn),但變壓器一般體積較大、成本較高、觸頭不易維護(hù),而晶閘管相控調(diào)壓器則諧波含量較大、功率因數(shù)較低。此外,盡管變頻器也可實(shí)現(xiàn)交流.交流電壓變換,但由于需要進(jìn)行兩次變換,往往造成交流-

2、交流變換的效率低下、成本過高。由此可見,為提高電能變換質(zhì)量,對(duì)交流-交流調(diào)壓變換的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文研究了一種新型交流-交流調(diào)壓變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)為主要器件實(shí)現(xiàn)交流.交流電壓變換,對(duì)比分析了單周波控制和PI控制在交流調(diào)壓電路中的應(yīng)用。首先,綜述了可控硅交流-交流變換器、交流-直流-交流型變換器和高頻交流-交流變換器的調(diào)壓方式及工作原理。研究了IGBT的開關(guān)特性和各相

3、關(guān)參數(shù)對(duì)IGBT驅(qū)動(dòng)的影響,設(shè)計(jì)了兩個(gè)獨(dú)立電源的驅(qū)動(dòng)電路和硬件死區(qū)電路以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)開關(guān)的可靠驅(qū)動(dòng),并研制了相應(yīng)硬件電路。其次,以交流調(diào)壓電路的雙向電子開關(guān)控制方式及電路動(dòng)態(tài)模型為依據(jù),選取了電路元器件的相關(guān)參數(shù),并實(shí)現(xiàn)了單相交流調(diào)壓變換與三相交流Cuk型調(diào)壓變換。仿真結(jié)果表明,采用上述交流調(diào)壓控制策略可實(shí)現(xiàn)有效調(diào)壓。再次,為了得到穩(wěn)定的輸出電壓,文中在對(duì)單周波控制和PI控制進(jìn)行了理論分析的基礎(chǔ)上,將上述控制策略應(yīng)用于Buck型交流調(diào)壓電路

4、中,仿真結(jié)果表明,這兩種控制策略都可為穩(wěn)定調(diào)壓電路的輸出提供有效支持。此外,對(duì)比了兩種控制策略的特點(diǎn),在輸入電壓發(fā)生突變的情況下,單周波控制下的Buck型交流調(diào)壓電路響應(yīng)速度快于PI控制下的Buck型交流調(diào)壓電路。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)PI控制的Buck型交流調(diào)壓電路的響應(yīng)速度與單周波控制的Buck型交流調(diào)壓電路相當(dāng)。最后,研制了輸入19.3V、輸出9V的小功率樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于單周波控制的交流調(diào)壓電路與基于PI控制的交流調(diào)壓電路相比,電路