单相级联逆变器研究

本文主要研究一种用于模板化航空静止变流器的单相级联逆变器,介绍了级联逆变器的拓扑结构和工作原理。对几种常见的PWM调制技术进行比较,选用倍频载波移相调制技术,采用该技术的级联逆变器等效开关频率高,输出波形正弦度好,可以大幅减小滤波器体积。为了兼顾级联逆变器的稳态性能和动态性能,本文提出一种采用电压有效值反馈、电压瞬时值反馈和电感电流瞬时值反馈的三环控制方案,对其进行参数设计,并利用Matlab软件对逆变器进行仿真。根据控制方案设计了采用数模混合方案的控制电路,电压有效值环采用DSP控制,电压瞬时值环和电流内环采用模拟电路实现,并基于复杂可编程逻辑器件CPLD设计了载波移相电路和死区产生电路,简化控制电路。设计了一台级联逆变器实验样机,实验研究验证了该逆变器稳定性及外特性良好,动态响应快。 为了简化模板化航空静止变流器的前级直流环节的结构,本文最后还对一种半桥软开关直流变压器电路进行了研究,该电路具有结构简单,实现软开关效果好、开关管工作应力小、效率高和工作可靠等优点。对前级采用直流变压器模块的级联逆变器的工作情况进行仿真,结果表明级联逆变器能够输出满足要求的电压,但对逆变器控制环节的稳压能力要求较高。