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基于双PWM变换电力电子变压器的研究

作　者: 付本贺
导　师: 牟宪民
学　校: 大连理工大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 电力电子变压器 PWM整流 空间矢量脉冲宽度调制
分类号: TM42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着电力电子器件制造技术的不断发展以及现代电力电子技术的日渐成熟,人们将现代电力电子技术与变压器技术有机的结合起来,提出了一种新型的电力变压器——电力电子变压器(Power Electronic Transformer—PET)。PET除了具备传统变压器电压变换、电气隔离及能量传递等基本功能外,其突出的特点是可以灵活地调整输入电流、输出电压及输入功率因数。正是由于这些优点,将PET应用到电力系统中可以改善电力系统的电能质量,提高系统供电的可靠性,便于分布式电源的整合和接入,有助于智能电网的建设。因此对PET进行深入研究具有十分重要的理论意义和实际价值。本文首先介绍了PET的研究背景与国内外研究现状,在分析了PET几种典型的实现方案的基础上,给出了一种基于双PWM变换的AC/DC/AC型PET,这种PET由输入环节、隔离环节和输出环节三个主要部分组成,其中PET的输入环节为三相电压型PWM整流电路,其输入电流、输出直流电压均可控且可实现单位功率因数控制。隔离环节选用高频变压器,其一次侧为单相全桥逆变电路,二次侧为不控整流电路。输出环节为三相电压型逆变电路,采用空间矢量脉冲调制方法来实现三相电压的输出。本文进一步研究了PWM整流电路的基本原理与工作方式,并建立了三相电压型PWM整流电路的数学模型,分析了具体的控制策略和调制方法。最后基于Matlab建立了输入环节、输出环节及整个系统的仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性。在理论分析的基础上,设计了PET系统的硬件电路,主要包括系统主电路、IGBT驱动电路、反激供电电源、信号采样调理电路及控制部分的硬件电路；设计了PET系统的软件控制程序流程,包括输入环节的控制程序,中间隔离部分控制程序和输出环节的控制程序等。实验结果表明PET可以实现输入电流的正弦化且单位功率因数的控制。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变压器：按作用性能分
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