论文部分内容阅读
两级式单相逆变器广泛应用于低压直流源供电的交通和电力系统中。本文首先介绍了两级式逆变器拓扑结构的分类,比较了常用前级DC/DC变换器和常用后级DC/AC逆变器拓扑的优缺点,最终确定了本文研究的两级式逆变器为前级采用Boost电路、后级采用单相全桥逆变电路。前级Boost电路用于升压完成逆变器输入输出之间的电压匹配,后级全桥逆变电路用于直流到交流转换并给终端负载供电。基于双环控制和数字控制技术的突出优点,本文研究的两级式逆变器系统采用的控制策略为DSP实现的平均电流控制。由于逆变器输出的电压和电流都是交流电,使得输出的瞬时功率中除了有直流分量外,还含有2倍于工频的脉动功率,而系统的输入功率是直流量,从而导致输入输出功率的不平衡。中间直流母线电容作为两级式逆变器前级和后级的解耦电容,承担了系统中存在的2倍频的脉动功率,从而使得母线电容电压中含有二次低频电压纹波。该低频电压纹波会引起母线电容发热从而危及母线电容的运行寿命,会导致逆变输出电压波形出现削顶而产生畸变,还会使得作为直流输入电源的蓄电池、燃料电池、光伏电池等寿命的缩短。为了解决直流母线低频电压纹波所带来的问题,本文提出了3种抑制方法:改变控制器参数的抑制方法、注入二次谐波的抑制方法和输出功率前馈的抑制方法。为了验证所提出的抑制方法的正确性和有效性,本文搭建了一台500 W的两级式逆变器原理样机,实验结果证实了所提出的抑制方法的正确性和有效性。