毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

随着电力电子技术的迅速发展，SPWM逆变器已在UPS系统中得到广泛应用。为满足小型轻量化的要求，主电路的开关频率越来越高。在理论上，SPWM逆变器输出电压中的谐波分量应该聚集在以开关频率及其倍频数为中心的周围，当此谐波被LC滤波器滤除后，输出电压应为失真度相当小且严格正比于调制比的正弦波形。但在实际应用中，由于死区时间的设置和开关器件固有特性(通态电压降和开关时间)的影响，给输出电压造成了严重的波形畸变和基波电压损失。

电力电子器件是弱电控制强电的核心^[1]，它经历了由半控到全控，电流控制到电压控制这样一个发展过程，目前它正向大功率、高频化、模块化、智能化方向发展。随着逆变器在交流传动、UPS电源和有源滤波中等的广泛应用，以及高速全控开关器件的大量出现，PWM技术已成为逆变技术的核心，因而受到了人们的高度重视。尤其时最近几年，微处理器应用于PWM技术和数字处理器DSP的开发应用，到目前为止仍有新的PWM方式在不断出现。

随着石油，煤和天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越得到人们的重视。利用新能源的关键技术一逆变技术能将蓄电池，太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化成的电能变换成交流电能与电网并网发电。因此逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位^[2]. DC-AC逆变器具有广泛的应用前景，可以应用到如下领域：(1)以直流发电机，蓄电池，太阳能电池和燃料电池为主直流电源的场合，如航空静止变流器，通信静止变流器；（2)以变频或恒频交流电为主交流电源且采用交-直．交变换方案的场合，如飞机变速恒频电源和变频电源；(3)不间断电源(UPS)eP的核心环节逆变器；(4)作为校表台产品的电压，电流标准源电压功率放大器，电流功率放大器；(5)交流电机调速系统的核心环节逆变器。

国内外许多学者在逆变器死区这一问题上进行了许多卓有成效的研究，已经提出了许多种逆变器的死区补偿方法，其中有许多方法已得到实际应用。比较典型的研究有：Murai Y在1985对逆变器死区效应进行了分析，指出变频器因受死区的影响其输出电流波形将产生交越失真，甚至引起系统振荡^[3]。Seung-Gi Jeong详细分析了死区产生的原因和影响，并根据模拟调制和数字调制分别给出死区的硬件电路和补偿方法^[4]。Summers Betz等提出根据相电流极性对每相电流进行预测再进行反馈补偿的方法。Chio W．采用硬件检测电流的极性，再根据反馈量对下一个周期进行补偿^[5]。01iveira指出根据调制波形的幅值，通过改变开关频率对死区进行补偿能较好地抑制谐波^[6]。对幅值较小和无相位误差的死区问题，Leggate提出了基于脉冲技术的补偿，该方法对开关频率、载波频率和负载都单独的，需要对每个载波周期进行采样^[7]。Munoz-Garcia提出的补偿方法是基于相电流过零瞬时检测来进行的^[8]。A1fredo R．提出矢量补偿法，将死区误差电压看成另一个电压矢量，并将它与给定电压矢量进行合成，共同作用于逆变器，用以补偿死区产生的影响^[9]。JungSoo通过在电流过零点加一滞环，在滞环时内使用正常的开关死区保护，在滞环时间外，根据相电流方向只给一个开关器件提供驱动信号来实施补偿^[10]。由于电流采样中的干扰和电流变化的复杂性，Kyu Min Cho提出在电流过零点附近的区域给出两路驱动信号并加入死区及补偿利用PWM关断时刻实现换流时的开关死区保护，可消除开关死区的影响^[11]。Jong-Lick Lin根据全桥电路的开关状态，提出了一种带死区补偿的逆变器数学模型，该模型的特点是具有滞环结构，根据此模型可由一计算公式实现死区补偿^[12]。

国内在逆变器死区方面的研究起步比较晚，持续研究的学者有陈国呈和刘风君等^[13-15]。陈国呈指出由于三相SPWM逆变器每60^o区间中，必有一相电流与另外两相极性相反，在进行补偿时对极性相反的相实行二倍的电压过补偿，使三相电压死区影响相互抵消，从而使线电压波形为正弦波^[14]。吴茂刚，赵荣祥，汤新舟对电压源型空间矢量脉宽调制逆变器的死区效应，提出了一种根据电流矢量判断电流极性的死区补偿方法^[2]。徐先勇，欧朝龙，罗安，方璐，方厚辉研究了一种无电流传感器近似无死区逆变器开关控制方法^[3]。王连芳提出了减小零电流钳位和寄生电容影响的死区效应补偿方法^[4]。王高林，贵献国，于泳，徐殿国介绍了一种应用于永磁伺服系统矢量控制的电压型PWM 逆变器的死区效应补偿方法。

单相全桥SPWM逆变器其控制电路一般采用双极性SPWM调制技术。在理论上，同1桥臂2个开关管的驱动信号应严格互补。由于开关管实际上都存在一定的开关时间，且一般情况下开通时间略小于关断时间。如果将1对严格互补的驱动信号加到同一桥臂的2个开关管上，当1个开关管尚未完全关断时另一个开关即已导通，此时2个管子均处于导通状态，这会造成直流母线短路而损坏开关管。因此，在桥式逆变器中同一桥臂2个开关管的驱动信号应设置死区，将驱动信号的上升沿滞后一段时间Td，待1个开关管完全关断后再开通另1个开关管，从而避免开关过程中桥臂直通现象的发生。

参考文献：

【1】贾正春，马志源，电力电子学．北京：中国电力出版社，2001，112-120

【2】巩瑞春， 单相SPWM逆变器死区效应及其重复控制技术的研究 内蒙古科技大学，2004.