DC-DC变换器与DC-AC逆变器连接问题的研究
风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究
风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究摘要：风电、光伏发电系统具有天然的波动性与随机性特点，使发电系统风险评估难度增加。
为提升规模化新能源的并网消纳能力，需要在电网中配置灵活性储能，并进行发电机组深度调峰。
“风光热储”是近几年多种新能源互补发电的新模式，以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题，并提高能源利用率，实现清洁发展。
为此，研究了光热电站的运行机理和工作模式。
本文建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型，以高优先级优化匹配调度曲线的程度，以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力。
关键词：风电；光伏；光热发电系统；联合；优化运行引言加快发展新能源被认为是优化我国能源结构、促进生态文明建设和经济社会可持续发展的重要战略措施。
在目前“双碳”目标的背景下，削减煤炭直接消费、降低煤炭在一次能源消费中占比、摆脱对煤炭的高度依赖是必然趋势，而大力发展风力、光伏等新能源发电是实现该目标的重要方式。
提高风电和光伏的入网水平成为发电系统发展的主要趋势，而风力、光伏发电的波动性和随机性为电力系统风险评估增加了难度。
1火电机组深度调峰成本计算模型为应对大规模具有随机性、波动性和间歇性的新能源并网，火电机组将面临深度调峰运行新工况，需要建立考虑火电机组深度调峰的成本计算方法。
火电机组的调峰过程根据其出力状态，分为基本调峰阶段和深度调峰阶段。
而深度调峰阶段按照调峰深度与燃烧介质又分为投油深度调峰阶段和不投油深度调峰阶段。
其中，P max为机组出力最大值，Pmin为基本调峰阶段机组出力最小值，P b为不投油深度调峰阶段机组出力最小值，P a为投油深度调峰阶段机组出力最小值。
对于基本调峰阶段，火电机组的调峰成本主要包括燃料成本和启停成本，一般采用二次方公式对煤耗与运行负荷的关系进行拟合。
机组运行在深度调峰阶段时，火电机组运行煤耗会有较大增加。
为了考虑火电机组深度调峰运行工况对煤耗的影响，对于深度调峰阶段，引入火电机组出力的三次方函数描述火电机组的燃料成本。
第6章DC-AC变换技术
由于D2、D3(或D1、D4)续流，电压形成一个与导通期间伏秒积相等的负(正)的面积。如果Q1和Q4（Q2和Q3）导通时间超过Ts/4，波形导通时间变化的影响。由此可见，全桥逆变器在感性负载时不宜采用双极性控制方式。 vAB的有效值和瞬时值为： ——为输出电压角频率。 当n=1时，其基波分量的有效值为： 显然当电源电压和负载不变时，其输出功率是半桥电路的4倍。
图6-6 逆变器输出瞬时电压和电流曲线
图6-7 四象限工作情况
图6-8 反并联二极管
3 、逆变器波形指标 实际逆变器的输出波形总是偏离理想的正弦波形，含有谐波成分，为了评价输出波形的品质质量，从电压角度引入下述几个参数指标： 1）谐波因子（Harmonic Factor） 第n次谐波因子HFn定义为第n次谐波分量有效值同基波分量有效之值比，即 2）总谐波（畸变）因子THD (Total harmonic distortion factor) 该参数表征了一个实际波形同基波分量的接近程度。输出为理想正弦波的THD为零。 3）畸变因子（Distortion factor） 总谐波因子指示了总的谐波合量，但它并不能告诉我们每一个谐波分量的影响程度，畸变因子定义： 对于第次谐波的畸变因子定义如下：
图6-13 方波逆变器输出频谱
因此，我们得出方波逆变器输出的频谱图，如图6-13所示，并有以下结论： （1）方波逆变器输出的方波谐波幅度随着n的增加而减小，其减小系数为1/n； (2)偶次谐波不存在； (3)最低次谐波为3次谐波； (4)由于基波和谐波频率差较小，低通滤波器设计相当困难。 图6-14为方波的各次谐波时域图。
图6-12 全桥电路移相控制方式的工作过程
3傅立叶级数、方波逆变器输出谐波 1)傅立叶级数 傅立叶级数是研究和分析波形形状的工具。为了分析方便，把傅立叶级数的基本定义、概念叙述如下。 在实际问题中，除了正弦函数外，还会遇到许多非正弦的周期函数，为了研究非正弦的周期函数，将周期函数展开成由三角函数组成的级数，即将周期为 的周期函数用一系列三角函数 之和来表示： 其中 都是常数。
《新能源汽车驱动电机系统检修》期末试卷(含答案)
共6页，第1页共6页，第2页班级：_______________ 姓名：_______________ 学号：_______________密------------------------封-----------------------线------------------------外------------------------不------------------------准------------------答-----------------题《新能源汽车驱动电机系统检修》试卷202 - 202 学年第 学期（A 卷，闭卷） 时间： 100分钟分）1.P 挡加油发电受 SOC 、 电池温度 、 电池电压 、 BSG 电机本身 等因素影响，当条件不满足时，P 挡加油发电功能将不可用。
2.电机控制系统的控制中心又称 功率模块 ，以 IGBT 模块 为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路，对所有的输入信号进行处理，并将电机控制系统的运行状态信息通过 CAN 网络 发送给整车控制器，同时也会储存故障码和数据流。
3.电机缺相是电机内部某一相或两相由于某种原因 不通电或者电阻值较大 导致的现象。
4.电机位置传感器负责监控 电机转子位置 ，为电机控制提供位置信号。
电机位置传感器采用 旋转变压器 结构。
5.检查电机控制器蓄电池正极柱头熔断丝是否熔断时，拔下蓄电池正极柱头熔断丝，检查熔断丝是否熔断，熔断丝额定容量为 150 A 。
6.能量回收系统也称 制动能量回收系统 或再生制动，其功能是在减速制动（或下坡）时将新能源汽车的部分 动能 转化为 电能 ，并将电能储存在储存装置中。
7.驱动电机系统可通过有效的控制策略将动力电池提供的直流电 转化为 交流电 ，实现电机的 正转以及反转 控制。
8. 电机驱动系统 是电动汽车的核心组成部分，其主要由电机、 功率变换器 、电机控制器和 动力电池 构成。
二、单选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选项填写在对应题号的答题框内。
dc转ac电路原理
dc转ac电路原理
直流（DC）转交流（AC）电路是一种能将直流电转换为交流
电的电路。
它主要由直流电源、转换器、滤波器和输出负载四部分组成。
直流电源：直流电源提供稳定的直流电，通常通过整流电路将交流电源转换成直流电，并通过电容器储存电荷。
转换器：转换器是直流转交流电路的核心部分。
它包含一个或多个开关元件（如可控硅、晶体管和MOSFET）以及相应的
驱动电路。
转换器的工作原理是通过定时打开和关闭开关元件，将直流电源的电能转换成交流电能。
开关元件的周期性操作使得直流电源产生像正弦波一样的交流电信号。
滤波器：由于转换器输出的交流电信号由脉冲组成，在输出端产生了很多谐波成分。
为了滤除这些谐波并使输出信号接近理想的正弦波形态，需要添加滤波器。
滤波器一般由电感和电容组成，通过选择适当的元器件参数可以实现对谐波的滤除。
输出负载：输出负载通常是指将交流电路连接到需要供电的设备或装置上。
负载的特性和功率需求会影响到电路设计和转换器的选择。
通过以上四部分的协作，直流转交流电路可以将直流电源转换为交流电，并提供给负载使用，满足设备对交流电的需求。
这种转换电路在一些特定的应用领域，如可调速电机驱动和太阳能发电系统中得到了广泛应用。
AC-DC转换器的工作原理
AC/DC转换器的工作原理AC-AlternaTIngcurrent是交流的意思，DC-Directcurrent是直流的意思，AC/DC 变换是将交流变换为直流，AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的设备，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
一：AC/DC转换器的工作原理-工作原理交流电转换为直流电称为整流，而直流电转换为交流电称为逆变。
逆变要比整流复杂得多。
常用的有两种方法，一种是先通过SPWM方式，调制出正弦波波形（如果方波也可以的话，这步可以省略），然后通过一个H桥切换输出电压极性，这要求H 桥的切换与SPWM电路同步，技术上较复杂但这种方式的效率好像很高，所以不少逆变器都是这种方式。
将直流电源转变为交流电使用的设备就是叫“逆变器”原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管，利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流（起振）而变为交流输出，如果需要比较“严格”的电流输出波形，则还要接入有关电子元器件，组成对输出波形进行整形的电路。
一般通过二极管整流电路或电子开关电路，都可将交流电转换为直流电。
AC/DC转换器的工作过程图整流电路，是将工频交流电转换为脉动直流电；滤波电路，将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分；稳压电路，采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
1整流--即把交流调整成直流，换句话就是使交流的正玄波调整到的X轴上方。
但是现在还只是脉冲的。
主要元件是二极管。
整流方式：全波整流（桥式整流，有专门的元件或用4个二极管）、半波整流（x以下的波损失掉，电流不是连续的。
用一个二极管做）。
2滤波--把波形调整成平稳的直流（可用电容）另：根据需要的电压，可以在整流之前做变压。
一般来讲整流电路有如下几种方法：半波整流电路：半波整流就是利用二极管的单向导电性能，使经变压器出来的电压Vo只有半个周期可以到达负载，如下：单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管具有单向导电性。
DC_AC变换技术
输出电压波形是怎样的？
❖ 3傅立叶级数、方波逆变器输出谐波 ❖ 在实际问题中,除了正弦函数外,还会遇到许
多非正弦的周期函数,为了研究非正弦的周 期函数,将周期函数展开成由三角函数组成 的将级周期数函. 数展开,它的物理意义是很明确的,即把一
个比较复杂的周期运动看成是许多不同频率的简谐 振动叠加.
f(t)A0 Ansint(n) n1
方波的各次谐波
f(t)A0 Ansint(n) n1
逆变器输出
A1si nt(1)
基波
3次 谐 波
A3sin 3(t3)
5次 谐 波
A5sin 5(t5)
基波为1
3次 谐 波 为 0.33 5次 谐 波 为 0.2 7次 谐 波 为 0.14 9次 谐 波 为 0.11 11次 谐 波 为 0.09
C
Q1 V
in
D1
Q2
A
Z
D2
QQ 14
VAB
Vin B
Q2 Q3
Q1Q4 t
Q4
D 3
Q1 D2
V AB
Q3
D 4
Q2 D1
t
Q
3
D3
Q
4
D4
iR
i L
Ton Ts /2
t Ts
Ton Ts /2
T
(a)
(b)
(c)
B 控制方式有双极性控制、有限双极性控制和移相控制三种. B图为双极性控制
数量关系
Qv2ADB1T20Q10tT20
Vin2 4
2 dt
Vin 2
其瞬时值表达式为：
t i L
t Ts
t
vABn1,3,5...2nVinsinnt
第5章直流-交流(DC-AC)变换1剖析
第5章 无源逆变电路
5.1 逆变器的性能指标与分类 5.2 逆变电路的工作原理 5.3 电压型逆变电路 5.4 电流型逆变电路 5.5 逆变器的SPWM控制技术
5.2.2
逆变电路的工作原理
1、主要功能: 将直流电逆变成某一频率R为逆变器的输出负载。 电当压开u关0=TU1、d；T4闭合，T2、T3断开时，逆变器输出
2、无源逆变：
1）定义：逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到 负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交 流电供给负载，
2）应用：它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源 等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。
5.1.1 逆变器的性能指标
（1）谐波系数HF（Harmonic Factor）
其中， 为2输f s出电压角频率。
当 n=1时其基波分量的有效值为: (5.3.2)
U O1
2U d
2
0.45Ud
(5.3.3)
图5.3.1 电压型半桥逆变电路 及其电压电流波形
5.3.1 电压型单相半桥逆变电路
优点： 简单，使用器件少； 缺点： 1）交流电压幅值仅为Ud/2； 2）直流侧需分压电容器； 3）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要 接LC滤波器，输出滤波器LC滤除逆变器输 出电压中的高次谐波。 应用：用于几kW以下的小功率逆变电源；
① 非谐振式逆变电路 ② 谐振式逆变电路
5.1.3
逆变电路用途
逆变器的用途十分广泛：
• 1、可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流 电动机调速。
2、可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为 不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，通信等 辅助电源也要用CVCF电源。
双向DC-AC变换器控制策略研究
双向DC-AC变换器控制策略研究双向DC/AC变换器是一种能够将直流电能转换为交流电能，同时也可以将交流电能转换为直流电能的电力转换装置。
它在能源转换领域具有重要的应用价值，广泛应用于电力系统、电动车辆、可再生能源等领域。
为了实现双向DC/AC变换器的有效控制，研究人员提出了一系列控制策略。
其中，基于PWM控制的策略是最常用的一种。
PWM控制是通过调节开关器件的开关状态和开关频率，来实现对输出电压和电流的精确控制。
双向DC/AC变换器的PWM控制可以分为两个方向：正向控制和反向控制。
正向控制是指将直流电能转换为交流电能的过程。
在正向控制中，PWM控制策略主要包括电流控制和电压控制两种方式。
电流控制是通过控制开关器件的导通时间和导通频率，来稳定输出电流。
电压控制则是通过调节输出电压的幅值和频率，来实现对输出电压的精确控制。
反向控制是指将交流电能转换为直流电能的过程。
与正向控制类似，反向控制也可以采用电流控制和电压控制两种方式。
电流控制是通过控制开关器件的导通时间和导通频率，来稳定输出电流。
电压控制则是通过调节输出电压的幅值和频率，来实现对输出电压的精确控制。
除了PWM控制策略，还有一些其他的控制策略也被应用于双向DC/AC变换器的控制中。
例如，基于谐振频率的控制策略可以提高系统的效率和稳定性，基于预测控制的策略可以实现对输出波形的精确控制。
这些控制策略的研究，为双向DC/AC变换器的应用提供了更多的选择和改进。
综上所述，双向DC/AC变换器的控制策略研究是一个重要的课题。
通过不断改进和优化控制策略，可以提高双向DC/AC变换器的性能和效率，进一步推动其在能源转换领域的应用。
未来，我们可以继续深入研究控制策略，探索更多创新的方法和技术，以满足不断增长的能源需求和环境保护的要求。
DC-AC逆变器DC-AC逆变器的基本原理
DC/AC逆变器,DC/AC逆变器的基本原理背景知识：DC/AC逆变技术能够实现直流电能到交流电能的转换，可以从蓄电池、太阳能电池等直流电能变换得到质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能。
DC/AC逆变技术在交流电机的传动、不间断电源(UPS)、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等许多场合得到了广泛的应用。
DC/AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件(例如SCR,GTO，GTR,IGBT 和功率MOSF ET模块等)的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能，因此是一种电能变换装置。
由子是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的，因此转换效率比较高。
但转换输出的波形却很差，是含有相当多谐波成分的方波。
而多数应用场合要求逆变器输出的是理想的正弦波，因此如何利用半导体功率开关器件的开通和关断的转换，使逆变器输出正弦波和准正弦波就成了DC/AC逆变器技术发展中的一个主要问题。
基本原理：常用逆变器主电路的基本形式有两种分类方法：按照相数分类，可以分为单相和三相；按照直流侧波形和交流侧波形分类，可以分为电压型逆变器和电流型逆变器。
具体如下：DC/AC逆变器按拓扑结构划分，分为Buck型DC/AC逆变器，Boost型DC/AC逆变器，Buck-Boost型DC/AC逆变器。
1，Buck型D C/AC逆变器Buck型D C/AC逆变器电路基本拓扑如图所示。
采用了两组对称的Buc k电路，负载跨接在两个Buck变换器的输出端，并以正弦的方式调节Bu ck变换器的输出电压，进行DC/AC的变换。
它包括直流供电电源Vm，输出滤波电感L1和L2，功率开关管S1-S4 。
滤波电容C1和C2，续流二极管D1-D4，以及负载电阻R。
实验51-DC-AC SPWM单相全桥逆变电路设计及研究
实验五十一DC/AC SPWM单相全桥逆变电路设计及研究（信号与系统—自动控制理论—检测技术－电力电子学综合实验）一、实验原理SPWM单相全桥逆变电路的主要工作原理是依靠四个开关管的通、断状态配合，利用冲量等效原理，采用正弦脉宽调制（SPWM）策略将输入的直流电压变换成正弦波电压输出。
SPWM的调制原理是通过对每个周期内输出的脉冲个数和每个脉冲宽度来调节逆变器输出电压的频率和幅值。
要使输出的电压波形接近标准的正弦波，就要尽量保证SPWM电压波在每一时间段都与该时段中正弦电压等效。
除要求每一时间段的面积相等外，每个时间段的电压脉冲宽度还必须很窄，这就需要在一个正弦波形内脉冲的数量很多。
脉波数量越多，不连续的按正弦规律改变宽度的多脉冲电压就越等效于正弦电压。
目前，在电力电子控制技术中，SPWM技术应用极为广泛，SPWM波形的形成一般有自然采样法、规则采样法等等。
前者主要用于模拟控制中，后者适用数字控制。
本实验采用的是DSP控制的单相全桥逆变电路，采用对称规则采样法。
对称规则采样的基本思想是使SPWM波的每个脉冲均以三角载波中心线为轴线对称，因此在每个载波周期内只需一个采样点就可确定两个开关切换点时刻。
具体算法是过三角波的对称轴与正弦波的交点，做平行于时间轴的平行线，该平行线与三角波的两个腰的交点作为SPWM波“开通”和“关断”的时刻。
由于在每个三角载波周期中只需要进行一次采样，因此使得计算公式得到简化，并且可以根据脉宽计算公式实时计算出SPWM波的脉宽时间，可以实现数字化控制。
图51-1 对称规则采样法生成SPWM波根据相似三角形定理，可以分析出图1对称规则采样法生成的SPWM波脉宽时间T n为：()21sin n n T T MN Nπ−= (51-1) 式中，M 为调制度，T 为正弦调制波周期，N 为载波比。
本实验中程序采用DSP 控制方式，载波频率固定为10KHZ ，调制波频率为50HZ 频率。
基于单片机控制的DCDC变换器研究
摘要摘要在实际电路中Ｄｃ—ＤＣ开关变换器是一个强非线性离散性系统，因为开关器件在一个周期中即工作在饱和区又工作在截止区，系统在开关导通时间段和关断时间段都是线性的，即系统是按时间分段线性的和时变的，同时由于外部瞬态或持续扰动会引起变换器工作状态参数的线性变化，以及由于系统工作时导通比有上限和下限而使脉宽调制器具有饱和非线性。
而模糊控制用语言描述和规则的形式来直接表达操作人员，设计者和研究人员的直觉和经验，在不需要建模的情况下直接控制系统。
ＤＣ－ＤＣ开关变换器是一个强非线性离散性系统，其内在的强非线性特征引起了学者们的很大关注，在最近的１０年中，将模糊控制理论应用于ＤＣ—ＤＣ开关变换器中的研究广’泛的展开。
ｊ本文提出前馈模糊控制和闭环电压反馈控制的复合控制模型，通过单片机实现对前馈电压的模糊控制，辅助闭环电压反馈控制系统来实现对正激变换器的控制。
为了进一步改善系统的控制性能，对数字控制系统的主要补偿方法进行了全面的分析，最后选择用前馈控制来改善输出响应特性。
详细介绍了前馈模糊控制系统的设计，主要包括以单片机ＡＶＲ８５１５、Ａ／Ｄ转换器ＡＤ７８２４和Ｄ／Ａ转换器ＡＤ７５２８为主的硬件电路及软件设计。
并且，在文章的最后，对实验结果进行了详细的分析。
＼关键词：转换器；单脉机；模糊控制；前馈控制；复合控制＼华南理工大学工学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＰｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉＣＳＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓｏｆｔｅｎｃｏｎｓｉＳｔ１ｉｎｅａｒＣｉｒｃｕｉｔＳｔｈａｔａｒｅｓｗｉｔｃｈｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ．ＥｖｅｎｔｈｏｕｇｈｅａｃｈｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｗｈｉｃｈｓｕｃｈａｃｉｒｃｕｉｔｉＳｓｗｉｔｃｈｅｄｉＳ１ｉｎｅａｒ．ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅＣｉｒｃｕｉｔｉＳｎｏｎｌｊｎｅａｒ．ＴｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｓｕｃｈａｃｉｒｃｕｉｔｉＳａｄｃ—ｄｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ＤＣ—ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｕｃｃｅＳｓｆｕｌｌＹｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓＵＳｉｎｇａｎａｌｏｇｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ１ｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｄｅＳｉｇｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉＳｔｉＣＳｏｆｄｃ—ｄｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｈａｖｅｄｒａｗｎｇｒｅａｔｅｒａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｂｅｌｉｅｖｅｔｈａｔｄｅｒｉｖｉｎｇａｃｏｎｔｒｏｌａｃｔｉｏｎｆｒｏｍ１ｉｎｇｕｉＳｔｉＣｒｕｌｅｓｍｉｇｈｔｂｅａｇｅｎｅｒａｌｄｅｓｉｇｎａｐｐｒｏａｃｈｔｈａｔａｖｏｉｄｓｓｏｍｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｉｅｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｎｏｎｌｉｎｅａｒｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ．ＴｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＡＴＭＥＬｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＡＶＲ８５１５ｉＳｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｅｎｔｉｒｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＡｌＳＯｔｈｅＡ／ＤｃｏｎｖｅｒｔｅｒＡＤ７８２４ａｎｄＤ／ＡｃｏｎｖｅｒｔｅｒＡＤ７５２８ａｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｄｉｇｉｔａｌａｎｄａｎａｌｏｇＳｉｇｎａｌ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｏｎｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｓａｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌｆｏｒａｄｃ—ｄｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒ０１ｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｓｔＳｏｆｆｕｚｚｙｆｏｒｗａｒｄｆｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｄＣｌｏｓｅｌｏｏｐＶ０１ｔａｇｅｂａｃｋｗａｒｄｆｅｅｄｃｏｎｔｒ０１．ＴｈｅｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｆｏｒｗａｒｄｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉＳｍａｄｅａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ：ｆｏｒｗａｒｄｆｅｅｄ：ｃｏｍｐｏｕｎｄＣｏｎｔｒｏｌ第一争绪论第一章绪论１．１课题的研究背景与意义ＤＣ－ＤＣ开关变换器属于功率电子学（ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉＣＳ）的研究范畴，它涉及电子学、电力技术和控制理论等学科，从七十年代初发展至今，有关这类变换器的理论分析和应用研究得到极大的发展。
DCAC逆变器装置综述
DC/AC逆变器装置综述1.使用背景DC/AC逆变器是应用功率半导体器件,将直流电能转换成恒压恒频交流电能的一种静止变流装置,供交流负载用电或与交流电网并网发电。
随着石油、煤和天然气等主要能源的大量使用,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-逆变技术能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其它新能源转化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.逆变技术传统的DC/AC逆变器采用低频环节逆变技术,主要有方波逆变器、阶梯波合成逆变器、正弦脉宽调制SPWM逆变器。
1方波逆变器方波逆变器主要有推挽式、全桥式电路结构。
推挽式方波逆变器由推挽逆变器、交流调压开关和输出滤波器构成,如图1(a)所示。
推挽式方波逆变器主要是通过调节逆变器输出电压脉宽来实现调压功能的。
一种调压方法是调节功率开关S1、S2驱动信号占空比,从而改变输出电压uAB即uCD的脉宽,如图1(b)所示。
但这种调压方法存在明显缺点,即感性负载储能回馈到电网时,变压器T 副边绕组感应有阴影部分电压,这部分电压随感性负载电感分量加大而加宽,纯电感负载时有效脉宽调节范围为0～Ts/4,而纯电阻负载时有效脉宽调节范围为0～Ts/2。
另一种调压方法是在变压器副边与输出交流滤波器之间加交流调压开关S3,调节功率开关S3驱动信号占空比,即可调节输出矩形波脉宽,交流开关将方波电压变成脉宽可调的矩形波电压。
2阶梯波合成逆变器为了减小方波逆变器输出波形谐波含量,可采用DC/DC变换器和阶梯波合成逆变器级联式电路结构,如图2(a)所示。
阶梯波的阶高按正弦规律变化,如果每个周期阶梯波的阶梯数为2N,则需要N台单相逆变器或N/3台三相逆变器。
每个单相功率电路相同,可采用推挽、桥式或三相桥式电路。
大功率逆变器阶梯波合成常用的方法是移相迭加法,即将N个依次相移P/N、不同幅值的方波或矩形波迭加合成,最大限度地将某些低次谐波互相抵消,使合成波的谐波含量最小。
单相单级隔离型ACDC变换器研究
单相单级隔离型AC/DC变换器研究
能源环境问题是21世纪全球需要面对的巨大挑战,其中汽车行业面临的压力尤其巨大。
为了减轻我国日益严峻的环境压力,保障我国能源安全,交通能源转型责任重大。
现阶段,世界各国都着力于推广电动汽车,将其作为解决环境压力、能源危机问题的重要方法。
在电动汽车行业快速发展的大背景下,电动汽车车载充电机的研究引起广泛关注,如何提升车载充电机的效率、降低输入谐波失真、减小尺寸提高功率密度成为研究电动汽车车载充电机的关键问题。
本文主要研究采用数字控制的l.lkW 单相单级隔离型AC/DC变换器。
首先对功率因数校正和AC/DC变换器拓扑进行调研,分析两级AC/DC变换器优劣势,提出实现桥臂复用的单相单级隔离型AC/DC
变换器方案。
然后对变换器电路结构、工作原理以及稳态增益进行介绍和分析,同时也对单级全桥功率因数校正变换器(Full-Bridge Single-Stage PFC Converter,简称FBSS)拓扑的技术问题做了介绍。
针对功率因数校正控制方式做了调研,通过对Boost电路进行小信号建模,引入重复控制进行复合控制。
接着在电路工作原理和稳态增益基础上,给出了主电路参数设计和器件选取方案,重点说明磁性元件(电感和变压器)设计方法和步骤,并通过MATLAB进行系统建模,对主电路工作原理分析以及参数设计进行验证。
最后,对数字控制系统、控制电路硬件设计以及软件实现做了介绍。
基于单相单级隔离型AC/DC变换器工作原理和拓扑的分析、参数设计以及仿真结果,制作一台1.1kW的实验样机,观测电路中关键波形,通过该样机验证电路可行性以及参数设计的合理性。
三相隔离型AC-DC变换器控制系统的研究
三相隔离型AC-DC变换器控制系统的研究随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，可再生能源的利用逐渐受到重视。
交流/直流变换器作为可再生能源系统的重要组成部分，具有将交流电能转换为直流电能的功能，逐渐成为研究热点之一。
而三相隔离型AC/DC变换器作为其中一种常见的变换器结构，其控制系统的研究显得尤为重要。
三相隔离型AC/DC变换器控制系统的研究主要包括控制策略、控制器设计和控制算法等方面。
在控制策略方面，研究者通过分析变换器的工作原理和特性，提出了多种控制策略，如电流控制、功率控制和电压控制等。
这些控制策略在实际应用中能够有效地控制变换器的输入和输出电流、功率和电压等参数，提高系统的稳定性和效率。
控制器设计是三相隔离型AC/DC变换器控制系统研究的重要内容之一。
研究者通过对变换器的数学模型和控制策略的分析，设计合适的控制器结构和参数。
常用的控制器包括PID控制器、模糊控制器和神经网络控制器等。
这些控制器能够根据实时的系统状态和需求，对变换器进行准确的控制，实现稳定而高效的能量转换。
控制算法是三相隔离型AC/DC变换器控制系统研究的核心内容之一。
研究者通过对变换器的数学模型进行建立和分析，提出了多种控制算法，如滑模控制算法、自适应控制算法和预测控制算法等。
这些算法能够根据实时的系统状态和需求，对变换器进行精确的控制，提高系统的响应速度和抗干扰能力。
综上所述，三相隔离型AC/DC变换器控制系统的研究对于提高可再生能源系统的性能具有重要意义。
通过合理选择控制策略、设计合适的控制器结构和参数，以及应用先进的控制算法，能够实现变换器的稳定运行和高效能量转换。
随着科技的不断进步和技术的不断创新，相信三相隔离型AC/DC变换器控制系统的研究将会取得更加显著的进展，为可再生能源的发展做出更大的贡献。
dc-ac逆变基本电路拓扑结构
dc-ac逆变基本电路拓扑结构题目：DC-AC逆变器的基本电路拓扑结构及其工作原理分析引言：DC-AC逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的重要电力电子器件。
它在电压和频率可调的情况下，为许多应用提供了必要的电源。
本文将详细介绍DC-AC逆变器的基本电路拓扑结构和其工作原理，以帮助读者更好地理解其原理和应用。
一、逆变器简介逆变器是一种将直流电压或直流电流转换为交流电压或交流电流的装置。
在各种应用中，逆变器广泛用于太阳能发电系统、无线电与电视广播传输系统以及用于医疗设备、家庭电器和工业自动化等领域。
逆变器的输入与输出可以是单相的或三相的，其中最常见的一种是单相交流逆变器。
二、逆变器的分类根据波形的性质和控制方式，逆变器可以分为多种不同类型。
其中，基础的逆变器类型有：方波逆变器、梯形波逆变器、正弦波逆变器、多级逆变器等。
本文将重点讨论中括号内主题所示的全桥逆变器拓扑结构。
三、全桥逆变器的基本电路拓扑结构全桥逆变器是一种常见的逆变器拓扑结构，其基本电路如下所示：(图一)[图一] 全桥逆变器基本电路拓扑结构全桥逆变器由四个功率开关元件（IGBT、MOSFET等）和一对中心点连接的电容器组成。
其中，功率开关元件被分为上下两对，分别由控制电路控制。
输入直流电压Vin通过滤波电容器C1提供，输出交流电压Vout 则通过滤波电容器C2输出。
全桥逆变器的控制方式可以是PWM脉宽调制技术，其详细控制原理将在后续章节中进行解析。
四、全桥逆变器的工作原理全桥逆变器基于PWM控制技术，其工作原理如下所示：1. 正半周工作原理：(图二)[图二] 全桥逆变器正半周工作原理- 步骤1：输入直流电压Vin经过滤波电容器C1供给电路。
- 步骤2：Q1和Q4导通，Q2和Q3关闭，此时输入电源Vin通过C1的正极流入Q1，再经过Q4的负极流出，形成外接负载。
- 步骤3：当Q1和Q4导通后，外接负载有电压Vout。
- 步骤4：当Q1和Q4导通时间达到PWM脉宽比要求后，控制电路将Q1和Q4关闭。
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DC/DC变换器与DC/AC逆变器连接问题的研究
1概述
随着各种各样的逆变电源逆变电源的应用越来越广泛，对逆变器的研究也日益深入。
目前，应用最多的为输出工频220V的逆变器，它广泛应用在各种不间断电源(UPS)、小型太阳能逆变电源及通讯用逆变电源中。
现在的逆变器一般都带有前级DC/DCDC/DC变换器变换器，原因包括以下几个方面：
(1)为了达到交流220V的输出，逆变器直流侧输入电压幅值至少为315V。
除很少数情况外，一般逆变电源的输入电压都远低于此值。
这样，为了达到输入输出电压输出电压的匹配，增加一级DC/DC升压电路。
(2)一般电源都要求输入输出电气隔离。
一种方法是在交流输出侧采用工频变压器隔离，但这样做增加了电源本身的体积和成本。
另一种方法就是增加一级DC/DC隔离变换器。
由于采用高频隔离，大大降低了电源的体积和成本。
(3)大多数逆变电源的输入为交流电网。
如果采用直接整流滤波的方式，输入功率因数很低。
为了提高输入功率因数，逆变器前级需要增加功率因数校正电路。
(4)在一些对输出电压质量要求不是太高的的场合，如家用太阳能、风能逆变电源，为了降低成本，提高可靠性，逆变器本身采用开环控制。
为了达到输出稳压的目的，要求逆变器的输入电压是非常稳定的直流电压。
这样，逆变器前级必须是闭环控制的DC/DC稳压变换器。
对于直流变换器来说，逆变器是一个特殊的非线性负载，它直接影响前级DC/DC变换器的稳压效果。
反过来，又进一步影响到逆变器的交流输出效果。
本文针对所研制的小型太阳能、风能逆变电源，研究了两级变换器连接中存在的问题，提出了一种实用的解决方法。
2逆变器的输入特性研究
典型的逆变器主电路结构。
为了减小输出谐波，逆变器一般都采用双极性SPWM调制，即逆变桥的对管是互补高频开通和关断的。
由于后级滤波电感Lf存在，电感电流为输出低频交流电，每半个周波内电感电流iL方向保持不变。
这样就造成逆变桥输入电流输入电流为高频交变电流，具体如下：当iL 为正时，S2、S3导通输入电流iin为正，S1、S4导通输入电流iin为负；当iL为负时，S2、S3导通输入电流iin为负，S1、S4导通输入电流iin为正。
各电流波形与驱动脉冲的对应关系。
图1典型逆变器电路结构
图2逆变器输入输出电流输出电流与驱动脉冲对应图
(a)输出电感电流(b)SPWM波(c)输入电流
由图2可见，逆变器输入电流并不是真正的直流电流，除直流成分外，还含有很大成分的两倍输出频率的交流分量和少量的高频交流分量。
如果将DC/DC变换器的输出直接与逆变器相连，则逆变器的这种输入电流的低频和高频交流成分必然会对变换器造成一定的影响：低频交流分量相当于直流变换器在始终突加减载，使其一直处于动态调节过程中；高频交流分量则直接对直流变换器的控制电路造成干扰，影响变换器的正常工作。
其结果是造成DC/DC变换器工作不稳定，噪声加重，输出纹波变大，甚至造成电源不能稳压。
为了减小逆变器输入电流对直流电源的影响，可以有以下几种方法：
(1)逆变器采用一个桥臂低频开关，另一个桥臂高频调制的方式。
这样，当高频开关管关断时，电感电流通过低频导通管和对应桥臂的反并联二级管续流，电流不会反向流回输入侧。
当输出为纯阻性负载时，完全没有负电流流进输入侧，从而减小了输入电流的高频交流分量。
一
方面，这种方法只能在一定程度上减小逆变器对直流电源的影响，且仅适合于逆变器负载为阻性的情况。
当逆变器带感性或容性负载时，由于输出电压电流相位不一致，仍然会有负电流流入输入侧。
另一方面，这种调制方式的输出谐波增大，从而加大了后级滤波电路的体积和重量。
因此，该方法的实用性不大。
(2)逆变器输入侧并联一个大的电解电容和一个小的高频无感电容。
大电解电容可以在一定程度上减小输入电流中的低频交流成分，小无感电容可以很好地滤除输入电流中的高频交流成分。
但是，直流电源输出端一般为LC滤波器，逆变器输入侧并联电容相当于增加了直流电源的输出滤波电容，从而改变了其电路参数。
当直流电源的控制稳定域不够大时，有可能使直流电源进入不稳定工作区域而引起振荡。
(3)逆变器输入侧串联一LC滤波器。
这样，就可以很好地滤除输入电流中的低频交流成分，并可完全消除其中的高频交流成分。
同时，由于滤波电感的存在，减小了逆变器输入对直流电源输出参数的影响。
3实验结果
本文针对逆变器输入侧串联LC滤波器的方法，在所研制的小型太阳能、风能逆变电源上进行了实验研究，选用不同L、C参数时DC/DC变换器输出电流、驱动脉冲及输出电压波形。
图3(a)(b)(c)(d)示出了不同L、C参数时直流电源的控制脉冲和输出电流。
其中(a)为没有LC滤波电路时的实验波形，(b)的滤波参数为L=2mH、C=1100μF，(c)的滤波参数为L=2mH、C=2200μF，(d)的波波参数为L=2mH、C=3300μF。
由图可见，当逆变器输入侧不加LC 滤波器时，直流电源输出电流大范围波动，造成控制脉冲时有时无。
其结果是系统噪声变大，整机效率下降，可靠性降低。
随着LC滤波参数的加大，逆变器输入电流的波动逐渐减小，控制脉冲逐渐变得连续，系统噪音变小，效率变高。
为了保证逆变器输入电压的稳定，滤波电感不宜加的太大，增大滤波参数适宜加大滤波电容。
图3(e)(f)示出了没有LC滤波电路及有LC滤波电路时直流电源输出电流和输出电压波形。
(e)为没有LC滤波电路的情况，(f)为L=2mH、C=3300μF的情况。
由图可见，不加LC滤波时，输出电压纹波很大，已经不能满足输出稳压的要求。
当加入LC滤波时，输出电压纹波大大减小，成为稳定的直流电源。
图3DC/DC变换器驱动脉冲、输出电流及电压波形对应图
当然，L、C参数如何选取还应根据系统的实际情况而定，包括直流电源对输出电流波动的承受能力及系统成本。
4结语
本文分析了逆变器输入侧电流情况，阐述了逆变器输入电流对与其连接的直流电源可能造成的影响，提出了在逆变器输入侧串联LC滤波器的解决方法。
在本文所研制的小型太阳能、风能逆变电源上的实验证明，该方法可以很好地解决逆变器对DC/DC变换器的影响问题。