新型高效三相交流变流器拓扑研究

三相交流变流器（包括交直交或交交变流器）广泛应用在电机驱动，分布式发电系统及不停电电源(UPS)等领域。现存的多种三相变流器拓扑无法同时实现高效率和高性能运行。与仅改进变流器控制方法相比，拓扑上存在着的更大的改进潜力。本申请拟对实现交流到交流转换的拓扑及其控制方式进行研究。以电力电子基本单元为基础，寻求其新的组合方式及常规拓扑结构的化简等方法，设计三相交流变流器的新型拓扑和脉冲调制方式以提高变流器效率性能。研究具有重要的科学研究意义、工程技术价值和实际应用背景。项目的预期成果包括设计新型拓扑结构的交直交变流器及其脉冲宽度调制方法以提高变流器性能、效率或减少所需开关器件数量。

三相交流变流器广泛应用于电机驱动、电力系统等领域，本项目的研究方向是寻找具有高效率和高性能的三相交流变流器的拓扑、控制方法，并寻找变流器拓扑的基本规律。我们提出了一种三相交流变流器拓扑的改进PWM协调算法，使变流器在任意负载下都可以减少1/3逆变侧开关损耗，实验结果验证了该算法的有效性；我们提出了一种新型三相交流变流器拓扑，该拓扑仅需7个全控开关，可以大大降低输入电流中的谐波，也实现了输入侧整流器和直流母线开关的软开关运行，大大降低了系统的开关损耗；我们提出了一种基本换流回路模型，该基本换流回路广泛存在于除矩阵式变换器之外的大量的电力电子电路中，反映了这些拓扑之间的内在联系。