基于半桥逆变的二端口有源电容的设计与仿真开题报告

 2020-02-20 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1958年由通用电器公司研制出来的晶闸管,经过几十年后已得到了很大的发展,从70年代初到80年代初出现了大容量双极型电力晶体管等自关断器件,采用这些器件可省去换相电路,使得电路简单、噪声降低、损耗减小。现在不断开发和改进着频率较高的电力mosfet,电力igbt,电力sit等复合的器件。加之采用了pwm技术以便消除噪声、消除诸波。目前,电力电子的应用范围在不断扩大,从应用在电气传动、交通运输和电力方面到新能源设备的开发以及家用电器等方面都得到了发展。

然而,谐波一直是电网中的公害,特别是在整流和逆变电路得到广泛应用之后,如何消除谐波,提高系统性能和延长设备寿命成为了一个很关键的问题。电解电容一直是人们滤波采用的最常见的器件。但电解电容由于体积大、可靠性差、谐波引起发热危及运行寿命等而成为电力电子系统中的薄弱环节。

目前用于电网交流侧取代无源元件进行谐波补偿的有源滤波器的已经比较多,但应用于逆变电路直流侧取代电解电容还不成熟。本次毕业设计将有源滤波器的加在逆变器直流侧代替电解电容,使有源电力滤波器补偿逆变器产生的谐波。理论分析和仿真、实验研究证明,有源电力滤波器可以有效补偿逆变器输入谐波电流,从而“硅解”电解电容,实现逆变器直流侧的有源补偿。

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2. 研究的基本内容与方案

设计基本内容及目标:

1. 熟悉单相逆变器的工作原理以及结构:全桥是指内部驱动电路的结构形式,其中由各含2个功率晶体管的桥臂连接成正方形组成全桥,4个晶体管轮流工作于正弦波的各个波段,两组开关的中性点构成输出端,相当于取两个半桥的电压差,因此可以得到正负双向的交流输出。全桥逆变器可以不依赖外加器件,仅使用单电压源输出双端的完全交流信号。如图1所示。

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3. 研究计划与安排

1-2周:完成开题报告和文献翻译,完成开题答辩;
3-4周:了解单相逆变器的工作原理;
5-8周:研究二端口有源电容的相关概念以及控制策略;
9-10周:将二端口有源电容的原来所采用的全桥结构变成半桥;
11-12周:进行仿真研究和参数设计;
13-15周:撰写毕业论文。


16周:完成论文答辩。


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4. 参考文献(12篇以上)

[1]h. wang and h. wang, "a two-terminal active capacitor," in ieeetransactions on power electronics, vol. 32, no. 8, pp. 5893-5896, aug. 2017.

[2]h. soliman, h. wang, and f. blaabjerg, “a review of the condition monitoring of capacitors in powerelectronic converters,” ieeetrans-actions on industry applications, vol. 52, no. 6, pp. 4976–4989, nov 2016

[3] 刘斌, 谢积锦, 李俊,等. .基于自适应比例谐振的新型并网电流控制策略[j]. 电工技术学报, 2013, 28(9):186-195.

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