準(zhǔn)Z源逆變器工作狀態(tài)分析綜述 1 1 1 2 3 3 4 5逆變器的結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，分別是：電壓源逆變器、電流源逆變器錯(cuò)誤!未找到引用0電壓源逆變器的電路圖如圖1.1所示，通常情況下為了使輸出電壓穩(wěn)定，常2、如果逆變器處于正常工作狀態(tài)下，其接入逆變器交流輸出側(cè)的負(fù)載性質(zhì)3、整個(gè)電路在運(yùn)行的過程中，不能有直通現(xiàn)象的出現(xiàn)。也就是說，某電流源型逆變器的電路結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，通常情況下為了對(duì)逆變系統(tǒng)提供穩(wěn)定的輸入電流，會(huì)在直流輸入側(cè)串聯(lián)一個(gè)電感來穩(wěn)定電流，因?yàn)殡姼性拇嬖谧岆娏髟茨孀兤鞯妮斎雮?cè)表現(xiàn)出高阻抗的特性，所以能夠?qū)Χ搪冯娏饔邢拗谱饔茫瑫r(shí)也存在著與電壓源逆變器類似的缺點(diǎn)錯(cuò)誤!未找到引用源。1、電流源型逆變器的交流輸出電壓高于直流輸入電源電壓大小，在一些電壓變化范圍大的應(yīng)用場(chǎng)合中就需要加入額外的降壓結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)成本。2、為了保證電流源逆變器的正常工作，接入逆變器系統(tǒng)的負(fù)載特性被限制為容性負(fù)載，應(yīng)用范圍有限。3、無(wú)論在何時(shí)刻，為了避免出現(xiàn)開路現(xiàn)象的發(fā)生，上橋臂與下橋臂都需要被觸發(fā)并且處于穩(wěn)定的導(dǎo)通狀態(tài)，一旦發(fā)生開路故障就造成逆變輸出電流出現(xiàn)缺L1.1.2準(zhǔn)Z源逆變器的提出為了改善傳統(tǒng)電流型與電壓型逆變器結(jié)構(gòu)上存在的這些不足之處，研究人員設(shè)計(jì)出了一種新的Z源逆變器，Z源逆變器很好的改進(jìn)了傳統(tǒng)逆變器的缺點(diǎn)，在2008年由彭方正教授在Z源逆變器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，設(shè)計(jì)出了本文所研究的準(zhǔn)Z源逆變器O由圖1.3可以看出，準(zhǔn)Z源逆變器與傳統(tǒng)逆變器的結(jié)構(gòu)上有著很大的不同之該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由兩個(gè)電感L1,L2和兩個(gè)電容C1,C2,以及一個(gè)二極管D共同構(gòu)成，所構(gòu)成的這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就是準(zhǔn)Z源網(wǎng)絡(luò)。了傳統(tǒng)逆變器輸出電壓變化范圍小的缺點(diǎn)，具體工作原理在1.2節(jié)進(jìn)行分析。準(zhǔn)Z源逆變器主要的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面1、對(duì)輸入的直流源的性質(zhì)要求沒有太多的限制，2、出現(xiàn)直通狀態(tài)時(shí)不會(huì)影響逆變系統(tǒng)，同時(shí)輸出電壓范圍寬，不需要加入3、對(duì)開關(guān)管的控制過程中不用考慮加入死區(qū)時(shí)間來防止發(fā)生直通現(xiàn)象，因1.2準(zhǔn)Z源逆變器的工作原理相比于傳統(tǒng)的逆變器，準(zhǔn)Z源逆變橋共有9種允許的狀態(tài)，分別為正常工作時(shí)的6種有效矢量狀態(tài)，2種傳統(tǒng)的零電壓矢量狀態(tài)，以及1種直通零電壓矢量開關(guān)管同時(shí)發(fā)生導(dǎo)通。前兩者為傳統(tǒng)逆變橋器有的8種開關(guān)矢量狀態(tài)，后一種為當(dāng)準(zhǔn)Z源逆變器正常工作在傳統(tǒng)逆變器具有的8種開關(guān)矢量狀態(tài)時(shí)，可以將逆變橋及后面所接的負(fù)載等效成一個(gè)電流源。其中，處于零矢量狀態(tài)時(shí)，等效電流源相當(dāng)于一個(gè)零值電流源。當(dāng)為直通零電壓矢量狀態(tài)時(shí)，由于上下開關(guān)管直接導(dǎo)通，因此可以等效為短路狀態(tài)。為了方便后面對(duì)準(zhǔn)Z源逆變器工作原理的分析，圖1.4中將正常工作時(shí)的逆變橋等效成為一個(gè)等值電流源Ioad同時(shí)電路中的電感L?與L?為等值電感，即L?=將準(zhǔn)Z源逆變器與傳統(tǒng)逆變器相比較，可以將準(zhǔn)Z源逆變器的工作過程分為直通工作狀態(tài)與非直通工作狀態(tài)兩部分。圖1.5所示為準(zhǔn)Z源逆變器處于直通工作模式下的等效電路圖。當(dāng)運(yùn)行模式為直通狀態(tài)時(shí)，電容C?,C?處于放電狀態(tài)，電感L?,L?由直流電源和電容同時(shí)進(jìn)行充電，二極管所受電壓為反向電壓，處于截至的狀態(tài)。當(dāng)準(zhǔn)Z源逆變器處于非直通工作狀態(tài)下，二極管D承受正向電壓，處于導(dǎo)根據(jù)伏秒定理，結(jié)合公式(1),公式(2)可以得到在整個(gè)周期內(nèi)有又公式(3)變化可以得到電容電壓的關(guān)系式將求得的電容電壓的關(guān)系式代入公式(1),就可以得到直流母線的電壓為逆變器交流端輸出的峰值相電壓的大小為改變D?的大小使得B的值大于1,便能夠使得交流電壓輸出值大于直流側(cè)輸入的直流電壓值，這樣就能達(dá)到升壓的效果。若是改變