新型三相低能耗谐振直流环节逆变器

doi:10.12263/DZXB.20181043

电子学报 ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (9): 2295-2298.DOI: 10.12263/DZXB.20181043

新型三相低能耗谐振直流环节逆变器

王强¹^,², 郭国先¹^,², 王天施¹^,², 刘晓琴¹^,²

^1.辽宁石油化工大学信息与控制工程学院, 辽宁抚顺 113001
^2.辽宁石油化工大学石油化工过程控制国家级实验教学示范中心, 辽宁抚顺 113001

收稿日期:2018-11-28 修回日期:2019-01-29 出版日期:2022-09-25
- 作者简介:
- 王强男，1981年10月出生于辽宁省沈阳市，博士，现为辽宁石油化工大学信息与控制工程学院副教授，硕士研究生导师，主要研究方向为软开关变换器的电路拓扑及控制.
  郭国先男，1993年10月出生于河南省滑县，现为辽宁石油化工大学信息与控制工程学院硕士研究生，主要研究方向为软开关变换器的电路拓扑及控制.E-mail: 2907267998@qq.com
- 基金资助:
- 国家自然科学基金 (51207069); 辽宁省自然科学基金指导计划项目 (20170540586); 辽宁石油化工大学国家级科研项目培育基金 (2016PY-016)

A Novel Three-Phase Resonant DC Link Inverter with Low Energy Consumption

WANG Qiang¹^,², GUO Guo-xian¹^,², WANG Tian-shi¹^,², LIU Xiao-qin¹^,²

^1.College of Information and Control Engineering，Liaoning Shihua University，Fushun，Liaoning 113001，China
^2.National Experimental Teaching Demonstration Center of Petrochemical Process Control，Fushun，Liaoning 113001，China

Received:2018-11-28 Revised:2019-01-29 Online:2022-09-25 Published:2022-10-26

摘要/Abstract

摘要：

为实现三相逆变器的高效率运行，提出了一种新型三相低能耗谐振直流环节逆变器，利用设置在逆变器直流环节的辅助谐振电路使直流母线电压在每个开关周期都形成零状态时，主开关能实现零电压软开通动作和零电流软关断动作，完成了无损耗切换.说明了一个开关周期内的电路工作状态，在2.5kW三相样机上的实验结果表明开关器件完成了软切换.因此，该新型拓扑结构对于改善逆变器运行效率具有重要意义.

关键词: 逆变器, 直流环节, 谐振, 零电压开通, 零电流关断

Abstract:

A novel three-phase resonant DC link inverter with low energy consumption is proposed to achieve the high efficiency operation of the inverter. When the DC-bus voltage forms a zero-state in each switching cycle via the auxiliary resonant circuit set in the DC link of the inverter, the main switch can achieve zero-voltage turn on and zero-current turn off. The working state of the circuit in a switching period is explained. The experimental results on the three-phase prototype of 2.5kW show that the switching devices achieve the soft switching. Therefore, the novel topology is significant for improving the efficiency of the inverter.

Key words: inverter, DC link, resonance, zero-voltage turn on, zero-current turn off

中图分类号:

TM464

王强, 郭国先, 王天施, 刘晓琴. 新型三相低能耗谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2022, 50(9): 2295-2298.

WANG Qiang, GUO Guo-xian, WANG Tian-shi, LIU Xiao-qin. A Novel Three-Phase Resonant DC Link Inverter with Low Energy Consumption[J]. Acta Electronica Sinica, 2022, 50(9): 2295-2298.

图/表 5

图1 新型三相低能耗谐振直流环节逆变器主电路

图2 逆变器等效电路

图3 谐振换流期间的理论工作波形

图4 各工作流程的等效电路图

图5 实验波形

参考文献 5

1	CHU E H, WU M Y, HUANG L, et al. Research on a novel modulation strategy for auxiliary resonant commutated pole inverter with the smallest loss in auxiliary commutation circuits[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, 29(3): 1103-1117.
2	王强, 刘岩松, 陈祥雪, 等. 基于单独储能电容辅助换流的并联谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2015, 43(10): 2133-2136.
	WANG Q, LIU Y S, CHEN X X, et al. Parallel resonant DC link inverter with a single storage capacitor-assisted commutation[J]. Acta Electronica Sinica, 2015, 43(10): 2133-2136. (in Chinese)
3	王强, 邢岩. 具有并联谐振直流环节的软开关电压源逆变器[J]. 电子学报, 2013, 41(11): 2317-2320.
	WANG Q, XING Y. Soft switching voltage source inverter with parallel resonant DC link[J]. Acta Electronica Sinica, 2013, 41(11): 2317-2320. (in Chinese)
4	王强, 刘岩松, 陈祥雪, 等. 具有低能耗辅助电路的并联谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2014, 42(7): 1369-1373.
	WANG Q, LIU Y S, CHEN X X, et al. Parallel resonant DC link inverter with low-loss auxiliary circuit[J]. Acta Electronica Sinica, 2014, 42(7): 1369-1373. (in Chinese)
5	王强, 胡斐, 王天施, 等. 箝位二极管承受低电压的有源箝位谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2017, 45(12): 3025-3029.
	WANG Q, HU F, WANG T S, et al. Active clamped resonant DC-link inverter with clamped diode under low voltage[J]. Acta Electronica Sinica, 2017, 45(12): 3025-3029. (in Chinese)

[1]	王强, 曹睿, 王天施, 刘晓琴. 具有软开关功能的新型三相谐振极逆变器[J]. 电子学报, 2022, 50(5): 1277-1280.
[2]	王强, 王有政, 王天施, 刘晓琴. 控制简单的节能型单相全桥逆变器[J]. 电子学报, 2022, 50(3): 764-768.
[3]	林茂, 李颖晖, 徐浩军, 路金泉. 一种改进无差拍预测控制器设计及应用研究[J]. 电子学报, 2022, 50(3): 663-671.
[4]	刘庆, 刘宝亮, 张德伟, 李建兵, 魏进进, 刘起坤. 小型化双层基片集成波导盒型耦合拓扑滤波器设计[J]. 电子学报, 2022, 50(11): 2668-2677.
[5]	王强, 李森, 王天施, 刘晓琴. 辅助电路损耗低的并联谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2022, 50(11): 2813-2816.
[6]	赵文生, 方宇浩, 王大伟, 刘军. 微波谐振式传感器研究进展[J]. 电子学报, 2022, 50(10): 2530-2541.
[7]	王强, 王有政, 王天施, 刘晓琴. 具有单辅助开关的高效率单相全桥谐振极逆变器[J]. 电子学报, 2021, 49(9): 1863-1866.
[8]	王强, 李森, 王天施, 刘晓琴. 新型三相谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2021, 49(8): 1641-1644.
[9]	王强, 曹睿, 王天施, 刘晓琴. 高效率三相谐振极逆变器[J]. 电子学报, 2021, 49(6): 1224-1227.
[10]	王强, 王有政, 王天施, 刘晓琴. 高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器[J]. 电子学报, 2021, 49(4): 788-791.
[11]	王强, 曹睿, 王天施, 刘晓琴. 具有低能耗辅助电路的三相谐振极逆变器[J]. 电子学报, 2021, 49(1): 167-170.
[12]	王强, 郭国先, 王天施, 刘晓琴. 节能型谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2020, 48(9): 1860-1863.
[13]	王鹏, 杨云亭. 基于量子自由粒子模型的优化算法框架[J]. 电子学报, 2020, 48(7): 1348-1354.
[14]	王强, 陈俊, 王天施, 刘晓琴. 节能型三相桥式零电流开关整流器[J]. 电子学报, 2020, 48(7): 1403-1406.
[15]	王强, 王有政, 王天施, 刘晓琴. 辅助电路与负载并联的新型单相全桥软开关逆变器[J]. 电子学报, 2020, 48(5): 1036-1040.

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