改进型z源逆变器 improved z-source inverter.pdfVIP

第31卷第8期 电力自动化设备 V01．31No．8 ElectficPowerAut。mati。n 1 2011年8月 Equipment A 1 ④ ug．20 改进型z源逆变器 侯世英，肖 旭，张 闯，薛 原 (重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044) 摘要：针对传统Z源逆变器的直流升压因子较小、启动冲击严重、直流侧的电压利用率较低等缺点．提出了 一种改进型的Z源逆变器拓扑。在传统拓扑中加入一个电感和一个全控开关．提高了直流升压因子．利用该 电感上的电流不能突变的特性．使得启动时阻抗网络上的电容的冲击电流大幅减小．从而不需要采用软启动 策略；同时该拓扑还保证了输入电流连续。减小了对直流源使用寿命的影响．提高了直流侧电压利用率。．在理 论研究的基础上．基于简单升压控制下的仿真结果验证了该拓扑的正确性与优越性。 关键词：Z源；逆变器：电路拓扑：直通：电压利用率：升压比：冲击 464 中图分类号：TM 文献标识码：A 通状态时为输入电流提供续流通路．使输入电流连 0 引言 续．省去了前级滤波器：同时由于电感电流不能突 电压型逆变器It-3]在功率变换技术中应用广泛．变．在启动过程中极大减小了阻抗网络上的电容的 其同一个桥臂的上下2个开关管不能同时导通．否则 冲击电流。从而不需要采用软启动策略．简化了启动 会发生短路而损坏逆变器，且逆变器输出电压低于直 过程。通过理论分析和仿真研究．验证了该方法的 正确性和有效性。 流输入电压。不能适应输入电压变化范围较大的场合。 Z源逆变器[4]的提出．很好地弥补了电压型逆变 1 传统拓扑输入／输出关系及缺陷分析 器的不足．其利用由电感和电容所构成的Z形阻抗 网络使得在传统电压型逆变器工作时禁止出现的直 传统的Z源逆变器拓扑如图1所示．它是在电 通状态成为其正常工作状态．并利用直通状态来提 压型逆变器的直流源和逆变桥中间加入电感L1,L： 高逆变器直流输入电压。因此．Z源逆变器的可靠性 和电容器C。、c2的二端I=1网络接成阻抗，以提供一个 更高，适用范围更广．但现有的Z源逆变器拓扑存在 阻抗源(Z源)，从而逆变器在直通状态下不再使电 如下缺陷： 源短路．并利用直通状态提高逆变器输入端的直流 a．直流升压因子较小．输出电压较高时必须减 电压。 小调制比，从而增大了功率器件的电压应力： b．输入电流断续．直流电压利用率降低： 交 流 c．存在严重的启动冲击问题。 负 载 国内外很多学者开展了对Z源逆变器拓扑[5-8] 或