西安航空學院學者提出准Z源逆變器直流鏈電壓跌落判斷和抑制方法

     國內外學者對准Z源逆變器直流鏈電壓跌落的原因進行了大量研究。解決直流鏈電壓跌落問題主要采用適應負載大範圍變動的雙向准Z源逆變器拓撲。該拓撲在二極管兩端反並聯了一個開關器件。當二極管電流即將斷續時打開開關器件，逆變器直流側產生的回饋電流能夠避免電流斷續。但是，增加的反並聯開關器件會提高電路的成本和控制難度；此外，如果在切換直通狀態時沒有關斷反並聯開關器件，會使電容和橋臂受到巨大的電流沖擊而損壞逆變器。

      爲提升准Z源逆變器的輸出性能和安全可靠性，防止准Z源逆變器出現非正常狀態，西安航空學院電子工程學院、西北工業大學航海學院的研究人員許宇豪、肖海峰、馬昭、高文、賀昱曜，在2022年第14期《電工技術學報》上撰文，基于系統協調控制的思想提出了直流鏈電壓跌落抑制方法。該方法能夠准確預測直流鏈電壓跌落的條件，並能夠有效防止直流鏈電壓跌落。

圖1 所提方法的結構框圖

      他們深入研究了准Z源逆變器直流鏈電壓跌落的原因，發現了直流鏈電壓在二極管電流斷續時不僅會跌落，還有高于正常幅值的情況，極大地增加了逆變器過電壓損壞的風險，該現象也未有文獻研究過。針對該問題科研人員給出了電壓跌落深度的定義，可用于計算和衡量直流鏈電壓升高和降低的幅值，研究了二極管電流連續和斷續期間的直流鏈電壓變化規律，分析了直流鏈電壓變化對准Z源逆變器的危害，完善了直流鏈電壓跌落的基礎理論。

圖2 抑制直流鏈電壓跌落綜合方法的流程

他們根據造成二極管電流斷續的因素，將准Z源逆變器的系統參數和狀態劃分爲跌落、臨界跌落和安全區域，提出了一種直流鏈電壓跌落的判斷方法。該方法可准確地預測直流鏈電壓發生跌落的條件，爲准Z源逆變器工作狀態預測和直流鏈電壓跌落預防提供了理論依據。

研究人員提出了一種直流鏈電壓跌落抑制方法。以二極管電流爲控制目標，以電路參數、調制方法及其參數、逆變器工作條件爲約束條件，利用系統協調控制的思想調整准Z源逆變器的系統參數和狀態，使其進入安全工作區域，避免了直流鏈電壓跌落的發生，提高了准Z源逆變器的安全可靠性。本次課題的研究成果進一步完善了直流鏈電壓跌落的基礎理論，爲保證准Z源逆變器正常工作提供了新的依據和方法。

轉自：    西安航空學院學者提出准Z源逆變器直流鏈電壓跌落判斷和抑制方法 - 電氣技術雜志社 (ces-transaction.com)