低损耗风机能量变换器精.ppt

低损耗风机能量变换器第1页，本讲稿共18页选题背景选题背景当前市面上开关电源存在缺点：输入电压范围与电源效率矛盾。要想在一个宽输入范围下实现效率90以上很难。而实际应用中又存在这样的应用场合，如风力发电等新能源的利用。这些新能源的特点是变化较大，如风速的变化范围很宽，光照强度在一天之中也可以有很大变化。因此，宽输入范围的高效电源的研究很有实际意义。第2页，本讲稿共18页第3页，本讲稿共18页现有资源现有资源硬件资源硬件资源:电工电子科技创新中心（各种实验电工电子科技创新中心（各种实验设备）设备）软件资源软件资源:创新中心创新中心Power OnPower On团队（阶梯团队）团队（阶梯团队）第4页，本讲稿共18页变换器特点与指标变换器特点与指标以风力发电为例，变换器特点如下：1.风速宽范围变化时，能实现最大功率跟踪(MPPT算法)。2.能量可双向流动。在风速过快时可使后级负载能量回流，对风机电磁制动，防止过速。3.采用谐振的方法实现输出开关管的零开关。第5页，本讲稿共18页 变换器的具体技术指标如下：最大输出功率300W短时过载900W(60sec)功率为5%100%时，效率达到90%以上蓄电池充电管理与保护变换器过压、过流、欠压、短路保护，过温保护电磁干扰(传导干扰、辐射干扰)满足相关工业标准 注：实验风机为三相永磁同步电机，风速大范围变化时风机输出电压范围约为：6Vrms50Vrms第6页，本讲稿共18页主要工作主要工作解决变换器的宽输入问题实现变换器的高效率 电力电子变换器的主要损耗：开关器件的通态损耗与开关损耗 通态损耗选用通态电阻小的开关管（如:trench MOSFET）开关损耗采用谐振开关或其它先进控制技术，实现开关管的ZVS、ZCS 第7页，本讲稿共18页已做的工作已做的工作选定主电路拓扑：Z源PWM整流电路。拓扑特点：宽输入范围升降压均可，输入功率因数接近1，无需外加电路实现6个桥臂开关管的零电压开通，能量的双向流动。电路仿真：验证拓扑的功能。第8页，本讲稿共18页电路拓扑及仿真波形电路拓扑及仿真波形第9页，本讲稿共18页以上两图中红色曲线为输入电压，青色曲线为输入电流，米黄色曲线为输出电压，由这两组仿真以上两图中红色曲线为输入电压，青色曲线为输入电流，米黄色曲线为输出电压，由这两组仿真波形可看出，波形可看出，Z源源PWM整流器在整流器在650V的输入电压下可实现输出电压稳定为的输入电压下可实现输出电压稳定为12V，输入，输入功率因数近似为功率因数近似为1。第10页，本讲稿共18页下一步的工作下一步的工作输出开关管的零电压开通（ZVS）对电路拓扑的进一步仿真分析实际调试、制作电路印制电路板制作，完成作品变换器性能测试作品总结报告第11页，本讲稿共18页过程与收获过程与收获动手能力在项目开展的过程中，自己动手绕制变压器，焊接电路，选购元器件对电路拓扑进行仿真分析 第12页，本讲稿共18页过程与收获过程与收获经营团队建立队员之间的相互信任,是成功的基石求同存异,允许有不同的声音存在,激发队员的创造力团队责任感,热爱团队，团队的成功就是每个队员的成功第13页，本讲稿共18页过程与收获过程与收获项目管理进度管理,制定合理的项目时间表分工合作,队员各司其职,提高团队效率交流总结,队员之间定期展开讨论交流活动第14页，本讲稿共18页过程与收获过程与收获搜集资料图书馆管藏,借阅相关书籍图书馆数据库（IEEE论文，研究生论文）第15页，本讲稿共18页前景展望前景展望面对全球化的能源危机，利用新型能源是出路。风能、太阳能等新型能源前景广阔。它们都是清洁型能源，不用燃料，不占耕地，没有污染，运行成本低。我国风力资源、太阳能资源等新型能源均较丰富，利用这些能源意义重大。以上新型能源的利用大都需要经过电力电子装置进行变换后，才能并网或直接使用。因此，提高电力电子变换装置的效率将会产生巨大的经济效益。Z源PWM变换器是一种宽输入的新型变换拓扑，目前技术还不够成熟，需要进一步的研究并改进该拓扑特性，取得更大的效益。第16页，本讲稿共18页前景展望前景展望该项目产品化,投入使用,可以获得巨大的社会经济效益第17页，本讲稿共18页第18页，本讲稿共18页