本项目是电力电子学逆变技术前沿研究课题,已获国家自然科学基金(50577031)、福建省自然科学重点基金(2006J0012/E0620002)、教育部高校博士学科点基金(20060386002)、中国科学院院科学出版基金((2008)出版基金办字第043号)、国家自然科学基金委员会国际交流与合作基金(50881230481)和福州大学闽江学者基金(XRC-0609)的资助。
本项目提出了通过改善电路拓扑结构和减少功率变换级数来提高逆变器性能的新思路,主要开展单级高频环节逆变技术的创新性研究。本项目首次创造性地提出了单级双向Buck、Boost、Buck-Boost直流变换器型高频环节DC-AC变换器、单级高频环节AC-AC变换器、单级Boost周波变换器型高频环节DC-AC变换器和组合式三相/并联高频环节DC-AC变换器电路结构与拓扑族,已获5项中国发明专利权(ZL 2005 1 0019801.3、ZL 2005 1 0019799.X、ZL 2005 1 0019800.9、ZL 2006 1 0018103.6、ZL 2008 1 0070429.2),创建了完整统一的高频环节逆变技术理论,为实现高频电气隔离、高功率密度、高变换效率、高可靠性、低成本的逆变器奠定了关键技术基础。对构成各类单级逆变器的电路结构与拓扑族、控制策略、原理特性、电路参数的设计准则等关键技术进行了深入的理论分析、仿真与试验研究,获得了重要结论。研制成功的各类逆变器样机,具有高频电气隔离、功率密度高、变换效率高、输入电流纹波小(网侧功率因数高)、输出波形质量高、负载适应能力强、可靠性高、成本低等优良的性能,有效地解决了传统两级级联式高频环节DC-AC变换器和三级级联式高频环节AC-AC变换器存在的功率变换级数偏多、体积和重量偏大、变换效率偏低、可靠性偏低、成本偏高等缺陷,充分证实了所提出的电路结构与拓扑族的正确性与先进性。
研究成果的应用前景十分广阔,已推广应用于不间断电源、能量回馈式电子负载、变速恒频发电系统和静止变流器等领域。
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