西安航空学院学者提出准Z源逆变器直流链电压跌落判断和抑制方法

     国内外学者对准Z源逆变器直流链电压跌落的原因进行了大量研究。解决直流链电压跌落问题主要采用适应负载大范围变动的双向准Z源逆变器拓扑。该拓扑在二极管两端反并联了一个开关器件。当二极管电流即将断续时打开开关器件，逆变器直流侧产生的回馈电流能够避免电流断续。但是，增加的反并联开关器件会提高电路的成本和控制难度；此外，如果在切换直通状态时没有关断反并联开关器件，会使电容和桥臂受到巨大的电流冲击而损坏逆变器。

      为提升准Z源逆变器的输出性能和安全可靠性，防止准Z源逆变器出现非正常状态，西安航空学院电子工程学院、西北工业大学航海学院的研究人员许宇豪、肖海峰、马昭、高文、贺昱曜，在2022年第14期《电工技术学报》上撰文，基于系统协调控制的思想提出了直流链电压跌落抑制方法。该方法能够准确预测直流链电压跌落的条件，并能够有效防止直流链电压跌落。

图1 所提方法的结构框图

      他们深入研究了准Z源逆变器直流链电压跌落的原因，发现了直流链电压在二极管电流断续时不仅会跌落，还有高于正常幅值的情况，极大地增加了逆变器过电压损坏的风险，该现象也未有文献研究过。针对该问题科研人员给出了电压跌落深度的定义，可用于计算和衡量直流链电压升高和降低的幅值，研究了二极管电流连续和断续期间的直流链电压变化规律，分析了直流链电压变化对准Z源逆变器的危害，完善了直流链电压跌落的基础理论。

图2 抑制直流链电压跌落综合方法的流程

他们根据造成二极管电流断续的因素，将准Z源逆变器的系统参数和状态划分为跌落、临界跌落和安全区域，提出了一种直流链电压跌落的判断方法。该方法可准确地预测直流链电压发生跌落的条件，为准Z源逆变器工作状态预测和直流链电压跌落预防提供了理论依据。

研究人员提出了一种直流链电压跌落抑制方法。以二极管电流为控制目标，以电路参数、调制方法及其参数、逆变器工作条件为约束条件，利用系统协调控制的思想调整准Z源逆变器的系统参数和状态，使其进入安全工作区域，避免了直流链电压跌落的发生，提高了准Z源逆变器的安全可靠性。本次课题的研究成果进一步完善了直流链电压跌落的基础理论，为保证准Z源逆变器正常工作提供了新的依据和方法。

转自：    西安航空学院学者提出准Z源逆变器直流链电压跌落判断和抑制方法 - 电气技术杂志社 (ces-transaction.com)