种谐振型软性逆变器的分析与仿真许哲雄，徐国卿上海铁迫大学电气工程系，上海20，31搁要讨论了种新型的适合于中等容量的软性开关逆吏有箝位请振岌流坏节逆变器的原理与特点，针对软性开关逆变器与感应电机构成的交浼传动系统，建立了系跣的分析模型和教学仿真模型，并给出了用于机车交浼传动的谐振逆变器电机系统的仿真结果。

　　关缦词逆变器，软性逆变，请振直流环节，交流传动系统目前逆变器的控制主要采用基于硬开关的脉宽调制，胃技术，功率开关器件在高电压下导通大电流下关断，这使得功率器件开关损耗大容易引起次击穿，限制了开关频率的提高，同时会产生较大的电磁干扰和较大的器件应力。

　　90年代初，03教授提出了软开关技术的概念，应用谐振原理让功率开关器件在零电流下关断或零电压下开通，从而使开关器件的开关损耗大大下降，减小了逆变器的尺寸与重量。谐振软开关技术突出的优势使其在电力电子领域具有巨大的发展前景，2.

　　谐振软开关逆变器中的直流环节谐振型逆变器结构简单适用性强，成为目前的研究焦点。但由于谐振软开关逆变器的研究历史较短，大多数研究成果尚处于小容量的实验室样机阶段。性能优越的电路拓扑结构分析模型的建立包括谐振条件的建立以及谐振环节元件的计算机辅助设计等，是目前该类逆变器的重要研究方向。

　　率开关器件与7级管队与，及箝位电源包括箝位电容等构成。电路工作时谐振电压的箝位值。，即箝位电源，的电压值，可根据开关器件电压承受能力来确定。

　　1.1有源箝位谐振直流环节谐振电路工作模式分析有源箝位谐振直流环节谐振电路工作原理可分为5个工作模式。

　　工作模式设电路初始状态谐振电容的电压，=，电感1的电流4=，电感与电容通过极管，开始谐振①⑥当上升至时工作模式结束。

　　坫金项上海市科技启明，计划项3谢6；上海教委青年基金项95983工作模式2极管久导通，电感乙与箝位电源接通，电感电流。以斜率幻下降2电容电压被箝位在当极管，电流为零时承受反向电压截止。

　　工作模式3极管，截止后，谐振电路断开，逆变器直流输人端电压为直流供电电压2③。

　　工作模式4当逆变器开关器件需要动作时，开通开关器件7厂，电感与箝位电源接通，电感电流以斜率1幻，1下降，电容两端电压仍被箝位在4.，2.iI化乃上谐振电容电压与电感电流曲线工作模式5关断7，则电容与电感1通过开关器件厂谐振，电容的电压人下降，直至为零2，此时逆变器开关器件在零电压下动作，同时开关器件厂也关断，从而完成厂个工作周期。

　　1.2谐振环节模型与中间电压过零条件谐振条件电机电感，级远大于谐振电感山出级。在个谐振周期内，负载电流变化不大，在分析可视负载电流为恒流源逆变器与电机在谐振周期内可用1虚线右边的恒流源等效。此时谐振环节容电压；尺为电源内阻和谐振电感内阻及连接咔线电阻之和。

　　其中5电阻尺值很小，般可忽略，故有上海铁道大学学报电压诮振过零的条件为A2272+石2，只要满足及=，情况下电压谐振过零条件式4，则不忽略电阻及亦能满足电压谐振过零。在有源箝位谐振直流环节电路电容电压1谐振回零的过程中，电容电压初始值为当谐振电感的电流初始值满足，么，便可以确保电压回零，从而实现软开关工作。

　　2系统数学模型与仿真分析考虑感应电机集肤效应及铁心损耗时，电机的动态模型可用多阶梯网络描述，相应地，逆变器电机系统的状态方程可写为⑷对于具有有源箝位谐振直流环节的逆变器电机系统，对应各不同的工作模式4，其状态方程为其中山，上述矩阵中的电机参数矩阵说明详文献2，限于篇幅，不再重复。

　　对于式5，可进步得到基础变换的状态变量方程式幻电流1电磁转矩幻电流电磁转轵，在仿真时对逆变器求解，电流作为恒流源；对电机求解，1作为恒压源。由式6求出在仿真的第步中基础变换的状态方程解答为根据式7即可完成对具有谐振环节的逆变器异步电机系统的数字仿真。

　　3仿真实例以我国第台交流传动内燃调车机车的牵引动力系统为例，用研制的仿真软件进行分析。电机参数为额定功率尸N=165kW；额定转矩N=5820N，m；额定转速为nN =1500；电机的额定线电压，=70；电机极对数户=6；额定工作点的定子电阻器电机系统的仿真波形。1为上述两类系统的功率损耗比较结果，可新型逆变器供电情况下的系统损耗比PWM硬开关逆变器供电情况下的系统损耗要小得多。

　　王聪。软性开关逆变电路及其应用。北京机械工业出版社，1993.

　　王聪。0，方谛痴裥湍姹淦鞯姆⒄褂胗τ蜜。电气传动，1992，12童永胜。种软开关组合式变换器拓拆的分析与实现0.南京南京航空航天大学，1994.

　　徐国卿，万艳，陶生桂，种改进的逆变器感应电机系统的数学模型。铁道学报，1999，537工况硬开关逆变有螓箝位谐振式硬开关逆变有源箝位谐振式器电机系统逆变器电机系统器电机系统逆变器电机系统输出功串定子基波铜耗基波铁耗，基波杂散损，户以附加损耗户总损耗尸个81导通平均损，户，个扣1开关损耗逆变器损耗4结论软性开关技术逆变器是种很有发展前途的逆变器，它在提高开关管工作寿命防止次击穿减小电磁辐射降低装置损耗，实现装置轻置化小型化等诸方面有着硬开关逆变器不可比拟的优点，在将来中等容量逆变器电机系统中具有广泛的应用前景。