低损耗风机能量变换器

1、新型谐振式高效智能开关电源 指导老师：毛承雄队 员：李巍巍 （电气0506 张振华 （电气0506 刘全伟 （电气0505 尹 晗 （电气05061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。2各种新能源的利用3现有资源硬件资源:电工电子科技创新中心（各种实验设备）软件资源: 创新中心Power On团队（阶梯团队）4变换器特点与指标以风力发

2、电为例，变换器特点如下：风速宽范围变化时，能实现最大功率跟踪(MPPT算法)。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。采用谐振的方法实现输出开关管的零开关。5 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：6Vrms50Vrms6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

3、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 7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。8电路拓扑及仿真波形9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，Z源PWM整流器在650V的输入电压下可实现输出电压稳定为12V，输入功率因数近似为1。10下一步的工作输出开关管的零电压开通（ZVS）对

4、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11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 12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13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14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）15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，