谢　煜　付　昊　陈本永　傅景礼，†

1. 浙江理工大学机械与自动控制学院， 杭州 310018； 2. 商丘师范学院物理与电气信息学院， 商丘 476000；3. 中国京冶工程技术有限公司深圳分公司， 深圳 518054； † 通信作者， E-mail: sqfujingli@163.com



受基尔霍夫电流约束的电力变换器动力学模型

谢煜1，2付昊3陈本永1傅景礼1，†

1. 浙江理工大学机械与自动控制学院， 杭州 310018； 2. 商丘师范学院物理与电气信息学院， 商丘 476000；3. 中国京冶工程技术有限公司深圳分公司， 深圳 518054； † 通信作者， E-mail: sqfujingli@163.com

基于约束拉格朗日方程， 提出一种通用的适合具有开关的电力变换器的动力学模型。从研究电力变换器的能量出发， 选择动态元件的广义电荷和广义电流坐标， 引入开关函数， 运用电力变换器受基尔霍夫电流约束的欧拉-拉格朗日方程， 可以得到一组带有约束的微分代数方程。选取电感电流和电容电压作为状态变量， 可以得到含有开关函数的状态方程模型， 并将此建模方法应用于单开关的 Ćuk 型变换器和多个开关的三相三线 PWM 整流器的建模分析中。从建模过程可以看出， 此方法步骤清晰统一， 物理意义明确， 通用性强。最后， 利用得到的状态方程模型， 在 MATLAB 中对 Ćuk 型变换器工作过程进行仿真计算， 仿真结果与电力变换器的运行情况吻合， 说明了建模方法的有效性， 对于更复杂的电力变换器的建模分析也具有较高的应用价值。

电力变换器； 欧拉-拉格朗日方程； 建模； 仿真

北京大学学报（自然科学版）第52卷第4期2016年7月

Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis， Vol. 52， No. 4 （July 2016）

电力变换器是一种不可或缺的技术， 影响着现代社会的各个方面， 不仅在传统工业领域中， 而且在新能源领域中都有重要的应用。……