[实用新型]一种单相分数阶buck型交流斩波器

说明书

本实用新型公开了一种单相分数阶buck型交流斩波器，包括交流电压源(u_i)、开关管(S₁、S₂、S₃和S₄)、与开关管(S₁、S₂、S₃和S₄)反并联的二极管、输入端分数阶滤波电容(Ci)、输出端分数阶滤波电容(C_f)、输出端分数阶滤波电感(L)和负载(R_L)；本实用新型采用分数阶元件实现的单相分数阶buck型交流斩波器，完全区别于以往的AC/AC变换电路，它增加了滤波电路参数的控制维度，通过参数设计选取输出分数阶滤波电容C_f的阶数、输出端分数阶滤波电感元件的阶数和分数阶滤波电容C_i的阶数，大大降低了电压谐波畸变率和电流谐波畸变率，可以提高低占空比时的输入功率因数。

技术领域

本实用新型涉及AC/AC变换技术领域，具体涉及一种单相分数阶buck型交流斩波器。

背景技术

交流变换电路广泛应用于航空、航天等国防领域以及电力系统、新能源发电等民用领域中，由于省去了中间直流环节从而使得能量变换更加高效，在化石能源日趋紧张的今天愈加显得重要，尤其是在风力发电领域中，它可以实现将交流能量直接并入电网或供给交流负载的功能，因而其变换及控制技术的研究在新能源开发与利用中占有重要地位。

传统脉宽调制AC-AC斩波电路具有电路拓扑简单、电能传输效率高、网侧功率因数高等优点而应用广泛，然而由于其滤波电路采用了传统的无源电感电容滤波电路，一方面其滤波效果有限，另一方面由于电感电容实际上为分数阶元件，采用整数阶参数设计方法所得到的滤波电路其滤波效果将会和实际电路产生误差，这种由分数阶性质所引起的误差在低频或高频时尤为明显。

分数阶微积分理论在各个学科领域的应用发展迅猛，尤其是在自动控制、纳米材料等领域，它除了能够精确模拟自然界物理现象以外，同样可以将分数阶次作为额外的控制维度以增加主电路或控制电路的可控性，为工业控制领域的发展带来了无限生机。

鉴于目前利用分数阶微积分理论进行参数优化设计的优势，因此有必要提出一种单相分数阶buck型交流斩波器。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种单相分数阶buck型交流斩波器。

本实用新型的目的是这样实现的：