功率電子轉(zhuǎn)換器需要高功率密度(以每單位體積的瓦特表示)和高效率。但是，功率密度和效率之間存在折衷關(guān)系。通過(guò)增加開關(guān)頻率，可以減小無(wú)源元件(即變壓器和電感器)的體積。但是，這種方法增加了開關(guān)設(shè)備的損耗和散熱器的尺寸。因此，確定折衷關(guān)系中的最佳點(diǎn)對(duì)于功率電子轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法很重要。然而，據(jù)作者所知，尚未有關(guān)于包含交流濾波電感器的脈寬調(diào)制(PWM)逆變器的設(shè)計(jì)方法的研究報(bào)告。缺乏研究進(jìn)展的原因在于，電感器的鐵損會(huì)根據(jù)開關(guān)紋波電流、直流偏置勵(lì)磁和其他因素以復(fù)雜的方式變化。
因此，作者在以前的研究中闡明了這種鐵損機(jī)理并實(shí)現(xiàn)了高精度的鐵損計(jì)算方法。因此，在本研究中，設(shè)計(jì)了帶有交流濾波器的三相PWM逆變器。當(dāng)設(shè)計(jì)交流濾波器電感器以通過(guò)調(diào)節(jié)鐵芯直徑、高度和繞組匝數(shù)來(lái)將損耗降至最低時(shí)，分析了效率和開關(guān)頻率之間的關(guān)系。通過(guò)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，驗(yàn)證了通過(guò)設(shè)計(jì)合適的電感器實(shí)現(xiàn)的效率和體積優(yōu)化。此外，通過(guò)比較仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的有效性。
