基于載波調(diào)制的單相并網(wǎng)(編輯修改稿)
2025-08-05 12:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 效交流電壓，再經(jīng)過濾波器的作用，使輸出端形成正弦波交流信號(hào)。同時(shí)，為了給交流直流側(cè)的反饋通道的提供，逆交橋每臂并聯(lián)反饋二極管，二極管在兩對(duì)IGBT管交替重復(fù)的過程中還起到了續(xù)流的作用。 系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)于選擇直流側(cè)輸入電壓，直流側(cè)的電壓不能小于交流側(cè)的峰值電壓。根據(jù)直流側(cè)輸入電壓的可取范圍。選取為400V。開關(guān)管IGBT的選擇：考慮到并網(wǎng)逆變器電路正常工作時(shí)，流過功率開關(guān)管IGBT的電流峰值與濾波電感一致。再考慮到余量，則電流額定值須略大于電感峰值的最大值。則逆變器輸出功率為10kW，功率開關(guān)管的耐流值為100A。考慮到余量和線路寄生參數(shù)影響等方面，選取的IGBT耐壓值應(yīng)大于500V。頻率20KHz。濾波電感的選擇：濾波電感在整個(gè)系統(tǒng)中的兩個(gè)作用分別是控制兩端的電壓來控制并網(wǎng)電流和抑制開關(guān)器件的高頻分量。電阻R被忽略，電感L的計(jì)算如下：輸出輸入電壓確定，電感電流紋波的大小決定了輸出濾波電感的最小值。為電流紋波最大值，則對(duì)于電感L有： （）因?yàn)?，代入式（）則 （）其中，為載波周期，為直流側(cè)電壓。將式（）變換得式（）， （）對(duì)式（）求導(dǎo)，得電流紋波最大時(shí)的調(diào)制比。 （）將式（）代入式（）得， （）變換得， （）對(duì)電壓有， （）因?yàn)閯t， （）其中為電感電壓幅值。通過計(jì)算得出， （）結(jié)合式（）與（），得L的取值范圍為 （）3 載波調(diào)制單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 逆變器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由兩部分組成：主循環(huán)程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)。 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置作為主程序設(shè)計(jì)的主要作用，就是對(duì)對(duì)變量與常量進(jìn)行初始化和設(shè)計(jì)所需要寄存器進(jìn)行一些設(shè)置，寄存器初始化完成后使能定時(shí)器進(jìn)入到死循環(huán)等待中斷。在這個(gè)過程中，如果有中斷發(fā)生，此時(shí)系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 程序中包括了PI控制程序、驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生程序、鎖相程序、并網(wǎng)電流跟蹤控制程序設(shè)計(jì)等。當(dāng)滿足條件時(shí)，對(duì)應(yīng)中斷會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)功能。 中斷服務(wù)程序流程圖 正弦脈寬調(diào)制波DSP軟件實(shí)現(xiàn)方法正弦波作為調(diào)制波是產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波的基本思想，當(dāng)正弦波與三角波曲線相交時(shí)，脈沖控制信號(hào)產(chǎn)生于交點(diǎn)處，開關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷由這些脈沖信號(hào)控制，可得到幅度相等，寬度不等的脈沖信號(hào)，脈沖寬度與所對(duì)應(yīng)區(qū)間正弦調(diào)制波曲線函數(shù)值正比。自然采樣法、對(duì)稱規(guī)則采樣法、不對(duì)稱規(guī)則采樣法為實(shí)現(xiàn)正弦脈寬調(diào)制的采樣的主要三種方法。自然采樣法是最基本的釆樣方法，利用該法得到的正弦脈寬調(diào)制波最接近正弦波，但是其有一定的缺點(diǎn)，其要求解比較復(fù)雜的超越方程，利用 DSP求解超越方程的過程需要花費(fèi)大量的時(shí)間，這與控制算法的實(shí)時(shí)性要求沖突了，所以自然采樣法在實(shí)際工程應(yīng)用中使用較少。對(duì)比規(guī)則采樣法，其計(jì)算量小，產(chǎn)生的正弦脈寬調(diào)制波也較接近于正弦波，所以比較廣泛應(yīng)用于實(shí)際中。 利用規(guī)則采樣法產(chǎn)生的正弦脈寬調(diào)制波原理圖，A點(diǎn)作為等腰三角波峰值采樣點(diǎn)，在點(diǎn)A處作一條垂線交正弦波于B點(diǎn)，沿B點(diǎn)作一條水平線交三角載波于C、D兩點(diǎn)，其中，C、 D兩點(diǎn)即為開關(guān)管開斷時(shí)刻，即在C、D段內(nèi)輸出正弦脈寬調(diào)制脈沖。三角載波在DSP中是利用通用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)的，將定時(shí)器設(shè)為連續(xù)增減計(jì)數(shù)模式，則其產(chǎn)生的三角載波都是從零計(jì)數(shù)到周期寄存器的值，再連續(xù)遞減到零，負(fù)半波在其中間沒有產(chǎn)生。為了便于編程，可將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置為三角載波的波谷，即可得到雙極性的正弦脈寬調(diào)制波。 ，三角載波的頻率為，周期為，幅值為；開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間為；設(shè)正弦調(diào)制波為； （）其中，為正弦波幅值。 令正弦波的頻率為，則載波比N為； （）調(diào)制度M為： （） ，當(dāng)載波比N值越大時(shí)，在一個(gè)正弦周期內(nèi)的采樣點(diǎn)就會(huì)越多，輸出波形越接近于正弦波，實(shí)際應(yīng)用中為了消除3的整數(shù)次諧波，一般將N的值為3的整數(shù)倍。； （）將帶入到式()，化簡； （） 式()中，為采樣時(shí)刻。 ，載波周期對(duì)應(yīng)的是2T1PR (周期寄存器），即； （） （）聯(lián)立式()、 ()、 ()，則有:
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