【正文】 本 論 文的完成也 有 他們 的 無私奉獻，感謝他們對我順利完成學業(yè)所付出的艱辛。 再次向田立欣老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。他對 電力電子 專業(yè)研究和對該課題深刻的見解，使我受益匪淺。 從 選擇設計題目 ，到最后的 畢業(yè)設計 的完成 ，田 老師始終都給予 我 細心的 幫助 和不懈的支持 。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 27 參考文獻 [1] 周玉柱 . 戶用風 /光互補正弦波逆變電源的研制 [D]. : 2021. [2] 周志敏，紀愛華 . 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計與應用實例 [D].:2021 [3] ， Gounden. Power Electronic Interface for GridConnected PV array using Boost Converter and LineCommutated Inverter with MPPT[J].:International Conference on Intelligent and Advanced Systems 2021 [4] 馮麗平 . 風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計與實現(xiàn) [J].:2021 [5] 王翠娟，趙巧娥，張強 .風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器的研究 [D].:電力學報 2021,(10) [6] 趙邈，陸佳政，周任軍，張紅先 . 小型風光互補并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) [A].:湖南電力 2021,(2) [7] G P Raghavendra Yasasvl,A Kiran Kumar and J interfacing of a photovoltaic system using a chain cell converter.:Nan Tong University. Downloaded on April 20,2021 [8] 趙強，崔暢 . 風力發(fā)電系統(tǒng)正弦波逆變器設計 [A].:電子設計工程 2021,(2) [9] 尹靜 . 光伏并網(wǎng)逆變器的研究及可靠性分析 [A].:2021 [10] 劉炳山 . 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運行控制技術研究 [A].:2021 [11] 羅隆福 ,趙劍松 . 基于 DSP 的光伏并網(wǎng)逆變器的設計 [A].:2021(11) [12] 吳治堅．新能源 和可再生能源的利用【 M】．機械工業(yè)出版社， 2021 [13] 王宇．風光互補發(fā)電控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)【 D】：【碩士學位論文】．天津大學，2021． 12 [14] Soteris A, and construction of one axissun tracking ,1996 [15] 喬朝瑛．獨立式小型風力發(fā)電機及其控制器的研究【 D】：【碩士學位論文】．西安科技大學， 2021． 04 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 28 謝 辭 時光飛逝，四年的大學求學之路馬上 就要結束了時光飛逝，在這寶貴的時間里，老師的教誨和同學的關懷使我受益匪淺，借此論文完成之際，謹向給予我?guī)椭椭С值娜吮硎居芍缘母兄x。對設計的逆變 器系統(tǒng)的電路分析做出了改進，該逆變系統(tǒng)具有逆變效率高、 系統(tǒng)性能穩(wěn)定、電路結構合理、保護功能完備等特點，生產(chǎn)成本上都較市面上同類產(chǎn)品有所降低，性能有所提高。這種結構克服了傳統(tǒng)單級逆變器的缺點，具有功率密度高、動穩(wěn)態(tài)性能好、電壓失真度小、變換效率高等特優(yōu)點。 通過分析風光互補發(fā)電系統(tǒng)的工作原理和國內外發(fā)展現(xiàn)狀，深入研究光伏陣列工作原理，風力發(fā)電機工作特性以及蓄電池充、放電過程中電化學反應機理，蓄電池充放電控制原理，太陽能、風能的整流逆變等。新能源產(chǎn)業(yè)被納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 25 圖 控制信號發(fā)生圖 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 26 結 論 近幾年，受到煤和石油等能源價格上漲和全球氣候變化的影響，新能源開 發(fā)利用日益受到國內外社會的重視；我國有著非常豐富的可再生能源，能夠滿足自給自足開發(fā)利用的需求。其作用是將 SPWM，交替送至兩個三極管VV 21及 的基極， VV 21和 相位相差 180176。振蕩器分兩路輸出，一路是時鐘脈沖，一路是鋸齒波，比較器反向端接誤差放大器。 f = 。 控制信號發(fā)生器 振蕩器腳 7 需 要接外電容 CT，腳 6 需要接外電阻 RT。電壓比較器 C C2的門限電壓分別為 32VR和 3VR（ VVVEECCR ??）。 圖 ICL8083 模塊的外部腳圖 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 24 圖 ICL8038 內部原理框圖 工作原理： ICL8038 由恒流源 II21和，電壓比較器 CC21和和觸發(fā)器組成 ?？梢杂秒娮杵骱碗娙萜鱽磉M行調節(jié)。是徹徹底底的單片集成電路。 DC/AC 逆變電路的控制模塊設計 主控制電路的設計 逆變電路的控制模塊以 TI 公司的 ICL8038 為核心控制芯片。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 23 圖 SG3525A 的控制電路原理圖 圖中 SG3525 的 11 管腳和 14 管腳分別與圖 41 中莫斯管 Q Q2 的門極 G 管腳相連，實現(xiàn)驅動開關管的功能。 控制芯片外圍電路設計 本設計中擬采用美國通用電氣公司的電壓控制型 PWM 控制 SG3525 為核心控制芯片，實現(xiàn) 40VDC輸入 400VDC輸出、輸出功率為 1500W 的 DCDC 高頻升壓功能，同時實現(xiàn)電路的過流保護。 SG3525 有雙列直插式 16 管腳的 DIP16 封裝和貼片式 16 管腳的 S016 兩種封裝形式。 SG3525 內部結構如下圖所示： 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 22 圖 SG3525控制芯片內部結構圖 SG3525 具有可 調的死區(qū)時間，振蕩器的時標電容 Ct 通過外接電阻 Rd 至引腳 7，改變 Rd 就可以改變 Ct 的放電時間，也改變了死區(qū)時間 Td ，而 Ct的充電是由 Rt的內部電流源決定的。該電路由基準電壓源、震蕩器、誤差放大器、 PWM 比較器與鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅動級，軟啟動及關斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是 0~700C。SG3525 采用推挽式、雙通道輸出，可調占空比最高可達 50%。本課題選擇 SG3525A 雙端輸出式 SPWM 脈寬調制器專用芯片作為前級 DCDC 模塊的主要控制芯片?？刂破鞯闹饕饔萌缦拢? 電池充放電控制：控制器對蓄電池的電壓值和電荷狀態(tài)進行實時的采樣與檢測，判 斷蓄電池的工作狀態(tài)是否超過了充電與放電的臨界點，根據(jù)檢測到的信號發(fā)出相關充、放電的指令，達到保護蓄電池 延長使用 壽命的目的。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 21 第四章 控制電路 控制器是風光互補發(fā)電系統(tǒng)中極為關鍵的部分。oP 為 300W，阻抗系數(shù)介于 到 之間，這里取 ，代入數(shù)據(jù)計算得阻抗 ? 的取值為 。 （ 321） 式中 k —— 表示 阻抗系數(shù)。查閱相關資料所得 ，選擇了截止頻率為 10KHz 的濾波器。本設計 選擇了 ? 型低通濾波器，其截至頻率 cf 與電感 L、電容 C 之間的關系。下面通過計算來確定 IGBT 管的具體型號和參數(shù)： A 計算逆變器的電流峰值 （ 319） 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 20 式中 NP —— 表示 逆變電路總功率 ； AK —— 表示 逆變器的過載因數(shù) ； RK —— 表示 逆變器的安全系數(shù)。OP 300W 輸入電壓OV 14V 逆變效率 ? %95? 輸出電壓OU 220V 輸出波形 正弦 輸出頻率 1f 50Hz 開關元件的選擇 DC/AC 逆變模塊屬于高壓中容量系 統(tǒng)，由于 MOS 管在高壓中容量系統(tǒng)中通態(tài)電阻會增大，為了防止這一現(xiàn)象，該模塊當中選擇絕緣門極雙極性晶體管 IGBT 管作為住開關元件。 推挽式電路的元件 根據(jù)風光互補并網(wǎng)系統(tǒng)對逆變器的要求，本設計中的逆變器需滿足一定的性能要求。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 19 圖 DC/AC逆變電路圖 工作原理：其升壓變壓器接在正電源 上，兩個功率管交替工作，得到交流電。半橋逆變電路具有結構簡單、使用元器件少的優(yōu)點，但在性能上存在明顯的缺陷：交流電壓幅值小、逆變效率低，存在較大的電能損耗 ；直流側需串聯(lián)兩個電容，且需調節(jié)兩個電容器電壓均衡，不便于控制。另外續(xù)流二極管 D 的導通電阻要小，開關頻率要高，通常要選用快恢復二極管和肖特基二極管。開關管的選型設計還要其驅動電路簡單、開關頻率要高、導通電阻要小。 (3) 功率開關管 VT 的選擇 功率開關管 VT 在工作中承受的最大電壓是 UO，由于輸入電壓波動和電感的反峰尖刺電壓的影響，功率開關管 VT 的最大電壓要大于 O開關管的最大允許工作電 壓必須要留有充分的裕度，通常選擇 1． 1 1． 2UO的 (2~3)倍。實際電路設計中，選擇電感電流的增量為： ITU IONILI ??? （ 317） 由上式可得： 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 18 ?? ?IUUUUUU IUUUUITUffLIIIIIIONI020020000)????? （ 318） 取 IO=5A， Uo=40V,UI=20V,f=50Khz,△ UO按照上式計算得， L≥ 14． 3uH。 (2)儲能電感 L 的參數(shù) 依據(jù) DC／ DC 升壓變換器的工作波形，儲能電感 L 電流可分為直流平均值和紋波分量。 則有： 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 17 UTI OONC ?? 0 （ 312） 又有： TU UUT ION ???00 （ 313） 由以上兩式可以得出： ? UU UUIfC I0000 )??? ?? （ 314） 取 IO=5A， U0=40V， Uf=20V , f =50Khz,△ Uo=1 V，按照上式計算得： C≥ 50uF。 DC／ DC 升壓變換器硬件參數(shù)計算 升壓變換器的主要元件包括：儲能電感 L、濾波電容 C、功率開關管 VT 和續(xù)流二極管 D。由上式可知，通過控制占空比大小就可以得到所需的電壓；因為占空比始終小于 1，所以輸出電壓 U0總是大于輸入電壓 UI升壓 DC/DC 變換 器也因此而得名。 在開關管 VT 導通結束時，流過電感流為： TUII ONILVLP L ??? （ 36） 流過電感 L 的電流 iL的增量為 LUI 當功率 開關管 VT 導通時，可以忽略開關管的導通