電氣工程課程設(shè)計(jì)-正弦波逆變器設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-06-12 09:06本頁面
【正文】 WM 正弦脈寬調(diào)制可分為雙極性調(diào)制方式、單極性調(diào)制方式和單極性倍頻調(diào)制方式。 單相全橋式電壓型 SPWM 逆變器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 6 所示。 在正弦波逆變電源數(shù)字化控制方法中，目前國內(nèi)外主要研究的有數(shù)字 PID 控制、無差拍控制、雙環(huán)反饋控制、重復(fù)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。 正弦脈寬調(diào)制的特點(diǎn)是脈寬調(diào)制以逆變器的功率器件的快速而有規(guī)律的開關(guān)，形成一系列有規(guī)則的矩形方波，以和期望的控制電壓等效。 正弦脈寬調(diào)制法，是將每一正弦周期內(nèi)的多個(gè)脈沖作自然或規(guī)則的寬度調(diào)制，使其依次調(diào)制出相當(dāng)于正弦函數(shù)值的相位角和面積等效于正弦波的脈沖序列，形成等幅不等寬的正弦化電流輸出。 6 正弦波輸出變壓變頻電源調(diào)制 方式 正弦脈寬調(diào)制技術(shù) 隨著逆變器控制技術(shù)的發(fā)展，電壓型逆變器出現(xiàn)了多種變壓，變頻控制方法。需要注意的事，驅(qū)動電路要將每一路信號分電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 7 成相互隔離的兩路，分別驅(qū)動處于對角位置上的兩個(gè)開關(guān)管。 圖 3 單相 SPWM逆變電源控制電路 放大第一路 Tr Tr4 輸出，第二路 Tr Tr3 輸出， IC3 輸出正值比較， IC4 輸出負(fù)值比較圖中，正弦波發(fā)生器和三角波發(fā)生器分別見下兩圖 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 6 圖 4 正弦波發(fā)生器 圖 5 三角波發(fā)生器 以標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號為參考，將輸出電壓的反饋信號與之相比較 ，經(jīng)由 IC1及其外圍電路組成的 PI 型誤差放大器調(diào)節(jié)后得到一個(gè)控制信號，送到 IC2 去調(diào)制三角波，即可得到 SPWM 波形。它們的電器性能和成本有所不同，各有各的優(yōu)勢和不足之處。F250VAC。 LC 濾波 L 為工頻電感，電感量可選為 1～ 2mH，為減小噪聲，選閉合鐵芯，如 OD 型硅鋼鐵芯 (400Hz)或鐵粉芯鐵芯。 參數(shù)設(shè)計(jì) 開關(guān)管 + C L 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 5 逆變器允許輸出峰值為 Im=3Iom=3= 所以開關(guān)管的電流定額可以選為 600V。開關(guān)管的峰值電流： Im=3I1m=3≈31(A) 4 無工頻變壓器的逆變器主電路設(shè)計(jì) 電路形式 我們知道，無工頻變壓器的逆變電源實(shí)際是包含兩個(gè)部分：一套 DC/DC 和一套 SPWM 逆變器，我們將在這里討論 SPWM 逆變主電路，其電路形式如圖 2 所示。),。 N1=V1max/(KfSeBm) N2=N1/n 導(dǎo)線截面：副邊 S2=I2/j=≈(mm178。設(shè)變壓器的效率 ηr=95%，則原邊效率 P1=Po/ηr≈1260W。 圖 1 有工頻變壓器的逆變電源主回路 電源為 180V～ 285VDC，四個(gè)開關(guān)管分別為 Tr Tr Tr Tr4. 圖中， Tr1～ Tr4 為 IGBT 開關(guān)管， C1 為串聯(lián)耦合電容，防止 變壓器因單相偏磁而飽和， T 為隔離升壓變壓器， C2 為輸出濾波電容， L 為輸出濾波電感。然后，再由另一套逆變器以SPWM 方式工作，將穩(wěn)定的直流電壓逆變成有效值稍大于 220V 的 SPWM 電壓波形，經(jīng) LC 濾波后， 就可以得到有效值為 220V的 50Hz 交流電壓。 無工頻變壓器的逆變電源 逆變電路以 PWM 方式首先將 185～ 285VDC 電壓逆變成高壓波，經(jīng)高頻升壓變壓器升壓，再整流濾波得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，比如 350VDC。 這種電路方式效率比較高、可靠性較高、抗輸出短路的能力較強(qiáng)。這種逆變電源的主回路形式有下述兩種。 (4) 整機(jī)效率：設(shè)計(jì)目標(biāo) η≥82% 主電路形式選擇 這種正弦波輸出逆變器的輸入電壓變化范圍較寬，為 185～ 285V,而其輸出則要求是穩(wěn)壓的。1Hz。 (2) 逆變電源的輸入直流電壓為 180~285V，而 UPS 內(nèi)置電池電壓為 12V 或24V。普通 UPS 設(shè)備因受內(nèi)置蓄電池容量的限 制，供電時(shí)間比較有限，而直流操作電源所帶的蓄電池容量一般都比較大，電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 2 所以需要一套逆變電源將直流電逆變成單相交流電。本文針對正弦波輸出變壓變頻電源 SPWM 調(diào)制方式及數(shù)字化控制策略進(jìn)行了研究，以YMS320F240 數(shù)字信號處理器為主控芯片，以期得到一種較理想的調(diào)制方法，實(shí)現(xiàn)逆變電源變壓、變頻輸出。 在現(xiàn)有的正弦波輸出變壓變頻電源產(chǎn)品中，為了達(dá)到 SPWM 波，一般都采用雙極性調(diào)制技術(shù)。對逆變器輸出波形質(zhì)量的要求主要包括兩個(gè)方面：一是穩(wěn)態(tài)精度高；二是動態(tài)性能好。盡管 IGBT 模塊在大
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