【正文】
導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)漂移。逆變電路要實(shí)現(xiàn)輸出純正的正弦波,其控制方案的實(shí)現(xiàn)通常分為模擬控制和數(shù)字控制,具體的控制方案有以下幾種: 模擬控制控制脈沖的生成、控制算法的實(shí)現(xiàn)全部由模擬器件完成。的矩形波,而是正負(fù)各位的矩形波。較少為角。較少為角(0180176。反偏。其波形如圖213所示,這里所說(shuō)的移相調(diào)壓其實(shí)就是調(diào)節(jié)輸出電壓矩形波(脈沖)的寬度,具體做法是,柵極信號(hào)、互補(bǔ),、互補(bǔ),而且仍為180176。的矩形波情況,在這種情況下,要改變輸出電壓的有效值,只能通過(guò)改變直流電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。把幅值為的矩形波u0展開,形成傅里葉級(jí)數(shù): (21)式中,基波的幅值和基波的有效值分別為: (22) (23)上述公式對(duì)于半橋電路也是適用的,只是式中的要換成/2。在直流電壓和負(fù)載都相同的情況下,輸出的電流的波形也和半橋電路中的形狀相同,而幅值增加一倍。如圖212所示,單相全橋逆變電路可以看作是由兩個(gè)半橋逆變電路組成的,橋臂4和橋臂3各成一對(duì),成對(duì)的兩個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通,兩對(duì)交替各導(dǎo)通180176。在相同的直流輸入電壓情況下,全橋逆變電路的最大輸出電壓是半橋逆變電路的兩倍,這意味著輸出功率相同時(shí),全橋逆變電路的輸出電流和通過(guò)開關(guān)器件的電流均是半橋逆變電路的一半,在大功率場(chǎng)合中,這是一個(gè)非常顯著的優(yōu)點(diǎn),可以減少電路所需并聯(lián)的器件數(shù)量。 圖211 半橋逆變電路 全橋逆變電路電路結(jié)構(gòu)如圖212所示,該電路是單相全橋逆變電路,可以看作是由兩個(gè)半橋逆變電路組成的。半橋逆變電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,電路中的功率開關(guān)器件比較少,但是主電路的交流輸出電壓幅值僅僅為/2,所以在同等容量條件下它的功率開關(guān)額定電流是全橋逆變電路中功率開關(guān)器件的額定電流的兩倍。當(dāng)Q1導(dǎo)通、Q2截止時(shí),輸出電流和途中所示的方向相同,當(dāng)Q2導(dǎo)通、Q1截止時(shí),輸出電流和圖中所示方向相反。 圖210 推挽式逆變電路 半橋逆變電路該電路的結(jié)構(gòu)如圖211所示,它有兩個(gè)橋臂,每個(gè)橋臂由一個(gè)可控元件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成,在它的直流側(cè)接有兩個(gè)足夠大的互相串聯(lián)的電容,使得兩個(gè)電容的聯(lián)接點(diǎn)成為直流電源的中點(diǎn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖結(jié)束后,即在死區(qū)時(shí)間內(nèi),兩只開關(guān)管都截止且端電壓都為。 推挽式逆變電路如圖210所示,推挽電路的工作是由兩路相位相反的驅(qū)動(dòng)脈沖分別加到逆變開關(guān)管2的基極,控制它們交替斷通,使輸入直流電壓變換成高頻的方波交流電壓從變壓器輸出。其中,占空比1,可見(jiàn)電路的輸出平均電壓大于輸入直流電源電壓,即該斬波電路具有升壓功能,符合設(shè)計(jì)要求。在時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V關(guān)斷,電路工作方式為模式2,此時(shí)電源和電感儲(chǔ)能釋放,同時(shí)向電容和負(fù)載供電。當(dāng)電流連續(xù)時(shí),該電路工作在模式1和模式2;當(dāng)電流斷續(xù)時(shí),電路工作于模式模式2和模式3。如圖27所示,升壓斬波電路中的開關(guān)器件可以根據(jù)具體的應(yīng)用需要來(lái)選擇,其中二極管VD可以防止電容C通過(guò)電源放電。 圖26 推挽變換 直流升壓斬波電路如圖27所示,該電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,控制方式簡(jiǎn)單,而且用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能30%左右,所以直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。 圖25(a) 圖25(b) 半橋式變換 全橋式變換 推挽變換如圖26所示,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,完全可以看作是有兩個(gè)對(duì)稱的單端正激式變換器組成的,所以變壓器鐵芯是雙向磁化的,在相同的鐵芯尺寸下,推挽電路可以比正激式電路輸出更大的功率。 圖24(a) 圖24(b) 正激式變換 反激式變換 半橋式如圖25(a)所示,變壓器鐵芯不存在直流偏磁現(xiàn)象,變壓器在兩象限工作,功率管只承受電源電壓,所以該電路適合用于高壓中功率場(chǎng)合。 反激式如圖24(b)所示,該電路的形式與正激式變換器相似,主功率管承受的電壓相同,但是變壓器的接法卻不相同。本設(shè)計(jì)中,逆變器的輸入為24V直流電壓,而其輸出則要求為穩(wěn)定的220V交流電壓,所以系統(tǒng)中必須有升壓變壓器。但是由于沒(méi)有進(jìn)行隔離,所以存在許多不安全因素,為了進(jìn)行保護(hù)和防止干擾,必須采取許多防護(hù)措施。蓄電池負(fù)載濾波環(huán)節(jié)高頻逆變逆變整流高頻升壓直流升壓DCDC環(huán)節(jié)逆變DCAC環(huán)節(jié)圖22 高頻變壓器形式 無(wú)變壓形式電路即兩級(jí)結(jié)構(gòu)(DCDCAC),如圖23所示,將直流電壓經(jīng)過(guò)非隔離變化后得到高壓直流電壓,再通過(guò)工頻逆變得到交流電壓。(2)工頻逆變部分(DCAC):濾波得到的高壓直流電壓經(jīng)過(guò)工頻逆變電路得到220V或者380V的交流電壓。蓄電池負(fù)載濾波環(huán)節(jié)工頻逆變工頻升壓圖21 工頻變壓器形式 高頻變壓器形式電路即三級(jí)結(jié)構(gòu)(DCACDCAC),如圖22所示,主電路分為高頻升壓部分和工頻逆變部分,系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。工頻變壓器形式電路的工作效率一般可以達(dá)到90%以上,可靠性高、抗輸出短路的能力強(qiáng)。按逆變開關(guān)電路的工作方式,可分為諧振式逆變、定頻硬開關(guān)式逆變和定頻軟開關(guān)式逆變。按輸出電壓或電流的波形,可分為正弦波輸出逆變和非正弦波輸出逆變。按逆變主開關(guān)器件的類型,可分為晶閘管逆變、晶體管逆變、場(chǎng)效應(yīng)管逆變、IGBT逆變等等。按輸出能量的去向,可分為有源逆變和無(wú)源逆變。 逆變技術(shù)的分類現(xiàn)代的逆變技術(shù)種類很多,可以按照不同的形式進(jìn)行分類,主要有如下幾種:按逆變器輸出交流的頻率,可分為工頻逆變(50~60Hz )、中頻逆變(400Hz到十幾KHz)、高頻逆變(十幾KHz到幾MHz)。第二章 獨(dú)立逆變電源的系統(tǒng)分析逆變技術(shù)是在電力電子技術(shù)中最主要、最核心的技術(shù),它主要應(yīng)用于各種逆變電源、變頻電源、開關(guān)電源、UPS電源、交流穩(wěn)壓電源、電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償、電力有源濾波器、變頻調(diào)整器、電動(dòng)汽車、電氣火車、燃料電池靜置式發(fā)電站等。 論文主要研究的的內(nèi)容以及目標(biāo)本課題主要是研究逆變技術(shù),通過(guò)給定輸入的直流電轉(zhuǎn)化為能帶動(dòng)額定負(fù)載的交流電輸出,并以此為基礎(chǔ)利用Matlab與DSP混合編程研究單相逆變電源的仿真,并將做出相應(yīng)的參數(shù)辨別曲線,做出估算及計(jì)算精度。高頻變換逆變電源是通過(guò)高頻DCDC變換技術(shù),先將低壓直流變?yōu)楦哳l低壓直流,經(jīng)過(guò)高頻變壓器升壓后再整流成高壓直流,對(duì)其再進(jìn)行正弦變換,即可得到220V/ 50Hz正弦波交流電。工頻變換逆變電源是先產(chǎn)生50HZ交流信號(hào),然后利用工頻升壓器產(chǎn)生220V交流電。 國(guó)內(nèi)研究水平以及發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái),現(xiàn)代逆變技術(shù)主要朝著高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化以及并機(jī)技術(shù)的趨勢(shì)發(fā)展。而逆變電源是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分,逆變電源的性質(zhì)決定了光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電能的質(zhì)量。隨著逆變技術(shù)復(fù)雜程度的增加,所需處理的信息量越來(lái)越大,而微處理器的誕生正好滿足了逆變技術(shù)的發(fā)展要求,從8位的帶有PWM口的微處理器到單片機(jī),發(fā)展到今天的32位DSP器件,使先進(jìn)的控制技術(shù)如矢量控制技術(shù)、模糊控制等在逆變領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后,逆變技術(shù)開始從應(yīng)用低速器件、低開關(guān)頻率逐漸向采用高速器件、提高開關(guān)頻率的方向發(fā)展,使逆變器體積進(jìn)一步減小,效率進(jìn)一步提高,正弦波逆變器的品質(zhì)指標(biāo)也得到很大提高。從1948年美國(guó)西屋電氣公司研制出第一臺(tái)3kHZ感應(yīng)加熱逆變器至今已有近60年歷史了,而晶閘管SCR的誕生為正弦波逆變器的發(fā)展創(chuàng)造了條件,到了20世紀(jì)70年代,可關(guān)斷晶閘管(GTO)、電力晶閘管(BJT)的問(wèn)世使得逆變技術(shù)得到發(fā)展應(yīng)用。逆變電源的研制將帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前世界各國(guó)電源標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一,各種新興的能源形式也不斷出現(xiàn),逆變電源有著廣泛的用途,它可用于各類交通工具,如汽車、各類艦船以及飛行器,在太陽(yáng)能及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域,逆變電源有著不可替代的作用。關(guān) 鍵 詞:直流升壓 全橋逆變 Matlab仿真AbstractIn recent years, along with the science and technology progress, people’s requirement and quality enhances unceasingly. Such as notebook, mobile phones, digital cameras, MP3, MP4 and other small hightech products are more and more used by people. Meanwhile, the variety of emerging energy constantly appear. It prompted the inverter technology constantly’s progress and development. Basing on inverter power supply, people can use DC (such as batteries, fuel cells, swit