12KVA單相逆變器設計與仿真(共16頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)12KVA單相逆變器設計與仿真姓 名：0班 級：0學 號：0同組同學：0目錄前言1.1技術要求 41.2單相逆變電路 41.3負載參數(shù)計算 51.4濾波電容計算 61.5無隔離變壓器時，逆變器輸出電流有效值 61.6無隔離變壓器時，逆變器輸出電流峰值 61.7濾波電感計算 71.8逆變電路輸出電壓 81.9主開關器件的耐壓 91.10輸出濾波模型 101.11單相逆變器的控制策略 112.1電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真 13總結 14前言逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉變

2、成交流電（一般為220v50HZ正弦或方波）。通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風扇、照明等 。簡單地說，逆變器就是一種將低壓(12 48伏)直流電轉變?yōu)?20伏交流電的電子設備。因為我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。我們處在一個“移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂。在移動的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時更需要我們在日常

3、環(huán)境中不可或缺的220伏交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求。1.1技術要求輸出電壓V0（相）：300V 2、輸出功率P0：12KVA 輸出頻率f：100HZ 過載倍數(shù)：1.5倍 負載功率因數(shù)cos：0.8-1 輸入電壓 38010%7、輸入頻率 50Hz10%1.2單相逆變電路因為輸出功率為12KVA，所以選擇單相全橋逆變電路。單相全橋逆變電路，如圖1所示。圖1 單相全橋逆變電路1.3負載參數(shù)計算負載輸出部分電路圖，如圖2所示圖2 負載輸出電路1.負載電阻最小值計算當cos=1時，負載電阻計算計算公式為公式（3-1）；當cos=0.8時，負載電阻計算公式為公式（3-2） (3-1) （3-

4、2）2.負載電感最小值計算負載無功功率為 (3-3)負載電感感抗為 (3-4)負載電感L1為 （3-5）1.4濾波電容計算濾波電容與負載并聯(lián)，對逆變電路輸出電流影響較大，設計濾波電路時選擇濾波電容容抗等于負載電感感抗的2倍.濾波電容容抗為 (4-1)濾波電容C為 (4-2)實際取值130uF,由13個10uF的電容構成電容阻抗實際值為 （4-3）1.5無隔離變壓器時，逆變器輸出電流有效值長期最大電流為 （5-1） 短期最大電流為 （5-2）1.6無隔離變壓器時，逆變器輸出電流峰值長期電流峰值為 （6-1）短期電流峰值為 （6-2）1.7濾波電感計算1.濾波電感的作用 1).減小輸出電壓的諧波電

5、壓 2).保證濾波電壓的傳輸2.設計濾波器時應該注意以下問題 1).濾波電路固有頻率應遠離輸出電壓中可能出現(xiàn)的諧波頻率. 2).應該遠小于1（即) 3).應較小根據(jù)設計濾波器時要注意的問題要求而選擇濾波電感L為 （7-1）實際取值為950uH所以濾波電感感抗為 (7-2)濾波電路的固有頻率為 （7-3）滿足要求1.8逆變電路輸出電壓濾波及負載部分電路圖，如圖3所示圖3 濾波及負載部分電路圖在過載2倍的情況下：1.時（即純阻性）電感電流與間的夾角為 （8-1）電感電流為 (8-2)電感上的壓降為 (8-3)逆變電路的輸出電壓為 （8-4）2.時（即阻感性）負載電感電流與濾波電容電流之差為 (8-

6、5)與之間的夾角為 （8-6） 電感電流為 (8-7) 電感上的壓降為為 (8-8)逆變電路的輸出電壓為 (8-9)1.9主開關器件的耐壓主開關器件的耐壓根據(jù)所有工作情況下的最高電壓考慮，主開關器件所承受的最高電壓一般出現(xiàn)在輸入電壓最高、輸出負載最輕時，選主開關器件耐壓為實際工作電壓的2倍。取逆變電路在過載情況下的輸出電壓的2倍，即。在留有一定裕量下，實際選650V耐壓的開關器件。1.10輸出濾波模型輸出濾波電路圖，如圖4所示 圖4 輸出濾波電路根據(jù)輸出濾波電路寫出如下關系式 （10-1） （10=2） 將式（9-1）、（9-2）變換形式后的式（9-3）、（9-4） （10-3） （10-4）

7、根據(jù)（9-3）、（9-4）畫出輸出濾波仿真模型，如圖5所示 圖5 輸出濾波仿真模型輸出電壓Vo與輸入電壓Vi的關系式為 （10-5）1.11單相逆變器的控制策略 1.電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型，如圖6所示 圖6 單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型在給定輸入Vi與負載擾動輸入io共同作用下下，閉環(huán)輸出Vo（s）為 其閉環(huán)特征方程為 （11-2）主導極點為 （11-3）非主導極點為 （11-4）期望的特征方程為 （11-5）根據(jù)極點配置法求解，得 （11-6） （11-7） （11-8） 是阻尼比 是自然振蕩頻率 為濾波電感 為濾波電容當、時，代入到（11-6）、（11-7）、（11-8）中求得

8、 2.1電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型，如圖10所示 圖10 電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型 圖13 輸出電壓的波形圖14.單向負載波圖十五.突加負載圖十六.突減負載總結經過此次設計，我了解了仿真電路設計中的各項細節(jié)和過程，熟悉了單向逆變電路的特性和特點，將公式推導和原理結合相統(tǒng)一起來，深刻認識都計算精細對整個仿真的巨大印象，透徹的將感性和容性負載相區(qū)別，將功率角、功率因素和有功功率、無功功率的各種聯(lián)系透徹掌握，最后也對matlab仿真軟件進一步熟悉了解，能夠基本操作該軟件做電路仿真實驗，并取得目標波形結果。此次設計收獲頗豐，雖然存在一些不足和錯誤，但在及時改正后取得了較好結果，相信在以后的學習中能夠更加好的利用現(xiàn)在的所學，得到更大進步！參考文獻1王兆安.黃俊.電力電子技術M.北京:機械工業(yè)出版社，2008.2陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京:機械工業(yè)出版社，