12KVA單相逆變器設(shè)計(jì)與仿真(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)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(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)12KVA單相逆變器設(shè)計(jì)與仿真姓 名：0班 級(jí)：0學(xué) 號(hào)：0同組同學(xué)：0目錄前言1.1技術(shù)要求 41.2單相逆變電路 41.3負(fù)載參數(shù)計(jì)算 51.4濾波電容計(jì)算 61.5無隔離變壓器時(shí)，逆變器輸出電流有效值 61.6無隔離變壓器時(shí)，逆變器輸出電流峰值 61.7濾波電感計(jì)算 71.8逆變電路輸出電壓 81.9主開關(guān)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?jiǎn)伍]環(huán)控制系統(tǒng)仿真 13總結(jié) 14前言逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等 。簡(jiǎn)單地說，逆變器就是一種將低壓(12 48伏)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。因?yàn)槲覀兺ǔＪ菍?20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(gè)“移動(dòng)”的時(shí)代，移動(dòng)辦公，移動(dòng)通訊，移動(dòng)休閑和娛樂。在移動(dòng)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(shí)更需要我們?cè)谌粘?/p>

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(shù)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(fù)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?yàn)檩敵龉β蕿?2KVA，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(fù)載參數(shù)計(jì)算負(fù)載輸出部分電路圖，如圖2所示圖2 負(fù)載輸出電路1.負(fù)載電阻最小值計(jì)算當(dāng)cos=1時(shí)，負(fù)載電阻計(jì)算計(jì)算公式為公式（3-1）；當(dāng)cos=0.8時(shí)，負(fù)載電阻計(jì)算公式為公式（3-2） (3-1) （3-

4、2）2.負(fù)載電感最小值計(jì)算負(fù)載無功功率為 (3-3)負(fù)載電感感抗為 (3-4)負(fù)載電感L1為 （3-5）1.4濾波電容計(jì)算濾波電容與負(fù)載并聯(lián)，對(duì)逆變電路輸出電流影響較大，設(shè)計(jì)濾波電路時(shí)選擇濾波電容容抗等于負(fù)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(shí)際取值130uF,由13個(gè)10uF的電容構(gòu)成電容阻抗實(shí)際值為 （4-3）1.5無隔離變壓器時(shí)，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(shí)，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(jì)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(shè)計(jì)濾波器時(shí)應(yīng)該注意以下問題 1).濾波電路固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)離輸出電壓中可能出現(xiàn)的諧波頻率. 2).應(yīng)該遠(yuǎn)小于1（即) 3).應(yīng)較小根據(jù)設(shè)計(jì)濾波器時(shí)要注意的問題要求而選擇濾波電感L為 （7-1）實(shí)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(fù)載部分電路圖，如圖3所示圖3 濾波及負(fù)載部分電路圖在過載2倍的情況下：1.時(shí)（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(shí)（即阻感性）負(fù)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(guān)器件的耐壓主開關(guān)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(guān)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(fù)載最輕時(shí)，選主開關(guān)器件耐壓為實(shí)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(shí)際選650V耐壓的開關(guān)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(guān)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(guān)系式為 （10-5）1.11單相逆變器的控制策略 1.電壓?jiǎn)伍]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(fù)載擾動(dòng)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(dǎo)極點(diǎn)為 （11-3）非主導(dǎo)極點(diǎn)為 （11-4）期望的特征方程為 （11-5）根據(jù)極點(diǎn)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(dāng)、時(shí)，代入到（11-6）、（11-7）、（11-8）中求得

8、 2.1電壓?jiǎn)伍]環(huán)控制系統(tǒng)仿真電壓?jiǎn)伍]環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型，如圖10所示 圖10 電壓?jiǎn)伍]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(fù)載波圖十五.突加負(fù)載圖十六.突減負(fù)載總結(jié)經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，我了解了仿真電路設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)和過程，熟悉了單向逆變電路的特性和特點(diǎn)，將公式推導(dǎo)和原理結(jié)合相統(tǒng)一起來，深刻認(rèn)識(shí)都計(jì)算精細(xì)對(duì)整個(gè)仿真的巨大印象，透徹的將感性和容性負(fù)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(duì)matlab仿真軟件進(jìn)一步熟悉了解，能夠基本操作該軟件做電路仿真實(shí)驗(yàn)，并取得目標(biāo)波形結(jié)果。此次設(shè)計(jì)收獲頗豐，雖然存在一些不足和錯(cuò)誤，但在及時(shí)改正后取得了較好結(jié)果，相信在以后的學(xué)習(xí)中能夠更加好的利用現(xiàn)在的所學(xué)，得到更大進(jìn)步！參考文獻(xiàn)1王兆安.黃俊.電力電子技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，