單相無源逆變器模型構建與仿真研究(共28頁)

1、 陜西科技(kj)大學 畢業(yè)設計(b y sh j)（論文） 題 目：單相無源逆變器模型構建與仿真(fn zhn)研究 系 別： 電子信息與控制工程系 專業(yè)班級： 供配電101 姓 名： 王 哲 學 號： 20100198 指導教師： 霍 齊 職 稱： 講 師 二一四年 五月 十八 日摘 要在世界各個國家的社會建設中，電力電子技術占有著非常重要的地位，對于我們的生活，國家的建設都是至關重要。而電能作為我們生活中必不可少的能源，如果將直流電變成交流電，就必須用到逆變電路，逆變器能將直流電轉換為交流電，更先進的逆變器研究對于我們的生活、生產(chǎn)有著重要意義。本文針對單相無源逆變器的特點，將其分為理論分

2、析，系統(tǒng)設計，硬件選擇，MATLAB仿真建模四部分(b fen)進行研究，研究了其工作原理與輸出性質(zhì)。其結果對于單相無源逆變器的各方面研究有一定幫助，可作為逆變器研究方面的參考。關鍵詞：逆變器；單相(dn xin)；無源；MATLAB仿真Abstract In the social development of all countries in the world, the power electronictechnology occupies a very important position, for our life, the countrys construction is very

3、important. The electrical energy is necessary in our lifeenergy, if the DC into AC, it must use the inverter circuit, the inverter can bedirect current into alternating current, the inverter more advanced research has important significance for our lives, production. In this paper, according to the

4、characteristics of single-phase passive inverter, which is divided into theoretical analysis, system design, hardware, MATLAB simulation modeling study on the four parts, the study of its working principle and the output properties. The resultsare helpful for the study of all aspects of the single-p

5、hase passive inverter,inverter research can be used as reference.Key words ：Inverter；Single-phase；Passive；MATLAB simulation目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc9798 1 緒論(xln) PAGEREF _Toc9798 5 HYPERLINK l _Toc20864 1.1 背景(bijng)及意義 PAGEREF _Toc20864 5 HYPERLINK l _Toc806 1.2 國內(nèi)外研究(ynji)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc8

6、06 6 HYPERLINK l _Toc26662 2 逆變器與單相無源逆變器的簡單介紹 PAGEREF _Toc26662 8 HYPERLINK l _Toc20348 2.1 逆變器概念 PAGEREF _Toc20348 8 HYPERLINK l _Toc2536 2.2 逆變器的特點 PAGEREF _Toc2536 8 HYPERLINK l _Toc12044 2.3 逆變器分類 PAGEREF _Toc12044 8 HYPERLINK l _Toc4442 2.4 單相無源逆變器 PAGEREF _Toc4442 10 HYPERLINK l _Toc18542 2.4.

7、1 單相無源逆變器的定義 PAGEREF _Toc18542 10 HYPERLINK l _Toc20390 2.4.2 單相無源逆變器原理及數(shù)據(jù)推斷 PAGEREF _Toc20390 10 HYPERLINK l _Toc8532 3 系統(tǒng)方案的設計 PAGEREF _Toc8532 11 HYPERLINK l _Toc28729 3.1 系統(tǒng)工作的原理 PAGEREF _Toc28729 11 HYPERLINK l _Toc2540 3.2 系統(tǒng)的方案 PAGEREF _Toc2540 13 HYPERLINK l _Toc29465 4 硬件電路的設計和計算 PAGEREF _T

8、oc29465 14 HYPERLINK l _Toc30834 4.1 硬件設計的圖 PAGEREF _Toc30834 14 HYPERLINK l _Toc15031 4.2 整流的設計方案 PAGEREF _Toc15031 14 HYPERLINK l _Toc32299 4.2.1 參數(shù)運算 PAGEREF _Toc32299 14 HYPERLINK l _Toc20852 4.2.2 元器件的選擇 PAGEREF _Toc20852 15 HYPERLINK l _Toc2400 4.2.3 保護元件的選擇 PAGEREF _Toc2400 16 HYPERLINK l _To

9、c27701 4.3 驅(qū)動電路的設計 PAGEREF _Toc27701 16 HYPERLINK l _Toc1047 4.3.1 關于IGBT性能 PAGEREF _Toc1047 16 HYPERLINK l _Toc6846 4.3.2 電路的驅(qū)動 PAGEREF _Toc6846 17 HYPERLINK l _Toc7571 4.4 觸發(fā)電路的設計 PAGEREF _Toc7571 18 HYPERLINK l _Toc23461 5 仿真與建模 PAGEREF _Toc23461 19 HYPERLINK l _Toc15594 5.1 MATLAB介紹 PAGEREF _Toc

10、15594 19 HYPERLINK l _Toc14621 5.2 Simulink介紹 PAGEREF _Toc14621 20 HYPERLINK l _Toc19759 5.3 MATLAB仿真 PAGEREF _Toc19759 20 HYPERLINK l _Toc31982 5.4 成果分析 PAGEREF _Toc31982 21 HYPERLINK l _Toc22526 6 結束語 PAGEREF _Toc22526 23 HYPERLINK l _Toc15699 6.1 總結 PAGEREF _Toc15699 23 HYPERLINK l _Toc18807 6.2

11、展望 PAGEREF _Toc18807 24 HYPERLINK l _Toc20882 參考文獻 PAGEREF _Toc20882 26 HYPERLINK l _Toc20703 致謝 PAGEREF _Toc20703 271 緒論(xln) 1.1 背景(bijng)及意義 在上個世紀至19世紀，將直流電轉變(zhunbin)為交流電，只能使用發(fā)電機組，這對于對于科研與國家建設造成了極大的障礙。但在上世紀，科學家們對于逆變器有了新的研究方向，是充氣管與真空管。 能源是世界經(jīng)濟發(fā)展的命脈。而隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，其對能源的需求也是日益增長。地球儲量有限的不可再生資源的大量被消耗，面

12、對如此情況，可再生資源以其清潔、安全以及具有幾乎無窮無盡的儲量等特點吸引著人們越來越多的目光。如今，中國己經(jīng)成為世界上能源消耗第二大的國家，而傳統(tǒng)型能源的短缺己經(jīng)成為制約中國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。隨著傳統(tǒng)型能源的日漸枯竭，開發(fā)和利用新能源，才是解決能源問題的根本途徑。新能源主要指的即為可再生能源。面對全球日益增長的能源的消耗以及傳統(tǒng)能源給環(huán)境造成的越來越大的壓力，人們開始越來越重視對可再生能源的開發(fā)和使用?？稍偕茉窗ㄓ酗L能、水能、太陽能、生物能、地熱能、潮汐能等非化石能源。可再生能源具有分布廣泛和儲量巨大等特點，而利用可再生能源進行發(fā)電，不但可以有效的緩解當前電力短缺的問題，還不會產(chǎn)生任何對

13、環(huán)境有害的排放物。因此，相比于利用傳統(tǒng)能源發(fā)電會對環(huán)境造成巨大的污染和破壞，采用可再生能源發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的保護，確保經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在上世紀，如果想讓發(fā)電機連接，需要在直-交轉變時使用一個感應電動機，用這個感應電動機去造出換向器的一個逆轉，如此步驟才能完成電能的轉換，這個過程很繁瑣。隨后同步轉換器步入了我們的視野，科學家們也開始使用同步轉換器來完成直流電與交流電的轉換，它的原理是將電機與繞組合并起來?？梢郧蟪鲈诮涣髦?，以直流輸出。而對于同步的轉換器，我們稱它的工作原理為機械糾正交流。這是當時的一種方法。因為有一些其他設備，可以讓轉換器在工作過程中運行逆向，那么就是說它改變了直流的方式，將

14、直流變?yōu)榱私涣?。從這個方法我們可以知道，逆變器這個元器件，也可以稱之為轉換器的一種變形。還有一項技術由于當時硬件設備的落后并沒有得到很好的使用，就是將SPWM正弦脈寬調(diào)制波使用正弦波，然后將載波的使用設置為三角波，這個方法雖然不錯，但介于當時硬件設備落后，無法很好的應用與使用。隨后一個叫Bowers科研人員，在上世紀70年代將本方法用在逆變中，此方法可以讓逆變的水平得到很大的提高，并且得到了世界范圍的推崇，同時此方法也讓逆變技術在世界范圍內(nèi)變得更加強，因此(ync)因為這些原因這個技術便上升提升到了一個全新的臺階之上。同時，此方法簡單，通用性好，如可以消除諧波。隨之而來的是各個(gg)不同的P

15、WM技術出現(xiàn)在我們的生活中，研究人員也開始大量的進行著PWM技術的研究。但隨后在正弦波逆變方面，它的研究進展與研究成果到了一個瓶頸。 還有一個叫做PID的控制方法，此方法在上世紀普遍使用，并且非常穩(wěn)定，簡單，得到世界范圍內(nèi)的推崇。與此同時跟著各項技術(jsh)的全面的發(fā)展，這種新的PID的技術也同樣跟著有了相當多的使用范圍與用途。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀就目前國內(nèi)情況而言，并網(wǎng)這類逆變器產(chǎn)品，它在市場上只占有很小的空間，雖然我們國家有許多的工廠在生產(chǎn)逆變器，但是在世界上出名的，卻沒有幾個。即使我們國家的許多的逆變器廠商在這些年里進行了大力的研發(fā)，也擁有相當有實力的水平，但是和世界上其他國家的廠

16、商比起來，還是有很大的距離，比如說產(chǎn)品的技術水平，再比如它的質(zhì)量水平。而目前國內(nèi)水平比較高，實力比較強的公司比如有南京冠亞等廠商。就現(xiàn)在而言，這些廠商每年產(chǎn)品都有很高的產(chǎn)量，而且每年都較上一年有增加。即使現(xiàn)在我們國家的市場并不是很好，但是就逆變器這門技術，這個元器件而言，未來式具有非常大的可發(fā)展空間與前景，即使現(xiàn)在我們的情況不樂觀，但是從長遠看，還是非常有希望的。發(fā)達國家自上世紀70年代起就著力加強對發(fā)展可再生能源的支持，并頒布了一系列政策法規(guī)來促進綠色能源的發(fā)展，并使其可再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比例大大增加。美國把促進可再生能源發(fā)展作為國家能源政策的基礎。政府通過減稅或提供貸款等方式激勵可

17、再生能源的發(fā)展，通過巨大的科技研發(fā)投入，當今美國在可再生能源的理論研究和設備制造上都占據(jù)著領先地位。據(jù)報道，從199_5到2000五年間，美國政府投入了14.56億美元用于對新能源開發(fā)的研究，因此美國可再生能源的使用率也大大超過世界上的其他國家。2002年，美國綠色能源發(fā)電總量己經(jīng)占到了總發(fā)電量的8.9070，并預計到2025年，這個比例將達到150700歐洲國家根據(jù)各自的自然狀況制定了不同的政策法規(guī)來支持和資助綠色產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展綠色發(fā)電。在德國，近年來綠色發(fā)電飛速發(fā)展，并且計劃逐步取代核電。亞洲的日本，作為發(fā)展綠色能源的后起之秀，依靠其政策及強大的財政支持，在風力發(fā)電和太陽能發(fā)電上也己經(jīng)取得

18、了巨大的成績。就現(xiàn)在而言，我們國家的逆變器大部分是比如艾斯瑪?shù)扰谱樱切?nxi)世界品牌雖然產(chǎn)品不錯，但是由于種種原因，他們在產(chǎn)品的售后方面卻做得不夠好?？偟膩碚f，我們國家的產(chǎn)品與世界知名品牌的產(chǎn)品比，只有在小功率的逆變方面大家水平差不多，但是在大功率這方面，我們的差距還是比較大，我們的技術并不如他們。 而本文研究的是單相無源逆變器中的一種，叫做(jiozu)單相半橋無源逆變器，下面我們來具體介紹與分析單相半橋無源逆變器。 2 逆變器與單相無源逆變器的簡單(jindn)介紹 2.1 逆變器概念(ginin)在21世紀，汽車已經(jīng)是大部分家庭的必需品，隨著汽車的廣泛使用，車載電器這部分也占有者重

19、要的地位，比如(br)車載DVD，充電器等很多車載電器，那么著就引申出了逆變器與逆變技術。那么對于逆變器與逆變技術的研究對我們而言非常重要，因為當這項技術成熟了，我們的生活品質(zhì)也隨之提升。對于現(xiàn)在的世界，各種各樣的化石燃料，不可再生的燃料即將被我們?nèi)祟愂褂猛?，比如石油等，那么新的能源研究與使用進入了我們的視野，比如氫，是一種可以無限使用與再生的能源，隨著時間的推移，假以時日，當化石燃料如石油等使用完時，再生能源這種能源就變得非常重要，因為化石燃料已經(jīng)使用完，我們必須再生能源。因此從現(xiàn)在開始，我們生活中的主要能源也在逐漸的從化石類能源向再生能源轉變。當這些能源成為人類主要能源時，我們的發(fā)電方式，

20、也會隨著能源使用的不同而發(fā)生很大的改變。比如用氫這個能源，對環(huán)境的污染非常低，并且這也將是將來非常重要的一種發(fā)電的方式。那么這就讓我們聯(lián)想到了逆變技術，這項技術對于將來能源的獲取與使用有著非常非常重要的地位，不言而喻，這項技術也是研究的重點與方向。 2.2 逆變器的特點逆變器最突出的特點有兩點，第一，是轉換效率非常高，第二個特點為啟動時速度快，這兩大特點讓我們對逆變器的使用有了很多應用之處。逆變器不僅有上述兩大特點，它還有相當多的安全可靠的保護功能，比如在短路時，它可以提供有效的可靠的保護。不僅有上述的保護，在過與欠電壓中，也可以提供有效地保護。同樣，逆變器在物理性能方面也有很多獨到之處，比如

21、它是用鋁這個金屬來作為外部，鋁的金屬性質(zhì)使得它的散熱很好，并且經(jīng)過現(xiàn)代工藝的氧化處理，使其對摩擦方面也很有耐性，經(jīng)過現(xiàn)代工藝的處理，它對外部撞擊，外部力也有很強的抗性。 2.3 逆變器分類(fn li) 中小功率型：這一類型的逆變器，它在光伏這方面占有相當大的比重(bzhng)，也就是說它在光伏這方面非常的重要，這類型的逆變器在光伏這方面具有很多優(yōu)點，比如它有相當大的可靠性，在擁有可靠性的同時，它也有很高的效率，這樣它可以讓光伏在推廣中有了更好的效果，實用性也大大增加，同時成本也較其他系統(tǒng)低了很多，這些都是他的優(yōu)點，在有效用能方面也有很大的特點。由于以上的優(yōu)點，世界上很多的科研人員都在研發(fā)可以

22、讓我們尋常百姓用的逆變電源，這樣可以讓光伏系統(tǒng)有更好的推廣，從而讓光伏系統(tǒng)發(fā)展更迅速。 多重串聯(lián)型：這類型的元器件同樣有很多的獨到之處，較其他逆變器都有它的很多優(yōu)點，比如在汽車上使用，它就是非常好的選擇。因為它是串聯(lián)的，那么它可以讓靈活性大大的增加，這是在控制方面來講，同時也讓精確性也大大的提升，同樣這也是在控制方面來說。還有一個優(yōu)點與特點是，它可以讓充電能力大大的提升，讓我們在使用時更加(gnji)的方面與舒適。在21世紀，汽車已經(jīng)普及，同時因為人們對生活環(huán)境的關注，載人數(shù)載重數(shù)比較大的車更讓我們優(yōu)先發(fā)展，因為對環(huán)境污染相對較小，那么三相交流的電機就步入了我們的視野，因為在這種大容量的汽車中

23、，絕大多數(shù)的汽車都在用這種電機。但是因為這種器件往往面對的是高壓與很強很強的電流，那么必須要面臨散熱的問題，如果溫度過高，必然會出現(xiàn)各種各樣的問題，那么這里的多重串聯(lián)型就起到了相當積極的作用。這種方法不僅僅是可以對散熱有很大的幫助，同樣，也可以減少電磁的輻射對于我們的傷害。而這種類型的元器件適合在大功率的汽車里。這種方法的元器件，可以使之更加安全可靠，減少不必要的輻射等很多優(yōu)點。雖然其優(yōu)點多多，但是在使用中，電池的數(shù)量必須要增加兩倍，總的來說，還是利大于弊。對于這種類型的元器件，因為它在輸出電壓中，它的矢量種類有非常多，那么優(yōu)點顯而易見，如靈活性大大增加了，這是對于控制方面來講，精確性也同樣提

24、高，這同樣是對于控制方面來說。在使用元器件的過程中，我們必須讓電池在使用時，同時放電，必須要在同一時刻，這樣才能讓各個電池的電量保持均勻，均衡。從使用器件(qjin)，調(diào)頻功能，電路結構，輸出相數(shù)，直流電源性質(zhì)這幾方面分別區(qū)分有：IGBT,GTO,BJT,MOSFET,混合式，晶閘管6種逆變器類型；同樣又有變與恒的頻這兩種的輸出；而全半橋也是很容易區(qū)分，也是只有兩種電路結構；三，多，單相電路稍微多一點，只有三種輸出的相數(shù)；還有一個只有兩種的是電流與電壓型這種性質(zhì)的逆變器，同樣也很容易讓我們記住。經(jīng)過上面逆變器的分類介紹，我們可以看到，逆變器有著各種各樣的分類，花樣繁多，而每一種不同的逆變器種類

25、，他都有著各自獨特的特點與用途，同樣也有其獨特的優(yōu)點，因此逆變器的研究(ynji)也是對我們非常的重要。 2.4 單相(dn xin)無源逆變器 2.4.1 單相無源逆變器的定義逆變器這個電路元器件就是直-交電流的轉換與轉變，在我們的生活中，由于中國的家用電源是220伏，因此通常逆變器也是220伏的。關于逆變器的構造，它是有三部分構成，第一是逆變橋，第二控制的邏輯，第三，是濾波的電路，這三部分構成了逆變器。逆變器在我們生活中使用的范圍非常廣，比如我們的空調(diào)，廚房中的抽油煙機，還有家里的各種燈，等等很多電器。逆變器在汽車中也使用廣泛，現(xiàn)在汽車的普及率非常高，如果我們想在車里使用各種電器，那么只需

26、要一個逆變器就可以實現(xiàn)了。 2.4.2 單相無源逆變器原理及數(shù)據(jù)推斷將電路里的各種大小電流，鏈接至負載里，并不和其他電路鏈接，就是直-交流的一種轉變，直接送給負載里。這樣的逆變器叫做單相無源逆變器。 單相無源逆變器電壓控制：對于交流 HYPERLINK /view/141210.htm 變頻調(diào)速里，如果想保持U/f不變（異步電動機輸入端的電壓和電壓的頻率比關系其在調(diào)速這個過程中是不能改變的）就是改變頻率之時必須要改變端 HYPERLINK /view/10954.htm 電壓大小，所以要逆變器在頻率控制同時得要進行電壓的控制。 控制逆變器輸入的直流電壓：若電源是交流，那么可通過可控制的整流電路

27、 ，將交流電變?yōu)榭煽刂绷鞯妮斎氲侥孀兤髦?，因此控制逆變器輸出的交流的電壓。如果是直流電源，那么可以用直流電變成交流電，利用控制逆變器或者斬波器從而改直流的輸入的電壓大小。但是它的缺點為逆變器的輸出的交流電壓的波形諧波分為隨著輸出電壓減少因此增加。3 系統(tǒng)(xtng)方案的設計 3.1 系統(tǒng)工作(gngzu)的原理 半橋逆變電路含兩個橋臂，每個橋臂由一個可控器件和一個反并聯(lián)二極管組成(z chn)。在直流側接有兩個相互串聯(lián)的電容，兩個電容的連接點便成為直流電源的中點。負載連接在直流電源中點和兩個橋臂連接點之間，由此構成半橋逆變電路。其優(yōu)點是簡單，使用器件少。缺點是輸出交流電壓的幅值僅為/2，且直

28、流側需要兩個電容器串聯(lián)，工作時還要控制兩個電容器電壓的均衡。因此半橋電路常用于幾千瓦以下的小功率逆變電源。半橋逆變電路原理圖如下圖3.1所示，電流與電壓的波形圖如下圖3.2所示。圖3.1半橋逆變電路的工作原理 圖3.2電流(dinli)與電壓波形圖基極(j j)的信號會發(fā)生這樣一個情況，半周正，反的偏，并且它們可以發(fā)生互補，當然這是在同一周期里的，而上述基極信號是在晶體管t1與T2中。假如t2之前(zhqin)，T1會發(fā)生導通的一種驅(qū)動的信號，那么T2停止，這是在負載作為阻感的負載時。那么會如下 當為T2送導通的信號時，同時在T2這個時候去斷開T1。有一種情況下是不能去變方向的，那就是感性負載

29、里面的i這個電流，因此D2就可以續(xù)流，是當T3這個點，i。會變到0，D2會停，T2會發(fā)生(fshng)導通，這個時候i。會開始逆方向的變得大，于是依然得出上述公式。當T4這個(zh ge)點去閉了T2，并且T1送給信號，導通的信號，因為i。在感性的負載中并不可以馬上就逆向走，需要D1開始續(xù)流，導通續(xù)流，因此還是可以得出上述公式。 最后一種情況，T1可以(ky)通，也會得出上述公式，那就是當在T5這個點，i。會變?yōu)?，所以得出以上公式。3.2 系統(tǒng)的方案如圖3.3，由4個部分建立起主電路，首先是有半橋逆變電路，其次是交流電源，還有整流和濾波，而在主電路里，逆變橋想要順利工作的控制的電路，就需要有

30、驅(qū)動的電路來完成，并且還必須同時有驅(qū)動電源，只要有了這兩點，上述問題就可以解決。除了上述內(nèi)容，還要實現(xiàn)以下3點的功能，其中濾波需要由2串聯(lián)去完成，而交流電源需要由交流的變壓器去實現(xiàn)，最后的整流需要用全橋整流的模塊這個部分去實現(xiàn)與完成?，F(xiàn)在我們來說緩沖的電路，如果想要完成半橋逆變的電路，那么我們必須用兩部分來構建它，分別是緩沖電路與半橋逆變，有了這兩點就可以構建的半橋逆變電路。 圖3.3系統(tǒng)主電路4 硬件電路的設計(shj)和計算 4.1 硬件(yn jin)設計的圖逆變器電路的任務(rn wu)是將直流電變交流電，要完成這一任務，主要是靠逆變橋、控制邏輯和濾波電路完成。其中逆變橋是直接將直流逆

31、變形成交流電輸出的電路，濾波電路則是用于濾去通往逆變橋輸出電壓的紋波，控制邏輯則是使直流電流按照一定規(guī)律在器件中運行，使其流經(jīng)濾波電路和逆變橋電路。具體如圖4.1所示。圖4.1逆變器的主電路圖 4.2 整流的設計方案 4.2.1 參數(shù)運算 如何得出過小的會使得電壓無法在額定的數(shù)值上。但太高了那么會變得高，同樣會受影響的還有功率的因數(shù)，那么變大的還有元件耐壓能力，這會讓設計產(chǎn)生更多的成本。 用以下算法可以(ky)得出想要的結果求出A=0.9；取0.9，取用10裕量，則 B=cos=0.985這里(zhl)取140V電壓(diny)的比k=/=1.57與算法根據(jù) 可以求出I1用 4.2.2 元器件

32、的選擇 關于整流二極管可以有逆向的電，那么 同樣可以得用ZP15A四個，加上之前的出的電流值的散熱器。 關于濾波C0是用常數(shù)來求，負載只要變得很高，那么波紋系數(shù)就可以很底，因此電容量就會變得很高。現(xiàn)在C0用2200這個值。 關于(guny)IGBT 由于(yuy)用三倍的，而耐壓用比132高的器件。因為器件用最高數(shù)寫，通常與最高的電流時四倍數(shù)，所以(suy)用高四倍的器件最好。 4.2.3 保護元件的選擇 斷容器因為最大I2等于6A，所以可以選9安的容芯。因此器件使用14安與224伏。 關于IGBT 關于 由于 可知 I0是電路中的電壓I0等于4安；是電感等于13，為了使其可以穩(wěn)定運行，那么用

33、比IGBT小的數(shù)最好，現(xiàn)在用二百伏來算，那么=0.121在這里我們四舍五入取0.1與300伏關于的得出算法如下 那么關于要用很快回復的二極管，這樣可以使器件，這樣才能讓元器件能迅速斷開。用0.1，再經(jīng)過(jnggu)實驗后來確定最后的。 4.3 驅(qū)動電路(dinl)的設計 4.3.1 關于(guny)IGBT性能 有一種情況，可以讓柵極有驅(qū)動的脈沖，讓動態(tài)的驅(qū)動力變大。在器件運行時，有一種情況可以發(fā)生，就是有大消耗，這個情況是在開與關的這個時候發(fā)生。那么現(xiàn)在就有一種情況會讓它消耗變得非常非常高，那就是這個情況在發(fā)生的時候時間用的非常長，時間非常久。如果是頻率大，那么消耗就高于器件動態(tài)的消耗，會

34、使溫度變大。這樣一件事讓器件頻率被阻礙，同時讓輸出也被阻礙。這種情況的發(fā)生，會讓元器件在運行的時候會處在一個非常危險的狀態(tài)中。器件連通與閉合的速度和信號的大小轉變速率非常有關系。并且器件必須要可以對電流的輸入輸出有很強的能力，如此這般，器件的柵源的電壓組成與丟失可以很快。那么可以讓消耗變到最小。還有一個情況要說明，驅(qū)動器內(nèi)部的阻值不可以太低，如果太低，那么回路的電感會發(fā)生這樣的情況，其與電容一起組為欠阻尼的震蕩。不僅如此，而且因為時間實在太小，那么會有這樣一個情況發(fā)生，那就是會造出回路電流尖峰，并且它很大，這種情況非常不好。若如此，不僅讓回路有不能安全運行的隱患，同時有干擾產(chǎn)生。 可以給元器件

35、正確的柵樂。器件連接桿的壓降與冊原的U大小有關系。Vge和Vce，前者變大，后者就變小，那么消耗就變得更低，可以讓官子發(fā)揮最大的功效。而前者如果太高，會有一種情況發(fā)生，就是Ic也變大，那么BT所可以經(jīng)受如果短路的情況，電流的t的大小會更低。這樣很不安全。如果短路，冊壓變大，那么I的福值更大，器件會消耗的概率就更大。所以，Vge要用小的。 關閉時，想更迅速的取出PNP官里有的電荷，可以給元器件很多的逆向的冊壓。如果器件關閉的時候，因為整個系統(tǒng)的另外幾個地方都在運行，那么會有這樣一種情況。有很多高頻率的波動的信號，讓器件連通，這樣加大了官的消耗，更是很有可能讓電路變得短路。所以，如果給器件添逆向的

36、冊壓，讓器件有噪聲的情況下依然可以安全的停止。充分輸入與出的隔離的能力。元器件和電網(wǎng)是有關聯(lián)的，但在我們設計的系統(tǒng)里不能這樣。而且相當一部分元器件電的大小差距很高，有的特別大，有的特別小，不可以讓控制電路和它連起來。所以驅(qū)動器要必須要能有隔離的水平，這樣才能讓其他元器件順利安全(nqun)運行。4.3.2 電路(dinl)的驅(qū)動IGBT驅(qū)動電路，下面(xi mian)的圖形已經(jīng)給出如果想讓信號的電路和門極驅(qū)動的電路之間隔離開來，必須要使用一種元器件，那就是光耦合器。圖4.3IGBT驅(qū)動電路圖 4.4 觸發(fā)電路的設計設計這個方案，首先必須有PWM信號，這個信號的功能是連接與斷開主功率器，然后經(jīng)的

37、調(diào)試，讓電壓高低可以讓我們來選擇。我們使用SG3525這個芯片。它的電壓我們選用8-35伏。頻率最小我們用100H，最大我們用500K。關于軟啟動，我們在外部連通電容即可。如圖4.4為觸發(fā)電路圖。 圖4.4觸發(fā)(chf)電路圖5 仿真(fn zhn)與建模5.1 MATLAB介紹(jisho)MATLAB這款軟件是當今世界科學研究，工程設計等各方面相當流行的一款軟件，其對數(shù)值分析，數(shù)據(jù)可視化，圖形處理，建模仿真都有其獨到的優(yōu)勢，在各個研究領域，MATLAB是一款值得關注的好軟件。本論文也是用MATLAB這款軟件對上文的研究成果來仿真，并且驗證上文的研究成果是否正確。下面介紹一下MATLAB有哪

38、些優(yōu)勢。方便使用：這款軟件里有很多編程的特別之處，比如有函數(shù)與控制語句等。我們可以同時同時寫進需要的東西，然后同時可以運行這個寫入的東西，而且還能提前先寫好一個很長很麻煩的程序同時去讓他來運行。最新款的軟件是用C+來運行的，所以在寫入程序的時候，與它非常像，同時也非常容易寫，可以讓我我們使用者用數(shù)字的方法去使用，這對我們來說是一大方便之處，非常值得推崇與使用。并且這個軟件有相當高的拓展性，因此這款軟件可以讓各行各業(yè)的人都去使用，并且占有相當重要的地位，非常值得推崇與使用。圖像的處理：這款軟件面世以來一直都在各行各業(yè)有著優(yōu)秀的數(shù)據(jù)可視化的口碑，各行各業(yè)也因為這點非常重視這款軟件，這款軟件能把數(shù)學

39、方面的矩陣與向量這兩個重要的東西用圖形去表達，這是這款軟件的一大優(yōu)勢，也是科研人員使用這款軟件的一大原因之一，并且在作出圖像后可以打印出來，這點也非常好。同時這款軟件對于科學計算方面還有畫圖方面也具有很大的優(yōu)勢，因為它可以將2維與3維可視化等等很多方面的方法去處理，這對于科研人員來說是一大方便之處。而且最新款的軟禁也進行了非常優(yōu)秀的完善，不但擁有通常軟件所擁有的各種可視化功能，而且別的圖形處理工具沒有的能力，它也擁有，比如光照處理等等，很多很多，并且在這些方面做的也非常好。而且新款軟件也擁有一些特別的功能，像圖形對話，一般軟件就不具備這種功能，但是MATLAB這款軟件就有，這些功能可以讓各個行

40、業(yè)水平不同的人都能使用，這也是科研人員大力推崇的一大原因。這款軟件針對(zhndu)很多不同的行業(yè)都特別有針對性的研發(fā)了相應的工具箱，這同樣是科研人員所推崇的原因之一。那么我們使用者只需要去用它就可以，而不用很麻煩的自己去寫代碼，因為這是各個行業(yè)人去開發(fā)的，所以我們使用起來很方便。MATLAB歷史介紹(jisho)：上世紀，美國Universidad Nacional Autonoma de Mexico大學的Moler看到自己的弟子們?yōu)榱司幊堂咳胀纯嗖豢埃虼?ync)他為了方便，研究出了最早的這款軟件。在1990年前后，這款軟件由于其優(yōu)秀的表現(xiàn)，使其實全世界最推崇與流行的一款軟件。經(jīng)過上面

41、的介紹，對于MATLAB這款軟件，真的是有很多的優(yōu)點，我們在各行各業(yè)的科研人員都會使用到，它的功能強大，使也很方便，是我們工作中重要的幫手。 5.2 Simulink介紹Simulink是MATLAB這款軟件的一部分，但是它的在MATLAB中占有相當大的地位，非常的重要。Simulink可以給我們擁有動態(tài)的建模仿真。而在Simulink里，我們可以拋棄麻煩與繁瑣的編程，不用分心于其他事情，只要專心于我們創(chuàng)建的系統(tǒng)，而其他事情只需要我們簡單的操作便可完成，這對于科研人員來說，非常的方便與節(jié)約時間，現(xiàn)在這個時代，時間就是金錢。在現(xiàn)在的各行業(yè)中。相當多的其他應用軟件必須在我們介紹的Simulink中

42、才能使用，這也充分說明了Simulink的重要，并且也說明了Simulink是值得推崇與使用的，因為其優(yōu)點多多。軟件功能：它是屬于MATLAB中的一部分，也是相當重要的一部分，它是可視化的一部分，他可以完成系統(tǒng)的建模仿真與分析，非常多的使用在各種系統(tǒng)及控制中的建模里。它還可以為我們創(chuàng)建一個GUI，這是一個相當方便的東西，因為了它，我們就可以非常簡單的去使用，我們可以馬上就得到仿真成果。總而言之(zngrynzh)，Simulink是MATLAB中非常(fichng)重要的一部分，它扮演著重要的地位，對于我們使用者而言，Simulink的出現(xiàn)就是我們的福音，它不僅讓我們在工作中，研發(fā)中，大大的減

43、少了工作量，也讓我們節(jié)約了相當多的時間，與此同時，還因為它的操作非常之簡單，簡便，使用起來非常的順手，舒適，這些優(yōu)點提高了我們在研究時的效率，對我們在研究各種問題(wnt)是起到了相當積極的作用。 5.3 MATLAB仿真在仿真過程中用到了很多模塊，如Pulse Generator，Multimeter，Current Measurement等，其中，用Pulse Generator來產(chǎn)生脈沖信號，用Multimeter來實現(xiàn)對電網(wǎng)絡的仿真分析，而Current Measurement用于電流的測量，Universal Bridge是simulink電力電子仿真橋，在屬性里的參數(shù)設置設定為一相

44、。本次仿真用以下3步來完成：對主電路進行仿真，構造與控制的部分，分析結果，確定波形觀測。具體仿真結果模型圖如圖5.1所示。圖5.1仿真結果(ji gu)模型圖 5.4 成果(chnggu)分析 把時間定0秒，用ode113的仿真算法，把誤差設置成1e-5，可以得到最終的成果。最上面表示逆變器的輸出交流電壓，它下面的是逆變器輸出的電流，在它下面的，也是最后的是逆變器輸出的直流側電流波形。一百(y bi)伏方波電壓是交流的電壓，周期為一千赫茲，驅(qū)動信號也是以前赫茲，兩者數(shù)值相同。因為是純電阻負載，那么直流的電流沒有一點波動。如圖5.2為仿真波形圖。圖5.2單相(dn xin)半橋無源逆變電路仿真波

45、形圖6 結束語 6.1 總結(zngji)本次設計我研究的是單相無源逆變器中的一種：單相半橋無源逆變器。但逆變器的種類非常多，其他類型的逆變器都我沒有進行研究，并且建模仿真雖然做出來了，但還是(hi shi)有很多地方需要完善。本次畢業(yè)設計也讓我對逆變器產(chǎn)生了極大的興趣，在今后的學習中，我會研究其他類型的逆變器，如單相有源逆變器，三相無源逆變器等。還有MATLAB這款軟件，我也沒有很好的掌握。同時，在今后的研究學習中，我也會繼續(xù)完善本次畢業(yè)設計的研究內(nèi)容。在這次畢業(yè)設計中，我遇到最大的困難有兩點：硬件電路的設計計算與MATLAB仿真。在設計硬件電路和運算時，我基本功不扎實的缺點顯露無疑，很多問

46、題我都一知半解(y zh bn ji)，計算過程中也是必須翻閱各種書籍資料，很多公式，算法我都不會。但經(jīng)過我的努力，我逐步克服了這些問題。而在使用MATLAB這款軟件時，我也寸步難行，由于之前對MATLAB軟件使用的不熟練，導致這次仿真建模的過程中我遇到很多問題。但是我在圖書館查閱各種MATLAB使用的書籍，逐漸掌握了這款軟件，從而也克服了這座大山，最終完成這次設計。終于完成了大學生涯最重要的一次任務，畢業(yè)設計，在我如釋重負的同時也感慨良多。因為在做畢業(yè)設計的這段日子里，我收獲了很多，對我將來步入社會，進入工作崗位都是有很重要的積極影響。這次畢業(yè)設計也是對我四年學習水平的一種檢驗。之前總認為自

47、己這四年學的還不錯，自認為是一個“知識分子”，懂的很多。但是這段做畢業(yè)設計的經(jīng)歷，讓我發(fā)現(xiàn)我所掌握的知識實在是太少太少。不僅掌握的知識少，而且在做畢業(yè)設計時，遇到一些自己自以為掌握的非常好的知識點，發(fā)現(xiàn)自己根本無法解決，原來自己所掌握的知識是如此的片面，有一種自己是井底之蛙的感覺。而這次畢業(yè)設計的經(jīng)歷，讓我認識到自己的不足，不僅是在知識上，還有對自己的認知上，這讓我受益匪淺。但是經(jīng)過我想文老師的請教，同時去圖書館查閱相關的書籍，我一一攻克了每一個難點，每一座“大山”。這段時間做畢業(yè)設計，讓我各方面的能力也有了很大的提升，無論是學習能力還是與人交流，協(xié)作的能力，回頭看看，我發(fā)現(xiàn)自己的提升與進步很

48、大。這段時間我學到了非常多的知識，回頭看看這段時間的經(jīng)歷，覺得非常的自豪，也非常幸運，不僅學到了很多知識，也學到了很多道理。而且遇到了一個和藹可親誨人不倦的文老師，積極陽光與友善的同學，還有這次畢業(yè)設計的經(jīng)歷，都讓我覺得自己是多么的幸運。非常的感謝這次畢業(yè)設計的經(jīng)歷。這段時間也讓我與同學之間的關系更進了一步。我們每天相互討論學習，相互探討與討論各自在各個問題中的看法，也相互指出彼此應該改進的地方。這段時間愉快的相處(xingch)與經(jīng)歷，讓我們的凝聚力也大大的提升。萬事開頭難這個道理也讓我深深的體會了一次。在剛開始做畢業(yè)設計時，我可以說是寸步難行，不僅遇到的問題非常多，每一個問題也都讓我寸步難

49、行，痛苦萬分。但是當我一一攻克這些難題后，再往后遇到的問題便不再寸步難行，自己能游刃有余的去尋找解決的辦法，也在畢業(yè)設計中找到了很多樂趣。我明白了，知識，不能只限于書本的學習，我們必須投身于實踐之中。在實踐中我們不僅對自己知識的掌握程度有了一次檢驗，也在實踐中學習到了很多新的知識，也對書本里的知識掌握的更加透徹。掌握知識簡單，實踐所掌握的知識才是本事，同樣也是難的地方(dfng)。因為有很多知識你學會了，就以為自己掌握了，但在實踐中你才會發(fā)現(xiàn)，根本就不是一回事，只有實踐才能讓我自己的知識運用起來。我的大學生活就要結束了，這四年的學習程度如何，就拿這次畢業(yè)設計來檢驗了。還記得剛上大一時，覺得有四

50、年呢，畢業(yè)離我還很遙遠。今天猛然意識到，我馬上要畢業(yè)了，時間你為何走的這么快，一眨眼便讓我措手不及。新人生活，新的人生就來到來，這次畢業(yè)設計的完成也大大的增強了我對未來的信心，這是一個(y )轉折點。當我對大學說聲再見時，我要肩負著鹿山學院學子的名字，為自己，為學校，為將來拼搏。 6.2 展望隨著科學的發(fā)展，社會的進步，我們的生活也發(fā)生著日新月異的變化，逆變器的使用對于我們的生活來說是越發(fā)的重要了。為什么這么說呢？就拿我們生活中隨處可見的汽車來說，由于汽車的越來越普及，許多的家庭都在使用汽車，隨著生活品質(zhì)的提升，我們在使用汽車的同時，在汽車里使用各種家用電器是必不可少的，尤其是對于走遠路，要開

51、長途的人們，在汽車里使用家用電器更是必不可少，這時候逆變器的重要性就不言而喻了。有了逆變器，尤其是當我們有了各種復雜高性能的逆變器，那么在汽車中使用各種家用電器都不是問題，這大大的提升了我們的生活品質(zhì)。這只是一個簡單的，隨處可見的例子。同樣由于世界的進步與發(fā)展，我們使用的各種能源也在變化，各種化石燃料即將慢慢的退出世界能源舞臺，而新能源將是我們必須使用的能源，逆變器在新能源的使用，新能源的發(fā)電方面也是起著相當重要的作用。等等這些很多很多的例子，都在告訴我們逆變器的重要?？梢哉f逆變器的未來是不可估量的，它的用處隨處可見，也越來越重要，甚至必不可少。逆變器對世界的貢獻與重要性是越來越大，而逆變器的

52、研發(fā)程度還有非常大的空間，可以說對于科研人員來說，逆變器的未來就是他們的未來，而對于我們百姓來說，我們會越來越依賴逆變器，越來越多的人離不開逆變器?？偠灾?，逆變器的未來不可估量。參考文獻1李翰蓀.電路分析(fnx)基礎（第四版）M.北京(bi jn)：高等教育出版社，2006：57-66.2王兆安.電力電子技術M.北京：機械(jxi)工業(yè)出版社，2010：82-973顧繩谷.電機及拖動基礎（第四版）M.北京：機械工業(yè)出版社，2007：102-114.4李東，黃怡飛.新型高效率單相逆變器J.電氣技術.2010,9:31-365張興，曹仁賢.太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電及其逆變控制M.北京：機械工業(yè)出版社，2010:7-116田淑珍.