并联谐振感应加热逆变器控制方法的设计

解析组串逆变器谐振脱网现象

随着电站规模不断增大，每个电站中所使用的逆变器数量也随着增加，尤其是如果在大电站选用组串式方案，逆变器数量成十几倍增加，且部分并网点远离发电厂及负荷区，导致谐振的风险增加。”电站一旦脱网，给我们造成的经济损失非常大，直接影响了我们的投资收益，我担心会再次发生脱网”，电站运维工程师如是说。 1 担心的事情还是发生了 光伏发电规模日益增大，大型地面光伏电站单体容量也越来越大。在设计大型地面光伏系统时，目前业内较为成熟的方法是采用单机容量为500KW及以上的集中式逆变器解决方案，该方案技术成熟，运行稳定。近两年来，部分厂家推荐业主在大型地面光伏电站中使用组串式逆变器，导致并网点下逆变器的数量成十几倍的增加。以一个100MW大型地面光伏电站为例，使用业内成熟的集中式方案，逆变器数量为200台，若使用30KW的组串式方案，逆变器数量则高达3400多台！随着逆变器台数不断增多，且部分并网点远离发电厂及负荷区，导致谐振的风险增加。 我国西北某个百MW级大型地面光伏电站，使用了组串式逆变器解决方案，现场出现了由于并联谐振导致的电站大面积脱网现象，给业主造成了近千万的经济损失。此事件再次引发业内广泛关注，对组串逆变器大面积组网产生的并联谐振风险表示担忧。 那么什么是谐振，谐振又是如何导致系统脱网的呢？接下来，笔者将带领大家，从技术的角度，对组串逆变器在大型光伏电站出现的并联谐振现象进行分析，探寻电站里的“影子杀手”。通过这番探寻，让你深刻体会到“影子杀手”的威力，也让你知道如何规避这一“影子杀手”的危害。 2 并联谐振是什么及其危害 大家应该都听说过这样一个故事: 18世纪中叶,法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过，当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生，类似的事件还发生在俄国和美国等地。 究其原因，是士兵过桥时，引起了桥的共振。任何物体都有一个固有频率，其固有频率是由物体的密度、外形等物理因素决定的，而施加外力使物体振动的频率叫策动频率，当策动频率等于物体的固有频率时，物体便产生共振，此时振幅达到最大。图2为大桥的频率响应曲线，横坐标代表激励源频率的变化，纵坐标代表在此频率下，外界激励造成的大桥产生的振幅。图中可见，大桥的频率响应曲线存在一个最高点，当外界激励源（士兵通过大桥产生的振动）的振动频率恰好落在大桥的固有频率f0点时，大桥的振幅达到最大。同时由于步伐一致，多个士兵产生的同方向的振动力直接累加，当士兵的数量达到一定程度时，累加的振动力超过了的大桥的承受能力，导致大桥断裂。 可见，大桥共振倒塌主要由外部和内部两个关键因素决定，外部因素包括士兵的数量，和士兵过桥时步伐的方式。如果士兵的数量少，无论以什么方式通过大桥，也不会导致大桥倒塌，当士兵多到一定数量的时候，通过的方式就起到了决定性的作用。内部因素主要是桥的结构及桥的质量，即桥能承受的最大振幅，坚固的桥可以承受的振幅大，不容易出现倒塌，脆弱的桥则可能很少的士兵就可以使其倒塌。 对于一个桥而言，内部因素改变相对较难，外部因素则相对容易改变。例如通过改变一次通过大桥士兵的数量（分批过桥）或将整齐的步伐改成走便步，即改变并分散士兵过桥产生的振动频率，使其偏离大桥的固有频率，比如改变振动的频率到图2中的f1处，则同样的外界振动力，引起大桥产生的振幅将大幅减小，有效避免了大桥坍塌的风险。目前各国对大队士兵过桥改成走便步的规定正式基于这个考虑。 光伏电站的组串式逆变器产生谐振的现象与大桥共振的现象十分相似。如果把逆变器比作士兵，大桥比作电网，当并联的逆变器多到一定数量的时候，在某个频率点产生共振，即会导致“大桥倒塌“，即脱网。而且谐振的风险与电网的强弱也有直接关系，对于一些线路较长，处于远端位置的电网环境，则更容易产生谐振脱网现象。然而，士兵过桥可以通过简单的改变过桥的人数或步伐有效的解决，逆变器的并联谐振由于影响因素多，且具有一定的不确定性，却远不是那么容易解决的问题。 3 引起并联谐振内在原因是什么 引起逆变器并联谐振的原因有很多，如逆变器控制技术、逆变器的电路结构及参数选择等，学术界也有很多类似的研究。但最根本的原因是随着并联数量的不断增加，逆变器阻抗不断降低并与电网阻抗不匹配造成的。 组串式逆变器组网的典型光伏系统结构如图3(a)所示，由电路的基本原理可将系统等效为图3(b)所示的电路，并最终可建立图3(c)所示的阻抗模型。图中ZL为每台逆变器阻抗，ZT为每个单元升压变阻抗，Z0为所有并网逆变器输出阻抗ZL和ZT的合成值，由于变压器阻抗ZT基本稳定，因此Z0主要受逆变器阻抗ZL影响。K1--KN为每个方阵单元输出开关、K为并网点开关，Zg为从PCC点往电网侧看的电网等效阻抗。 由电路理论和控制系统基本原理可知，对上图所示的系统，其稳定性取决于Z0与Zg的比值。理想情况下，逆变器侧阻抗Z0很大，电网阻抗Zg很小，二者比值大，系统工作稳定。反之，当Z0/Zg变小时，系统稳定性变差，即出现谐振现象，即某个频次下的谐波幅值

逆变电源的几种控制算法

逆变电源广泛运用于各类：电力、通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、医疗救护车、警车、船舶、太阳能及风能发电领域。 在电路中将直流电转换为交流电的过程称之为逆变，这种转换通常通过逆变电源来实现。这就涉及到在逆变过程中的控制算法问题。 只有掌握了逆变电源的控制算法，才能真正意义上的掌握逆变电源的原理和运行方式，从而方便设计。在本篇文章当中，将对逆变电源的控制算法进行总结，帮助大家进一步掌握逆变电源的相关知识。 逆变电源的算法主要有以下几种。 数字PID控制 PID控制是一种具有几十年应用经验的控制算法，控制算法简单，参数易于整定，设计过程中不过分依赖系统参数，鲁棒性好，可靠性高，是目前应用最广泛、最成熟的一种控制技术。它在模拟控制正弦波逆变电源系统中已经得到了广泛的应用。将其数字化以后，它克服了模拟PID控制器的许多不足和缺点，可以方便调整PID参数，具有很大的灵活性和适应性。与其它控制方法相比，数字PID具有以下优点： PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息，控制过程快速、准确、平稳，具有良好的控制效果。 PID控制在设计过程中不过分依赖系统参数，系统参数的变化对控制效果影响很小，控制的适应性好，具有较强的鲁棒性。 PID算法简单明了，便于单片机或DSP实现。 采用数字PID控制算法的局限性有两个方面。一方面是系统的采样量化误差降低了算法的控制精度；另一方面，采样和计算延时使得被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统，造成PID控制器稳定域减少，增加了设计难度。 状态反馈控制 状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变器的状态模型时将负载的动态特性考虑在内，因此状态反馈控制只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。例如对于非线性的整流负载，其控制效果就不是很理想。 重复控制

PWM逆变器控制电路设计

SPWM逆变器控制电路设计 一、课程设计的目的 通过电力电子计术的课程设计达到以下目的：一个单相 50HZ/220V逆变电源，外部采用：交流到直流再到交流的逆变驱动格式。在220V/50HZ外电源停电时，蓄电池就逆变供电。在设计电路时，主要分为正负12V稳压电源到SPWM波发生器（其中载波频率5KHZ）至H逆变电路再到逆变升压变压器再由220V/50HZ输出. 二、课程设计的要求 1注意事项 控制框图 设计装置（或电路）的主要技术数据 主要技术数据 输入直流流电源： 正负12V，f=50Hz 交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：

电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术 知识和创造性的思维方式以及创造能力 3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能 力 4.课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说 明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。 报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。 5.课程设计用纸和格式统一 三设计内容： 整流电路的设计和参数选择 滤波电容参数选择 逆变主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 SPWM驱动电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 根据要求，整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路，其电路图如图2.1所示：

SPWM逆变电路的工作原理 PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变逆变输出频率。 1．PWM控制的基本原理 PWM控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同

并联谐振逆变电源的电路设计

并联谐振逆变电源的电路设计 本文提出了一种应用于感应加热的并联谐振逆变电源设计方案，针对其主电路、斩波电路及逆变器控制电路等进行了分析和设计。 电路构成及设计 电源的系统框图为图1所示，三相交流电压通过不控整流及滤波电路后转换为直流电压，该电压被送到直流斩波器进行斩波调节，变为功率可调节的近似恒流源后输入逆变器，之后控制感应加热负载。直流斩波控制部分则通过传感器检测斩波输出的电流信号，经PI调节器，控制PWM的输出脉宽，从而改变斩波输出电流的大小，实现闭环控制。逆变器控制部分采用锁相环频率跟踪电路控制逆变器的工作频率，产生高频触发脉冲，驱动逆变电路中功率器件的通断。 主电路 1、并联谐振逆变电源的主电路由三相不控整流桥、直流斩波器、电流源并联谐振逆变器和负载匹配电路四部分组成(图2)。 这里采用不控整流加斩波构成直流电流源，主要是考虑到其具有保护速度快以及高频斩波带来的滤波器尺寸小等优点。斩波器和逆变器中的主功率器件(VT与VT1、VT2、VT3、VT4)均采用IGBT管。逆变器桥臂的每一个IGBT上均串联一个二极管，通过IGBT的正向电流也将全部通过串联二极管，这就要求串联二极管能够通过很大的正向电压和承受很高的反向电压，因此VD1~VD4选用的是快速恢复二级管。逆变器通过半导体开关有规律地切换，在负载侧得到一定频率的交流电流，其频率由开关的动作频率决定，由于是电流源供电，逆变器输出电流近似为方波，负载对基波分量呈高阻，压降较大，而三次及三次以上谐波产生的压降较小，可近似认输出电压(即电容C两端电压)为正弦波。

2、PWM斩波控制 斩波的实现是通过控制IGBT(图2中VT管)的导通来控制电流的大小，从而间接控制功率。在稳态运行过程中，为实时了解负载的变化，需从谐振回路中反馈电流的变化，通过与基准值比较获得占空比的大小。图1系统框图中的电流检测可选用霍尔电流传感器，检测逆变器直流母线输入电流的大小。控制电路采用PI调节器，由运放与电阻、电容等元件构成，可将检测电流与设定电流比较，只要反馈和设定有偏差，就可通过调节，使反馈向设定值逼近直至等于设定值，从而实现无差调节，提高系统稳定性。PWM脉宽控制选用TL494，它是一种应用广泛的PWM控制芯片，具有抗干扰能力强、结构简单、可靠性高以及价格便宜等特点。在本设计中具体电路如图3所示：输入(即PI调节输出)自1脚引入，引脚13接低电平，PWM脉冲信号从8脚输出，经驱动模块放大后触发斩波器元件IG-BT的导通。 3、逆变器触发控制 并联谐振逆变器的触发控制中，为避免大电感Ld上产生大的感应电势，电流必须是连续的，因此要保证逆变器在换流时，VT1、VT3和VT2、VT4两组桥臂应遵循先开通后关断的原则，即要求两组桥臂的触发脉冲有重叠区，这点与串联谐振逆变器有较大不同。图4是逆变器触发脉冲的波形。 加热工件在加热过程中会引起谐振频率的变化，为使逆变器可靠工作，逆变器需要始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态，以实现逆变器件的零电压换流。图5显示了逆变器触发控制电路的构成。对逆变电源的负载正弦电压采作为锁相环PLL的输入参考电压。考样、过零比较，得到U1(t)，虑到触发，驱动电路和开关器件的延时等情况，在PLL内部加入了相位补偿电路，构成无相差锁相环电路。锁相环的输出电由U2(t)产生的Ⅰ、Ⅱ两路压U2(t)与输入U1(t)可实现零相位差，驱动输出即可实现图4中逆变器VT1~VT4的触发脉冲波形。

逆变电源控制算法哪几种

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html,/ 逆变电源广泛运用于各类：电力、通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、医疗救护车、警车、船舶、太阳能及风能发电领域。 在电路中将直流电转换为交流电的过程称之为逆变，这种转换通常通过逆变电源来实现。这就涉及到在逆变过程中的控制算法问题。 只有掌握了逆变电源的控制算法，才能真正意义上的掌握逆变电源的原理和运行方式，从而方便设计。在本篇文章当中，将对逆变电源的控制算法进行总结，帮助大家进一步掌握逆变电源的相关知识。 逆变电源的算法主要有以下几种。 数字PID控制 PID控制是一种具有几十年应用经验的控制算法，控制算法简单，参数易于整定，设计过程中不过分依赖系统参数，可靠性高，是目前应用最广泛、最成熟的一种控制技术。它在模拟控制正弦波逆变电源系统中已经得到了广泛的应用。将其数字化以后，它克服了模拟PID控制器的许多不足和缺点，可以方便调整PID参数，具有很大的灵活性和适应性。与其它控制方法相比，数字PID具有以下优点：

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html,/ PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息，控制过程快速、准确、平稳，具有良好的控制效果。 PID控制在设计过程中不过分依赖系统参数，系统参数的变化对控制效果影响很小，控制的适应性好，具有较强的鲁棒性。 PID算法简单明了，便于单片机或DSP实现。 采用数字PID控制算法的局限性有两个方面。一方面是系统的采样量化误差降低了算法的控制精度；另一方面，采样和计算延时使得被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统，造成PID控制器稳定域减少，增加了设计难度。 状态反馈控制 状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变器的状态模型时将负载的动态特性考虑在内，因此状态反馈控制只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。例如对于非线性的整流负载，其控制效果就不是很理想。

谐振型逆变器原理分析

谐振型逆变器原理分析 【摘要】本文以固态高频感应加热电源中的谐振型逆变器为主要研究对象，分析了经典H桥型串联谐振逆变电路和并联逆变电路的结构特点及工作状态。 【关键词】功率MOSFET；串联谐振；并联谐振 所谓“逆变”是相对整流而言的，把直流电能转变为所需频率的交流电能，就是逆变。逆变器的电路型式繁多，分类方法不一。如按照输出相数，可分为单相、三相和多相；按电路结构，可分为全桥、半桥和非桥式等。 下面将具体介绍串联谐振式电压型逆变器和并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构、工作原理、谐振槽路等特征。 １．串联谐振式电压型逆变器结构 1.1串联谐振式电压型逆变器的拓扑 串联谐振式电压型逆变器的基本电路如图1－1所示，以负载线圈（L和R）和功率因数补偿电容器C串联后作为逆变桥的负载，这种利用负载电路串联谐振的原理工作的逆变器，称为串联谐振式电压型逆变器。此种逆变器负载电流波形为近似正弦波。 1.2串联谐振式电压型逆变器的工作原理 串联谐振逆变器的负载为串联谐振负载，通常需电压源供电。交替开通和关断逆变器上的全控器件就可以在逆变器的输出端获得交变的方波电压，其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值，频率取决于器件的开关频率。 逆变桥包括由4个功率MOSFET和与其反并联的快速二极管组成的四个桥臂,其工作时,轮流触发V1,3和V2,4,使负载得到高频电流。 1.3串联谐振式电压型逆变器的谐振槽路分析 串联逆变器的负载电路即为串联谐振电路，它由电容器C、电感L和电阻R 串联组成。谐振时，串联电路各参数关系如下： 谐振频率f= 谐振时等效阻抗R=Z=R 串联电路电流I=I= 电感L上电压U=jωLI=jωL=jQU 电容器C上电压U=×=-jQU 特征阻抗X=X=X=ωL=L=或X=QR 负载有效功率P=I R= 电容器的无功功率Q=IU=Q=QP＜br>电感的无功功率Q=IU=QP＜br>1.4串联谐振式电压型逆变器的特征 串联谐振式电压型逆变器具有如下特征： ①容易投入负载电力。它的这一特性表明，采用低压开关器件并联，就可构成这种系统，因而实用性强。 ②负载匹配容易。在设计时，只要把匹配变压器的漏感简单地加进负载电感就可达到目的，设计的自由度大。 2.并联谐振式电流型逆变器 2.1并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构 并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构如下图2－1所示，把功率因数补偿电

无源三相PWM逆变器控制电路设计-参考模板

无源三相PWM逆变器控制电路设计 一、课程设计的目的 通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索 需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 二、课程设计的要求 1注意事项 控制框图 设计装置（或电路）的主要技术数据 主要技术数据

输入交流电源： 三相380V，f=50Hz 交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流： 电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术 知识和创造性的思维方式以及创造能力 3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能 力 4.课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说 明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。 报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。 5.课程设计用纸和格式统一 三设计内容： 整流电路的设计和参数选择 滤波电容参数选择 三相逆变主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 三相SPWM驱动电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图

根据要求，整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路， 其 电路图如图2.1所示： 图2.1 考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形 a ）电路原理图 b ）轻载时的交流侧电流波形 c ）重载时的交流侧电流波形 1. 其工作原理如下所示： 该电路中，当某一对二级管导通时，输入直流电压等于交流 侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。 当没有二级管导通时，由电容向负载放电，u d 按指数规律下降。 设二极管在局限电路电压过零点δ角处开始导通，并以二极 管VD 6和VD 1开始同时导通的时刻为时间零点，则线电压为 a)c)R 462 i i

逆变器原理

太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法摘要：太阳能光伏发电是21世纪最为热门的能源技术领域之一，是解决人类能源危机的重要手段之一，引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网控制逆变器的工作过程，分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理，太阳能光伏逆变器的并网原理及主要控制方式。 1 引言： 随着工业文明的不断发展，我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源已经不可能满足要求，为了避免面对能源枯竭的困境，寻找优质的替代能源成为人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式得到了广泛使用，但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑，况且目前的水能开发程度较高，继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问题，但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点，大规模并网对电网会形成一定冲击，如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生能源形式当中，太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富，每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量，相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富，除了贵州高原部分地区外，中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区，目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。 太阳能的利用分为“光热”和“光伏”两种，其中光热式热水器在我

国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式，起源于100多年前的“光生伏打现象”。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种，早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素，主要以小功率离网型为主，满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降，光伏发电的成本不断下降，预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp，电价成本为6美分/(kWh)，光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。本文主要介绍并网型光伏发电系统的系统组成和主要部件的工作原理。 2 并网型光伏系统结构 图1所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分：其一，太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能；其二，太阳能控制逆变器及并网成套设备，负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相；可带隔离变压器，也可不配隔离变压器。

无源三相PWM逆变器控制电路设计65427

目录 第一章：课程设计的目的及要求 (2) 第二章整流电路 (5) 第三章逆变电路 (9) 第四章PWM逆变电路的工作原理 (11) 第五章三相正弦交流电源发生器 (14) 第六章三角波发生器 (15) 第七章比较电路 (16) 第八章死区生成电路 (18) 第九章驱动电路 (20) 附录 参考文献 课程设计的心得体会

第一章：课程设计的目的及要求 一、课程设计的目的 通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索 需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 二、课程设计的要求 1. 自立题目 题目：无源三相PWM逆变器控制电路设计 注意事项： ①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS电源等，

②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计容。 控制框图 设计装置（或电路）的主要技术数据 主要技术数据 输入交流电源： 三相380V，f=50Hz 交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流： 电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH

设计容： 整流电路的设计和参数选择 滤波电容参数选择 三相逆变主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 三相SPWM驱动电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术 知识和创造性的思维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇，且文中有引用说明，否则也不能得优）。

串联谐振逆变器分析

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html, 串联谐振逆变器分析 串联谐振逆变器如图2一1所示,补偿电感和负载等效参数和串联后作为逆变桥的负载,图中为补偿电感或变压器漏感,、为包含负载在内的负载等效电阻和电容。串联谐振逆变器通常由电压源供电,电压源由整流器加一个大电容构成。由于电容值较大,可以近似认为逆变器输入端电压固定不变。交替开通和关断逆变器上的可控器件就可以在逆变器的输出端得到交变的方波电压,其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值,频率取决于器件的开关频率。 根据负载电压和电流的相位关系,串联逆变器可以工作在三种工作状态感性、容性和串联谐振。在串联逆变器中,为了避免开关器件因短路电流而损坏,在开关器件换流过程中,上下桥臂的开关管应留有死区时间,防止发生直通。 并联谐振逆变器分析 并联谐振逆变器如图2一2所示,补偿电感和负载等效参数和并联作为逆变器的负载,电路中串联的大电感场保证负载电流是恒定的,不受负载阻抗变化的影响。当负载功率因数不是时,负载的无功电压分量便会加在开关器件上,为了避免开关器件承受反向电压而损坏,必须串联快速二极管。根据负载电压和电流的相位关系,并联逆变器可能工作在三种工作状态感性、容性和谐振状态。

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html, 串并联谐振逆变器比较 串联谐振逆变器和并联谐振逆变器的差别源于它们所用的振荡电路的不同,前者使用、、串联,后者是、和并联,由两种逆变器拓扑、电路特性及波形上分析,两种电路具有对偶的性质,相比于并联谐振逆变器,串联谐振逆变器具有以下特点和优点。 串联谐振逆变器的特点 直流侧为电压源,或并联大电容,相当于电压源。直流侧电压基本无脉动。由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压为矩形波,并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。对串联谐振负载而言,其输出电流波形为正弦波。 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。 电压型逆变器与电流型逆变器比较,优点如下 电路结构简单,启动容易电压型逆变器可以采用移相控制,通过调节移相角的大小来调节输出电压,就可以达到调节输出功率的目的。由于电流型逆变器要保证滤波电感上的直流输入电流不能断流,如果采用移相调功,当负载输出电流为时,这个直流电流无法从逆变器流过,要外加电路来解决电流的续流问题。电压型逆变器是真正的电压源,不管逆变电路时开通还是关断,滤波电容两端都能够保持恒定的电压。因 此在逆变器的启动、工作以及关闭等各种状态下,都能始终提供稳定的直流输入电压。电流型逆变器不是真正的电流源,每次逆变电路关机后重新开机,直流输入电流都必须重新建立直流输入电流的过程中,整个系统的工作不稳定,容易导致电路失控,并且从逆变器开启到直流输入电流稳定所需时间也较长。

逆变器保护电路设计

安阳师范学院本科学生毕业设计报告逆变器保护电路设计 作者秦文 系（院）物理与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 年级 2008级专升本 学号 081852080 指导教师潘三博 日期 2010.06.02 成绩

学生承诺书 本人郑重承诺：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安阳师范学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均以在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期: 论文使用授权说明 本人完全了解安阳师范学院有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 签名: 导师签名: 日期:

逆变器保护电路设计 秦文 （安阳师范学院物理与电气工程学院，河南安阳 455002） 摘要:本文针对SPWM逆变器工作中的安全性问题，阐述了如何利用电路实现保护复位和死区调节。在PWM三相逆变器中，由于开关管存在一定的开通和关断时间，为防止同一桥臂上两个开关器件的直通现象，控制信号中必须设定几个微秒的死区时间。尽管死区时间非常短暂，引起的输出电压误差较小，但由于开关频率较高，死区引起误差的叠加值将会引起电机负载电流的波形畸变，使电磁力矩产生较大的脉动现象，从而使动静态性能下降，降低了开关器件的实际应用效果，但是却对逆变器的安全运行意义重大。 关键词:保护电路；复位电路；死区调节 1 引言 在现在的系统中电力器件的应用也越来越广而与此同时对器件的保护也被认识了其重要性。电子器件很易被损坏，保护电路的要求也很苛刻。在工程应用中，为了使SPWM 逆变器安全地工作，需要有可靠的保护系统。一个功能完善的保护系统既要保证逆变器本身的安全运行，同时又要对负载提供可靠的保护。 随着电力电子技术的发展，功率器件如IGBT、MOSFET等广泛应用于PWM变流电路中。对于任何固态的功率开关器件来讲，都具有一定的固有开通和关断时间，对于确定的开关器件，固有开通和关断时间内输入的信号是不可控的，称为开关死区时间，它引起开关死区效应，简称为死区效应。在电压型PWM逆变电路中，为避免同一桥臂上的开关器件直通，必须插入死区时间，这势必导致输出电压的误差。该误差是谐波的重要来源，它不但增加了系统的损耗，甚至还可能造成系统失稳。 随着电力电子技术的发展,逆变器主电路、控制电路发生了较大变化,其性能不断改善,当然,保护电路也应随之作相应完善。逆变器保护电路主要包括过压保护、过载(过流) 保护、过热保护等几个方面。 本文仅就保护复位电路与死区控制电路与的实现进行了分析和研究。 2 保护电路设计 较之电工产品，电力电子器件承受过电压、过电流的能力要弱得多，极短时间的过电压和过电流就会导致器件永久性的损坏。因此电力电子电路中过电压和过电流的保护装置是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。 2.1 死区控制电路的结构设计 死区控制电路的电路拓扑结构如图所示，其主要功能是确保主电路中的开关管S 1、S 2 不能同时导通。死区电路的波形图如图1所示，从图中可以明显地看出开关管S 1和S 2 的驱 动信号没有使S 1与 S 2 同时导通的重叠部分，这就是两个主开关管之间存在所谓的“死区”。 而通过改变HEF4528芯片的输出信号脉宽，就可以调节驱动信号的脉宽。（具体的方式是 通过改变HEF4528芯片的外接RC电路的参数值实现的，如图2所示）如图3所示R t 、C t 的值与输出脉宽的关系在本文中，选择电位器P2的阻值为10kΩ,电容C237的容值为103pF，因此由图3可知，输出信号的脉宽大约为10μs 。

串联逆变器和并联逆变器的差别

串联逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。 1、串联逆变器的负载电路呈现低阻抗，要求电压源供电，直流电源末端，必须并接大的滤波电容器。当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。 并联逆变器的负载电路呈现高阻抗，要求由电流源供电，需在直流电源末端串接大电抗器。但在逆变失败时，由于大电感的限流作用，冲击不大，较易保护。 2、串联逆变器输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压 并联逆变器输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是超前于电压。 两者都是工作在容性负载状态。 3、串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通，造成电源短路，换流时，必须保证先关断，后开通。 并联逆变器是恒流源供电，为避免滤波电抗产生大的感生电势，电流必须连续。必须保证逆变器上、下桥臂晶闸管在换流时，是先开通后关断。 4、串联逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。并联逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率。 5、串联逆变器的功率调节方式有二：改变直流电源电压或改变晶闸管的触发频率。 并联逆变器的功率调节方式，一般只能是改变直流电源电压。改变逆变引前角也能使功率增大，但所允许调节范围小。 (6)串联逆变器在换流时，晶闸管是自然关断的，关断时间短，损耗小。 并联逆变器在换流时，晶闸管是强迫关断的，关断时间较长。损耗较大。 相比之下，串联逆变器适合在高频感应加热装置中使用。 (7)串联逆变器的晶闸管所需承受的电压较低，用380V电网供电时，采用1200V的晶闸管就行，但负载电路的全部电流，包括有功和无功分量，都需流过晶闸管。逆变晶闸管丢失脉冲，只会使振荡停止，不会造成逆变颠覆。 并联逆变器的晶闸管所需承受的电压高，其值随功率因数角甲增大，而迅速增加。但负载本身构成振荡电流回路，只有有功电流流过逆变晶闸管，而且逆变晶闸管偶而丢失触发脉冲时，仍可维持振荡，工作较稳定。 (8)串联逆变器可以自激工作，也可以他激工作。他激工作时，只需改变逆变触发脉冲频率，即可调节输出功率；而并联逆变器一般只能工作在自激状态。 (9)在串联逆变器中，晶闸管的触发脉冲不对称，不会引入直流成分电流而影响正常运行；而在并联逆变器中，逆变晶闸管的触发脉冲不对称，则会引入直流成分电流而引起故障。 (10)串联逆变器起动容易，适用于频繁起动工作的场合；而并联逆变器需附加起动电路，起动较为困难。 (11)串联逆变器中的晶闸管由于承受矩形波电压，故晶闸管承受电压上升率较大较大，吸收电路起着关键作用，而对其电流上升率要求则较低。 在并联逆变器中，流过逆变晶闸管的电流是矩形波，因而要求大的电流上升率，而对电压上升率du／dt的要求则低一些。 (12)串联逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容器)的距离远时，对输出功率的影响较小。如果采用同轴电缆或将来回线尽量靠近(扭绞在一起更好)敷设，则几乎没有影响。 而对并联逆变器来说，感应加热线圈应尽量靠近电源(特别是槽路电容器)，否则功率输出和效率都会大幅度降低。

串并联逆变器的区别(详细版)

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html, 串并联逆变器的区别（详细版）从负载谐振方法划分，可认为并联逆变器和串联逆变器两大类型，下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技能特色及其对比： 串联逆变器和并联逆变器的不一样，源于它们所用的振动电路不一样，前者是用L、R 和C串联，后者是L、R和C并联。 1.串联逆变器的负载电路对电源出现低阻抗，请求由电压源供电。因此，经整流和滤波的直流电源结尾，有必要并接大的滤波电容器。当逆变失利时，浪涌电流大，维护艰难。 并联逆变器的负载电路对电源出现高阻抗，请求由电流源供电，需在直流电源结尾串接大电抗器。但在逆变失利时，因为电流受大电抗约束，冲击不大，较易维护。 2.串联逆变器的输入电压稳定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零今后进行，因此电流老是超前电压一φ角。 并联逆变器的输入电流稳定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零曾经进行，负载电流也老是越前于电压一φ角。这就是说，两者都是作业在容性负载状况。 3.串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管一起导通，形成电源短路，换流时，有必要保证先关断，后注册。即应有一段时刻(t )使一切晶闸管（其它电力电子器材）都处于关断状况。此刻的杂散电感，即从直流端到器材的引线电感上发生的感生电势，可能使器材损坏，因此需求挑选适宜的器材的浪涌电压吸收电路。此外，蓄电池检测在晶闸管关断时期，为保证负载电流接连，使晶闸管免受换流电容器上高电压的影响，有必要在晶闸管两头反并联敏捷二极管。并联逆变器是恒流源供电，为避免滤波电抗Ld上发生

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html, 大的感生电势，电流有必要接连。也就是说，有必要保证逆变器上、下桥臂晶闸管在换流时，是先注册后关断， 也即在换流时期(tγ)内一切晶闸管都处于导通状况。这时，尽管逆变桥臂直通，因为Ld 足够大，也不会形成直流电源短路，但换流时刻长，会使体系功率下降，因此需缩短tγ，即减小Lk值。 4.串联逆变器的作业频率有必要低于负载电路的固有振动频率，即应保证有适宜的t 时刻，不然会因逆变器上、下桥臂直通而致使换流的失利。 并联逆变器的作业频率有必要略高于负载电路的固有振动频率，以保证有适宜的反压时刻t ，不然会致使晶闸管间换流失利；但若高得太多，则在换流时晶闸管接受的反向电压会太高，这是不答应的。 5.串联逆变器的功率调理方法有二：改动直流电源电压Ud或改动晶闸管的触发频率，即改动负载功率因数cosφ。 并联逆变器的功率调理方法，一般只能是改动直流电源电压Ud。改动cosφ尽管也能使逆变输出电压添加和功率增大，但所答应调理规模小。 6.串联逆变器在换流时，晶闸管是天然关断的，关断前其电流已逐步减小到零，因此关断时刻短，损耗小。在换流时，关断的晶闸管受反压的时刻(t +tγ)较长。 并联逆变器在换流时，晶闸管是在全电流运转中被逼迫关断的，电流被逼降至零今后还需加一段反压时刻，因此关断时刻较长。相比之下，串联逆变器更适宜于在作业频率较高的感应加热装置中运用。

逆变器SPWM控制电路与设计

信息技术 Information Technology 3.3 空间信息更新方法 3.3.1 利用GIS软件功能更新 随着GIS软件的发展，当前流行的GIS软件平台提供了时态GIS部分空间信息更新要求。如ArcGIS9.2针对时态GIS的数据组织需求以及功能需求，提供相应的解决方案，包括：时 间数据的存储格式NetCDF、时空数据建模、历史数据归档功能、多维数据图表分析、时间动画、追踪分析功能、实时数据获取等功能。 3.3.2 利用数据库功能自动更新 目前，大多数行业的G I S利用空间数据引擎（如：ArcSDE）将空间数据存储到关系型（如：SQL Server）或对象关系型（如：Oracle）数据库中。这些数据库提供触发器功能，触发器是针对单一数据表所撰写的特殊存储过程，当数据表发生添加、删除、更新操作时，自动执行所编写的脚本。如当空间信息表发生变化时，可使用数据库触发器功能将需要变化前的数据自动存储到历史信息表中。 如果经常要空间数据库定时自动执行一些脚本，如数据库备份、数据的提炼、数据库的性能优化、重建索引、自动重建历史、建立或更新多基态等工作。可利用数据库提供的作业（Job）功能实现空间信息的更新处理。 3.3.3 编写空间信息更新模块 不同的时态GIS对空间信息更新要求不同，利用GIS软件平台功能、数据库触发器和作业功能只能满足一定条件的更新，局限性较大。针对不同行业的时态GIS应用，需利用GIS 平台提供的二次开发功能有针对性编写空间信息更新模块，实现时态GIS空间信息用户手工更新和自动更新功能。 4 结论 时态GIS作为GIS研究和应用的一个新领域，受到普遍的关注。本文分析了时态GIS空间信息的更新问题，为了提高时空数据库存储和管理效率，研究了将空间信息和属性信息分开存储的时空数据库，并设计了时态GIS空间信息更新流程，给出了时态GIS空间信息更新技术和方法。 参考文献： 王贺封.时空数据模型及TGIS研究[J].测绘与空间地理信[1] 息，2006.08. 周晓光，陈军，朱建军等.基于事件的时空数据库增量更新[2] [J].中国图像图形学报，2006，11（10）:1431-1438. 吴正升，胡艳，何志新.时空数据模型研究进展及其发展方[3] 向[J].测绘与空间地理信息，2009.12. 汪汇兵，唐新明，洪志刚.版本差量式时空数据模型研究[4] [J].测绘科学，2006.09. 李勇，陈少沛，谭建军.基于基态距优化的改进基态修正时[5] 空数据模型研究[J].测绘科学，2007.01. 逆变器SPWM控制电路 的研究与设计 李长华 刘平 （郑州大学信息工程学院，河南 郑州 450001） 摘 要：本文依据SPWM控制原理，以逆变器控制电路 为研究对象，通过分立电路设计出SPWM电路，调制 波为50Hz正弦波，载波为10KHz三角波，输出SPWM 波频率为20KHz。实验证明该电路稳定性好，有效克服 了温飘，反馈迅速，且成本低，输出实现倍频效应，对 逆变器控制的理解和学习有很好的指导作用，具有较高 的实用价值。 关键词：逆变器；SPWM控制；分立电路；倍频 中图分类号：TK-9 文献标识码:B 文章编号：1671-8089（2012）02-0088-03 A Design of SPWM Circuit of Inverter Lichanghua Liuping (The College of ZhengZhou University ZhengZhou 450001 China) Abstract: The principle of the driver circuit of an inverter is introduced in this paper. A SPWM control circuit is designed with discrete components. The frequency of triangular wave is 10KHz, the sine wave is 50Hz, and the SPWM is 20KHz. The experimental results show that this method can work well. Temperature drift is overcome. And the cost is low. The output frequency is doubled. In addition, this paper helps us understanding the SPWM control circuit better. And the pragmatic value of this design is high. Key words: inerter; SPWM control; discrete circuit; frequency doubling 0 引言 逆变器是一种通过半导体功率开关管的开通与关断作用将直流电转化为交流电的电路变换装置[1]。根据输出波形可分为方波逆变器和正弦波逆变器。由于多数负载要求逆变器输出正弦波，所以正弦波逆变器具有更广泛的应用空间。在高频化技术阶段，逆变器输出波形改善以PWM（Pulse Width [作者简介] 李长华，男，河南新乡人，郑州大学在读研究生，主要从事开关电源设计及逆变器研究。 – 88 – 2012年第11卷第2期

串联谐振与并联谐振的区别

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html,/103 串联谐振与并联谐振的区别 什么是串联谐振？ 在电阻、电感和电容的串联电路中，出现电路的端电压和电路总电流同相位的现象，叫做串联谐振。串联谐振的特点是：电路呈纯电阻性，端电压和总电流同相，此时阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。在电力工程上，由于串联谐振会出现过电压、大电流，以致损坏电气设备，所以要避免串联谐振。

https://www.wendangku.net/doc/79148134.html,/103 什么是并联谐振？ 在电感线圈与电容器并联的电路中，出现并联电路的端电压与电路总电流同相位的现象，叫做并联谐振。并联谐振电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。并联谐振不会产生危及设备安全的谐振过电压，但每一支路会产生过电流。 一、串联谐振和并联谐振区别 1、从负载谐振方式划分，可以为并联逆变器和串联逆变器两大类型，下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较：串联逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。串联逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗，要求由电压源供电。 因此，经整流和滤波的直流电源末端，必须并接大的滤波电容器。当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。并联逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电，需在直流电源末端串接大电抗器。但在逆变失败时，由于电流受大电抗限制，冲击不大，较易保护。 2、串联逆变器的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压一φ角。并联逆变器的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是越前于电压一φ角。 这就是说，两者都是工作在容性负载状态。串联逆变器是恒压源供电，为避