3KVA三相逆变电源设计
KHF系列1~3KVA逆变器说明书v1.1
用户指南KHF系列1~3KVA并联逆变器()深圳市科奥信电源技巧有限公司Shenzhen Keaoxin PowerSupply Technology Co.,Ltd.本手册为1~3KVA功率等级的KHF逆变器供给须要的装配,操纵和保护技巧信息.请务必在操纵KHF机械之前浏览此手册,并请妥当保手册予备用.手册分为两个部分：第一部分—KHF逆变器介绍这部分介绍单相逆变器KHF系列,包含体系概述.内部构成.选型描写,及体系规格. 第二部分—典范运用此部分分离介绍单机体系.单相并机体系.三相并机组合体系的解释及设置装备摆设第三部分—装配和操纵此部分介绍KHF逆变器的装配和操纵信息,包含体系的总的描写,其构成部分,及其功效,指导掌握器的功效描写;以及在正常.应急和保护操纵前提下的操纵次序. 声明：因为产品和技巧的不竭更新.完美,本资估中的内容可能与现实产品不完整相符,敬请原谅.如需查询产品的更新情形,请接洽厂商.目录第一部分 KHF逆变器介绍11.4 重要技巧参数21.5.2 数字化LCD (液晶)显示41. 6 后面板掌握51.7 机械规格81.7.1 重量81.7.2 构造尺寸81.8 情形前提111.8.1 工作温度111.8.2 非工作温度111.8.4 运行高度111.8.5 噪声111.8.6 冷却11第二部分…典范运用122.1 单机体系122.2 单相并机体系132.3 三相组合体系15第三部分…装配解释及操纵173.0 简介173.1 吸收173.2 储存173.3 装配前预备173.4 装配173.4.1 地位选择173.4.2 情形温度173.4.3 冷却173.4.4 固定和线的地位选择173.4.5 接地173.4.6 逆变器衔接183.5 逆变器运行18第一部分 KHF逆变器介绍正弦波逆变器经由过程直流输入电源供给稳固的.无掉真的交换电;在贸易用电停电的场合为必须工作的迟钝装备供给可选输出电压和频率的电压.经由过程一个静态开关,逆变器也可以或许构成一个靠得住的和经济型的在线式或后备式不间断电源（UPS）,也可以构成机能靠得住的应急电源（EPS）.该机型为19英寸,23英寸或者25英寸的机柜设计,此系列产品均已模块化,配用简略灵巧.例：KHF 3000 B W 2KHF：产品系列型号（高频逆变系列）3000：标称容量（VA）B：直流输入电压等级（V）A：48V B：220V C：110V D：540VW：机箱构造类型W：卧式 L：立式2：整机工作类型1：纯逆变 2：后备式 3：在线式 4：在线式,后备式可设,输出电压.频率可设（单机） 5：逆变放电一体（单机）1.4 重要技巧参数表1-2:逆变器重要技巧参数项目名称技巧指标模块额定输出功率1～3KVA最大并联模块数目12个直流输入额定电压（VDC）48/110/220/540电压许可规模（VDC）40～60/95～135/190～270/460～670旁路旁路转换时光电子式≤4mS机械式≤10mS 输入交换电压许可规模（VAC）132～264交流输出额定电压（VAC）220额定频率（Hz）50/60功率因数0.8～负载调剂率＜1％频率精度＜0.1％峰值因数3：1波形掉真度阻性满载＜3％,非线形满载＜5％效力（额定输入电压,阻性满载）＞80％动态响应（负载0↔100％）电压瞬变规模＜5%,瞬变响应恢复时光≤60mS 并联不均流度＜5%额定电流有用值过载才能负载电流＜105％,中断工作负载电流105～125％,中断10min负载电流125～150％,中断1min负载电流＞150％,60mS关机环境条件绝缘强度2KVac,1min噪音（1m）＜55dB工作情形温度0～45℃运输与存储温度－40～70℃湿度0～90%,无冷凝海拔（m）≤3000,1500～3000m每升高100m输出降额1% 呵护功效输入接反呵护,输入欠压.过压呵护,输出过载呵护,输出短路呵护,过温呵护1.5前面板掌握逆变器的前面板KHF逆变器的前面板如图1所示.全部前面板掌握部分如图2所示薄膜开关通风口拉环固定孔液晶显示图1 KHF逆变器的前面板图2KHF逆变器的掌握面板左边是滚动开关.按下向上开关,上一个不合的读数将显示出来.按下向下开关显示屏将向相反的偏向滚动以显示不合的读数.面板右边是加减开关,这两个开关用于设置变量的增减调节.还有印有“ON/OFF”, “ESCAPE” , “SILENCE”和“ENTER”字样的按键：.是“开/关机”键,用于开或关逆变器（此按键只用于单机,不必于并机）是“撤消”键,用于退出设置界面是“消音”键,用于停滞蜂鸣器鸣叫是“确认”键,肯定所作设置1.5.2数字化LCD(液晶)显示此系列产品都配有自力的LCD液晶显示器件,LCD可以显示两行20个字符,显示两种信息：体系状况或检测量.体系状况默以为运行,接下来是体系故障或关机.每行包含三列,分离暗示：1) 电源类型;2)电源模式;3)电源状况.电源模式界说如下："INV."暗示逆变模块,"BYP"暗示旁路装配,为维修旁路继电器或者静态传输开关.至于电源模式和电源状况信息,以及响应的LED状况显示器的色彩,拜见表1-3.第一列第二列第三列电源模式/状况第一行INV ON NORMAL 体系由逆变向负载供电第一行INV OFF DCFLT 直流输入超出正常规模第二行BYP ON NORMAL 体系由旁路向负载供电第二行BYP OFF BYPFLT 交换输入超出正常规模负载电压(伏) 负载百分比(有功功率与视在功率之间取大者)旁路电压(伏) 频率(赫兹) 直流输入电压(伏) 负载有功负载电流(安培)状况代码（0000H ）：16进制数,用于故障诊断 要显示检测值,请按上移或下移按键.1. 6后面板掌握KHF 系列中220V 和110V 输入的逆变器的后面板图如图3所示模块的不和设有开关,对于并机体系,用于设置模块地址. 拨码开关设置如下所示（拨到ON 暗示1,反之,暗示0）： a.地址拨码的设置请求介入并联的模块必须设置两两不合的地址,假如地址雷同,则模块会发出声光报警,无法并联.通风口航空插座旌旗灯号线接口拨码开关并机线接口 图3 KHF 逆变器的后面板总共可以设置12个地址,正当的地址规模为0～11,假如超出此规模,模块也会发出声光报警.b.若何设置地址拨码如上图所示,拨码开关的第1位对应二进制的低位,第4位对应二进制的高位.拨到ON暗示1,反之,暗示0.例如,在上图中,二进制0101B,则设置的模块地址为5.假如是构成三相体系,则A相模块的地址必须设置在0～3规模内,B相模块的地址必须设置在4～7规模内,C相模块的地址必须设置在8～11规模内.解释：更改拨码设置时必须从新上电设置才有用.单个逆变模块经由过程航空插与托架上的线路相连,托架上的航空插不和正视图如下图4所示：图4 航空插不和正视图航空插孔号色彩接线解释3 蓝N线（市电N和输出N共接）4 黄市电旁路输入L26 黑直流输入负27 红直流输入正28 蓝N线（市电N和输出N共接）29 黄逆变模块输出L线KHF485接通风口交换输出接口口图5 48V输入单机逆变器的后面板图解释：拨码设置与前述拨码设置雷同.1.7 机械规格1.7.1 重量2KVA 9KG1.7.2构造尺寸KHF逆变器的构造尺寸是：高：89mm宽：490mm深：390mm 直流输入市电输入拨码KHF面板外形及开孔尺寸图机箱箱体底面与前面板下边平齐图6 KHF逆变器的外形及开孔尺寸图注：此尺寸专门针对我公司的机柜构造,假如客户本身组屏,建议依据上图中的模块尺寸来设计开孔,以免消失误差.1.8情形前提1.8.1 工作温度此系列机型中断过载125%运行最高50摄氏度,.-10 to +50摄氏度之间满载输出到过载125%以及输出短路30秒.+50 and +70摄氏度线形降额到0.1.8.2 非工作温度运输温度-40～+75摄氏度,但不推举存储.推举存储前提见3.2.1.8.3工作湿度0 到90%相对湿度,无冷凝.1.8.4 运行高度海拔10,000英尺.海拔3300英尺以上,最高情形温度从50摄氏度每升高1000英尺减小3摄氏度(10,000英尺处30摄氏度最高).1.8.5 噪声小于60 dBA.per Type 2, IEC and ANSI SI.4, 1981尺度,在55 dBA情形中距离随意率性概况4英尺处测量.1.8.6 冷却风冷.进风口在前面板,出风口在柜体外侧.图2.1 逆变模块框图第二部分…典范运用单机体系我公司的每一个逆变模块都是一个自力的交换电源,可以或许单独地为负载供给所需的交换电,所以只需一个模块就可以很便利地构成一个交换供电体系.如图2.2所示,只要将相符前提的直流电压送到逆变模块的输入端,模块中的逆变器就可以输出相符用户请求的高质量的恒压恒频交换电压.别的逆变模块中还专门设置了旁路单元,所以只要将市电引入到逆变模块的旁路输入端,供电体系就可以依据用户须要以及体系的现实运行状况使得体系的交换输出在逆变电压与市电之间进行切换,最大程度地包管了对用户的不间断供电.也就是说逆变模块的交换输出端供给运用户的既可所以电网电压,也可所以高质量的逆变电压.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要选择.用户也可以依据本身的现实须要来选择是否将市电引入模块：引入市电,逆变模块既可以输出电网电压,也可以输出高质量的逆变电压;不引入市电,则逆变模块只输出逆变电压.单相并机体系因为单个逆变模块容量有限,并且不具备冗余才能,使得供电体系的靠得住性不高,并且不便利用户治理和维修.为了增大供电体系的容量,同时进步体系的靠得住性,往往采取多个模块构成高靠得住度的并联冗余体系.图中所示的就是由n 个逆变模块并联构成的单相供电体系,个中各模块既可图2.2 单个逆变模块供电体系交流输出直流输入逆变模块市电输入以共用同一路直流输入,也可以分离采取单独的直流输入电源供电.如许体系的总容量就为单个逆变模块容量的n倍,使得体系供电才能大增.别的,假如个中一个或某几个模块故障,只需将它们拔出,换上新的模块即可,而不须要将体系输出断电,不会造成用户供电的中止.与单个逆变模块构成的供电系同一样,只要将市电引入到逆变模块的旁路输入端,供电体系就可以依据用户须要以及体系的现实运行状况使得体系的交换输出在逆变电压与市电之间进行切换,最大程度地包管了对用户的不间断供电.也就是说逆变模块的交换输出端供给运用户的既可所以电网电压,也可所以高质量的逆变电压.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要选择.在逆变模块并联供电体系中,假如并联的模块超出3个,则体系额定输出电流较大,假如用户须要体系输出在市电与逆变电压之间切换,体系最好配备专门的旁路模块,以包管体系的供电安然.如图2.4所示.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要,经由过程旁路模块很便利地对供电体系工作模式进行设置.假如不设置,则体系默以为旁路优先工作模式.在配备了旁路模块的体系中,逆变模块无需引入市电.（1为用户供给交换电.用户可依据本身的须要选择逆变模块的数目,并且今后还可以经由过程增长模块个数来很便利地实现供电体系的扩容.用户也可以依据本身的现实须要来选择是否将市电引入模块：引入市电,逆变模块既可以输出电网电压,也可以输出高质量的逆变电压;不引入市电,则逆变模块只输出逆变电压.（2）旁路模块即静态旁路切换开关,实现供电体系逆变供电和旁路供电两种工作模式的切换.单相体系设置装备摆设单相旁路模块,内置有2对双向可控硅.假如供电体系只须要逆变输出或者并联逆变模块不超出3个,则可以不须要设置装备摆设旁路模块,对于3个模块以上的并接洽统,假如对切换时光没有很高的请求,也可以不配旁路模块.为了包管全部供电体系的切换安然,建议并接洽统设置装备摆设旁路模块.（3）监控体系显示体系以及所有模块的工作状况.工作参数.本体系可以选配我公司的有PMS-ⅢD触摸屏监控;用户也可以依据我们供给的通信协定来本身设计监控体系;假如供电体系不配备监控,则体系也能正常工作,只是各模块只能显示本机的运行状况及运行参数.三相组合体系我公司逆变模块还有一个优势是能很便利地构成三相供电体系,以知足请求三相供电体系场合的须要,例如给三相电机供电.图 2.5中所示的就是由多个逆变模块组合而成的三相逆变供电体系,个中各模块既可以共用同一路直流输入,也可以分离采取单独的直流输入电源供电.体系中A.B.C 三相的输出电压大小相等,但各相的相位则互差120°,即B 相滞后A 相120°,C 相滞后B 相120°,从而构成了一个真正的三相供电体系.而在各相中,既可以由单个逆变模块供电,也可以采取多个模块构成靠得住性较高的并联冗余体系并增大体系的容量.三相组合逆变供电体系还有一个平常凸起的长处,就是带三相不服衡和非线性负载才能强.因为各相的模块单独掌握,彼此之间不受影响,如许只要所带负载不超出正常规模,即使是100％不服衡负载,也不会造成三相输出电压的不服衡和畸变,从而包管了全部供电体系优秀的输出特征,可以知足各类不合的三相负载请求.与单相供电系同一样,只要将电网的三相电压分离引入到各相逆变模块的旁路输入端,供电体系就可以依据用户须要以及体系的现实运行状况使得体系的交换输出在逆变电压与市电之间进行切换,最大程度地包管了对用户的不间断供电.也就是说逆变模块的交换输出端供给运用户的既可所以电网电压,也可所以高质量的逆变电压.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要选择.用户可依据本身的须要选择逆变模块的数目,并且今后还可以经由过程增长模块个数来很便利地实现供电体系的扩容.假如用户请求三相容量相等,则每一相的逆变模块数必须雷同,即全部供电体系的逆变模块数为3的倍数.留意：电网的三相电压必须准确地引入到各相逆变模块的旁路输入端,即A 相电网电压接到A 相逆变模块的旁路输入端,B 相电网电压接到B 相逆变模块的旁路输入端,C 相电网电压接到C 相逆变模块的旁路输入端A相交流输出B相交流输出C相交流输出图2.5 三相组合逆变供电体系在逆变模块三相组合供电体系中,假如单相并联的模块超出1个,则体系额定输出电流较大,假如用户须要体系输出在市电与逆变电压之间切换,体系最好配备专门的旁路模块,以包管体系的供电安然.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要,经由过程旁路模块很便利地对供电体系工作模式进行设置.假如不设置,则体系默以为旁路优先工作模式.在配备了旁路模块的体系中,逆变模块无需引入市电.（1为用户供给交换电.用户可依据本身的须要选择逆变模块的数目,并且今后还可以经由过程增长模块个数来很便利地实现供电体系的扩容.假如用户请求三相容量相等,则每一相的逆变模块数必须雷同,即全部供电体系的逆变模块数为3的倍数.用户也可以依据本身的现实须要来选择是否将市电引入模块：引入市电,逆变模块既可以输出电网电压,也可以输出高质量的逆变电压;不引入市电,则逆变模块只输出逆变电压.（2）旁路模块即静态旁路切换开关,实现供电体系逆变供电和旁路供电两种工作模式的切换.三相体系设置装备摆设单相旁路模块,内置有2组6对双向可控硅.假如三相组合供电体系只须要逆变输出或者逆变模块不超出3个,则可以不须要设置装备摆设旁路模块,对于3个模块以上的并联组合体系,假如对切换时光没有很高的请求,也可以不配旁路模块.为了包管全部供电体系的切换安然,建议并接洽统设置装备摆设旁路模块.（3）监控体系显示体系以及所有模块的工作状况.工作参数.本体系可以选配我公司的有PMS-ⅢD触摸屏监控;用户也可以依据我们供给的通信协定来本身设计监控体系;假如供电体系不配备监控,则体系也能正常工作,只是各模块只能显示本机的运行状况及运行参数.第三部分…装配解释及操纵3.0 简介此部分介绍KHF系列逆变器的吸收.储存以及装配解释.3.1 吸收因为运输进程可能造成仪器破坏,请在吸收货运公司方承运的货色时,检讨货色包装是否破坏.若有破坏迹象,请在吸收单上注明.3.2储存假如仪器须要储存,请置于阴凉.湿润.通风处,并且远离雨水,腐化性化学成品.请用油布或塑料包装将仪器包裹好以防尘土.污垢.油垢等外来物资.3.3装配前预备成功的装配KHF须要卖力的预备和选址.装配逆变器必须由具有丰硕的大功率电子装备经验的专业电子工程师来完成.3.4装配逆变器可以装配在19英寸,23英寸,25英寸柜中,具体装配方法取决于装配地位.3.4.1 地位选择此仪器必须装配在优越的工作情形处.重要的斟酌身分有：通风.周边情形.易操纵.细心选择装配地位有助于仪器的正常工作.请将仪器装配在干净.湿润.通风顺畅的地位.3.4.2 情形温度KHF系列的逆变器必须工作于50℃以下的情形温度.3.4.3冷却为了确保仪器优越工作,当仪器装配在机柜内时,请确保如下的通风间距:顶部和底部：0.25英寸（6.3mm）前后以及正面：11.50英寸（38.1mm）3.4.4固定和线的地位选择逆变器可以装配在19英寸.23英寸.25英寸机柜内.装配前请肯定好输入和输出线的地位.逆变器放在机柜后,请将模块两正面的螺丝锁上,使之固定.3.4.5接地为了安然和机械的正常工作,以及减小电磁干扰,准确的接地是必须的.有一个单独的大地接地线必须就近接地（GND）.大地的接线端子应当尽可能的接近仪器.3.4.6逆变器衔接3.4.6.1直流输入线衔接请确保电池的正极衔接到BAT+接线端子,电池的负极衔接到BAT-接线端子.3.4.6.2交换输出线衔接交换输出端子运用的标识为：“OUT_L”和“OUT_N”.请确保输出的N线衔接到OUT_N接线端子,输出的L线连衔接到OUT_L接线端子.3.4.6.3旁路输入线衔接当全部体系须要旁路时,请将电网的L线衔接到LINE_L接线端子,电网的N线衔接到LINE_N接线端子.（纯逆变不须要）3.5逆变器运行1. 请参照1.6后面板掌握中的微型开关设置模块地址.2. 在模块开机接线前,先测量输入电压和主电是否是开机电压规模内.3. 接线：直流从BAT正负端接入,主电电压从旁路的L,N端接入.4．模块通电后,设置模块前面板监控地址：单机体系,地址固定为00,无需别的设置;并机体系,对应于1中本模块后面板上微型开关设置好的模块地址,前面板监控的地址必须与之保持一致,不然监控将不克不及显示模块的工作状况及参数.具体操纵是在主页面下按“确认”键,监控将显示“设置”菜单,再按“确认”键,将进入地址设置菜单,地址为2位10进制数,经由过程“＋”或“－”键使之与后面板上微型开关设置好的4位16进制模块地址相等,设置完成后按“↓”键,监控将显示“保管”选项,再按下“确认”键,保管地址设置,并且监控主动返回主页面.5. 监控进入主页面,显示模块的工作状况及参数,具体显示请拜见1.5.2,可经由过程前面板上左边的“向上”键或“向下”键显示不合的读数.6. 按下前面板上的“开/关机”键,再按下“肯定”键,逆变器开机.在已开机的情形下按下前面板上的“开/关机”键,再按下“肯定”键,则会封闭逆变器,但此时假如旁路电压正常则模块将由旁路中断供电.需留意的是模块刚上电时默以为开机状况,即模块上电后会主动开机,只到手动关机.7. 开机正常后,前面板旌旗灯号灯为绿色并闪耀,标明模块已有输出.经由过程前面板的液晶显示屏可以读取模块的运行状况以及各参数.8. 假如前面板旌旗灯号灯为红色并闪耀,标明模块消失平常状况无输出.蜂鸣器短鸣,使显示屏移到“状况代码”显示项,假如四位16进制数为0001标明是直流输入电压平常,0008标明是交换输入电压平常,0009则标明两者都平常,0002标明模块过温呵护,0040标明是模块过载关机呵护.蜂鸣器长鸣则断开直流输入与交换输入后再从新上电,假如现象仍然一样则标明模块消失故障,请与厂家接洽.解释：在所有菜单中,V暗示电压,A暗示电流,%暗示百分比,0000H暗示16进制代码. 填补：立式构造图模块尺寸:为尺度5U高模块,长*宽*高：400mm *210mm *222mm。
三相逆变电源设计与实现
ＳＰＷ Ｍ （ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｉｒｃｕｉｔ．
Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｗ ｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｓｅｔ ａｔ ３６Ｖ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｎｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｌｏａｄ ｉｓ ０－２Ａ，ｔｈｅ ｌｏａｄ
现 设 计 一 款 三 相 逆 变 交 流 电 源 ， 以 低 功 耗 、 高 速 的 ＳＴＭ３２处理 器 为核 心。逆 变驱动 主 电路采用 智能 功率模 块 （ＩＰＭ ）ＰＭ３０ＣＳＪ０６０。 当 输 入 直 流 电压 为 ３６Ｖ 时 ，输 出正 弦信号频 率为 ５０Ｈｚ，负载 Ｙ型连接 时线 电压 有效值 可 达 ２４Ｖ：同时 ，负 载 线 电流 有 效 值 ｌｏ在 ０～２Ａ间 变 化 时 ， 各相 负载调整率不 大于 ０．３％，电能转换效率可达 ８８％。
关键词 ：三相逆 变电源 ；滤波电路 ；信号 隔离电路 ；正 弦脉宽调制 ；负载调整 率
Ａｂｓｔ ｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｌｏｗ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ ｒａｔｅ，ａ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｓｉｎｅ ｗ ａｖｅ Ａ Ｃ ｐｏｗ ｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｍ ｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ＳＴＭ ３２ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｌｏｗ ｐｏｗ ｅｒ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ
3KVA逆变器设计
1.2
初始条件：
输入直流电压220V。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
设计容量为3KVA的三相逆变器，要求达到：
1、出220V三相交流电。
2、完成总电路设计。
3、完成电路中各元件的参数计算。
2
2.1
2.1.1
逆变，是对电能进行变换和控制的一种基本形式，现代逆变技术是综合了现代电力电子开关器件的应用、现代功率变换技术、数字信号处理（DSP）技术、模拟和数字电子技术、PWM技术、频率和相位调制技术、开关电源技术和控制技术等的一门综合性技术。已被广泛地用于工业、军事或民用领域的各种功率变换系统和装置中。
逆变电路应用非常广泛，在已有的各种电源中，蓄电池，干电池，太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电动机调速用变频器，不间断电源，感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。有人甚至说，电力电子技术早期曾处在整流器时代，后来则进入逆变器时代。
逆变电路在电力电子电路中占有十分突出的位置，当今世界逆变电源应用非常广泛，需求量逐年递增。逆变电源技术的核心部分是逆变器和其控制部分。逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现，但其含有较大成分低次谐波等缺点，由于电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器件BJT，IGBT，GTO等的发展和PWM的控制技术的日趋完善，使SPWM逆变器得以迅速发展并广泛使用众所周知。虽然在控制方法上已经趋于成熟，但有些控制方法实现起来仍很困难。随着开关频率的提高，会引起开关损耗的增加，逆变效率和直流利用率的降低，因此，对逆变电源技术进行深入地研究有很大的现实意义。
3KVA三相逆变电源设计
3KVA三相逆变电源设计设计一个3KVA三相逆变电源需要考虑以下几个方面：电源拓扑结构选择、控制算法设计、电压电流参数计算、保护电路设计和PCB布局设计。
下面将对每个方面进行详细讨论。
首先是电源拓扑结构选择。
常见的三相逆变电源拓扑结构有三级全桥逆变器、两级谐振逆变器和半桥逆变器。
对于3KVA的三相逆变电源设计，半桥逆变器是一个可行的选择，因为它具有相对简单的电路结构和较好的效率。
在半桥逆变器中，使用两个IGBT和两个反并联的二极管组成半桥拓扑，分别连接到三相电源的A、B、C相。
通过对IGBT的控制，可以实现对输出电压的控制。
接下来是控制算法设计。
为了实现稳定的输出电压，需要设计一个适当的控制算法来监测电压和频率，并对IGBT进行调制。
通常采用的控制算法是基于PWM的闭环控制。
该算法可以通过比较输出电压和参考电压来生成控制信号，并根据误差信号调整IGBT的开关状态，以实现输出电压的稳定。
电压和电流参数计算是设计过程中的重要步骤。
首先需要确定输出电压的大小和形状。
对于三相逆变电源，输出电压的形状通常是正弦波。
然后需要计算各个元件的额定电流和功率，以确保元件的可靠性和安全性。
此外，还需要计算电路中的滤波电容和电感的数值，以确保输出电压的稳定性。
保护电路设计是保证电源安全和可靠性的重要组成部分。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护、欠压保护和过温保护等。
这些保护电路可以在故障情况下及时断开电源，以避免元件的损坏。
最后是PCB布局设计。
PCB布局的合理性对电源的性能和可靠性有着重要的影响。
在设计过程中，应尽量减少信号线和功率线的交叉，以降低干扰。
同时，还应注重元件的散热，避免过热造成故障。
综上所述，设计一个3KVA三相逆变电源需要考虑电源拓扑结构选择、控制算法设计、电压电流参数计算、保护电路设计和PCB布局设计等方面。
这些方面的综合考虑可以保证电源的性能和可靠性。
基于SG3525的3KW逆变电源设计
郑州大学毕业设计（论文）题目：基于SG3525的3KW逆变电源设计指导教师：职称：副教授学生姓名：学号：专业：电子信息工程院（系）：信息工程学院完成时间：年5月24日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）开题报告四、主要参考文献与资料获得情况杨旭，裴云庆，王兆安. 开关电源技术，机械工业出版社，2004Abraham I.Pressman,Keith Billings,Taylor Morey著,王志强等译.Switching Power Supply Design(Second Edition).电子工业出版社，2005: 181207.王晓锋，王京梅，孙俊，李莉.基于SG3525的开关电源设计.电子科技，2011年第24卷第六期五、指导教师审批意见签字：年月日毕业设计工作中期检查Ⅰ课题名称基于SG3525的3KW逆变电源设计姓名专业和班级电子信息工程1班指导教师一、毕业设计具体内容、目标和可能遇到的问题具体内容：对推挽式开关电源的原理进行分析，设计了高频开关变压器。
目标：完成电路设计，安装调试，最终满足设计要求。
遇到的问题：高频开关变压器的设计，关于变压器损耗的分析比较困难，特别是高频时的集肤效应。
另外，各主要器件的耐压需要特别考虑。
毕业设计工作中期检查Ⅱ附表四2012 年4月30日基于SG3525的3KW逆变电源设计摘要对开关电源常用的电力电子器件做了简单介绍，重点介绍了SG3525芯片的内部结构及其特性和工作原理，介绍了开关管MOSFET的工作原理和开关动态特性等。
设计了一款基于SG3525的推挽式DC-DC开关电源，提供高达2000V的直流电压。
给出了系统的电路设计方法以及主要电路模块的原理分析和参数计算，特别是对开关电源高频变压器的设计给出了详尽的原理分析和各个参数的详细计算。
该电路采用两组相同的推挽变换电路且输出串联的设计，对变压器和整流滤波电路进行了有效的分压，降低了对各种电力电子器件参数的要求，提高了系统的可靠性。
3KW光伏并网逆变器规格书V1.0
3KW光伏并网逆变器产品规格书项目名称：3KW光伏并网逆变器项目编码：拟制：Date审核：Date批准：Date目录关键词：..................................................错误!未定义书签。
摘要：....................................................错误!未定义书签。
1 ................................................................ 概述错误!未定义书签。
............................................................. 产品描述错误!未定义书签。
............................................................. 编制依据错误!未定义书签。
2 ...................................................... 产品名称和型号错误!未定义书签。
......................................................... 产品命名规则错误!未定义书签。
............................................................. 产品附件错误!未定义书签。
系统配置 ........................................... 错误!未定义书签。
............................................................... 选配件错误!未定义书签。
3 ............................................................ 环境要求错误!未定义书签。
3KVA三相逆变器
本次系统设计的是一个输入220V直流，输出电压220V，容量为3KVA的电压型三相逆变器，该三相逆变器是基于DSP的SPWM调制设计。
系统硬件部分包括辅助电源模块，IGBT三相逆变桥模块，三相逆变驱动模块，电压检测模块，过流检测模块，后级升压滤波模块，DSP最小系统。
系统的SPWM波是由DSP专门的PWM口产生的，该系统的软件部分的SPWM 波是采用的规则采样法。
在本次设计中，查阅许多逆变器方面的资料，有感先进的功率器件及逆变控制器件对电力电子技术进步的推动作用，大大简化设计，极大提高系统的可靠性，达到以往设计无法达到的技术指标。
由于时间有限，无法对SVPWM逆变电路进行研究，而是采用正弦SPWM技术，实现了220V直流电到220V正弦交流电3KW的逆变，并且输出电压还可以在一定范围内调整。
关键词： DSP 逆变器 IGBT SPWM摘要 (I)1逆变简介及其原理 (1)1.1 逆变介绍 (2)1.2 三相逆变原理介绍 (2)1.3 SPWM控制原理 (3)2 结构设计与方案选择 (4)2.1逆变器电路选择 (4)2.2 SPWM采样方法选择 (5)2.3 逆变器件选择 (5)2.4 电压测量方案选择 (6)3 基于MATLAB的原理仿真 (6)4模块电路 (8)4.1 系统结构图 (8)4.2 辅助电源模块 (9)4.3 DSP模块 (9)4.4 IGBT三相桥式逆变模块 (10)4.5 IGBT驱动模块 (11)4.6 变压器升压模块 (12)4.7 LC滤波模块 (13)4.8相电压测量及调理电路 (14)4.9 过流检测模块 (15)5系统软件设计 (16)6 总结 (17)参考文献 (17)附录一 (19)3KVA三相逆变器1逆变简介及其原理1.1 逆变介绍逆变，是对电能进行变换和控制的一种基本形式，现代逆变技术是综合了现代电力电子开关器件的应用、现代功率变换技术、数字信号处理（DSP）技术、模拟和数字电子技术、PWM技术、频率和相位调制技术、开关电源技术和控制技术等的一门综合性技术。
三相逆变器的建模
1三相逆变器的建模1.1 逆变器主电路拓扑与数学模型三相全桥逆变器结构简单，采用器件少，并且容易实现控制，故选择三相三线两电平全桥逆变器作为主电路拓扑，如图 1所示。
图 1三相三线两电平全桥逆变拓扑图 1中V dc 为直流输入电压；C dc 为直流侧输入电容；Q 1-Q 6为三个桥臂的开关管；L fj (j =a ,b ,c )为滤波电感；Cfj (j =a ,b ,c )为滤波电容，三相滤波电容采用星形接法；N 为滤波电容中点；L cj (j =a ,b ,c )是为确保逆变器输出呈感性阻抗而外接的连线电感；v oj (j =a ,b ,c )为逆变器的滤波电容端电压即输出电压；i Lj (j =a ,b ,c )为三相滤波电感电流，i oj (j =a ,b ,c )为逆变器的输出电流。
由分析可知，三相三线全桥逆变器在三相静止坐标系abc 下，分析系统的任意状态量如输出电压v oj (j =a ,b ,c )都需要分别对abc 三相的三个交流分量v oa 、v ob 、v oc 进行分析。
但在三相对称系统中，三个交流分量只有两个是相互独立的。
为了减少变量的个数，引用电机控制中的Clark 变换到三相逆变器系统中，可以实现三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换，即将abc 坐标系下的三个交流分量转变成αβ坐标系下的两个交流分量。
由自动控制原理可以知道，当采用PI 控制器时，对交流量的控制始终是有静差的，但PI 控制器对直流量的调节是没有静差的。
为了使逆变器获得无静差调节，引入电机控制中的Park 变换，将两相静止坐标系转换成两相旋转坐标系，即将αβ坐标系下的两个交流分量转变成dq 坐标系下的两个直流分量。
定义αβ坐标系下的α轴与abc 三相静止坐标系下的A 轴重合，可以得到Clark 变换矩阵为：11122230ClarkT ⎡⎤--⎢⎥⎢=⎢⎢⎣ (1)两相静止坐标系αβ到两相旋转坐标系dq 的变换为Park 变换，矩阵为：2cos()sin()sin()cos()Park t t T t t ωωωω⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦(2)对三相全桥逆变器而言，设三相静止坐标系下的三个交流分量为：cos()cos(2/3)cos(2/3)a mb mc m u U t u U t u U t ωωπωπ==-=+ (3)经过Clark 和Park 后，可以得到：d m q u U u ==(4)由式(3)和式 (4)可以看出，三相对称的交流量经过上述Clark 和Park 变换后可以得到在 d 轴和 q 轴上的直流量，对此直流量进行 PI 控制，可以取得无静差的控制效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学号：课程设计题目3KVA三相逆变电源设计学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师朱国荣2014年1月2日课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化1102 指导教师：朱国荣工作单位：自动化学院题目: 3KVA三相逆变电源设计初始条件：输入直流电压110V。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）设计容量为3KVA的三相逆变器，要求达到：1、输出380V，频率50Hz三相交流电。
2、完成总电路设计。
3、完成电路中各元件的参数计算。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)1 设计要求、意义及思路 (2)1.1 设计意义 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 设计思路 (3)2 方案设计及原理 (3)2.1逆变电路 (3)2.2 SPWM采样方法选择 (4)2.3 LC滤波 (5)2.4 升压变压器 (6)3 主电路设计及参数设计 (7)3.1 IGBT三相桥式逆变电路 (7)3.2 脉宽控制电路的设计 (9)3.2.1 SG3524芯片 (9)3.2.2 调制波及载波的产生 (10)3.3 触发电路的设计 (11)3.3.1 IR2110芯片构成的触发 (11)3.3.2 M57962L芯片构成的触发电路 (12)3.4其他部分的参数设计 (13)结束语 (15)参考文献 (16)附录一： (17)附录二：主电路图 (18)摘要现代电力电子技术的迅猛发展，使逆变电源广泛应用于各个领域，同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。
逆变电源输出波形质量包括稳态精度高、动态性能好以及负载适应性强。
这种结构简单动静态性能优良和负载适应性强的逆变电源，一直是研究者在逆变电源方面追求的目标本次设计的是一个输入110V直流，输出电压3800V，容量为3KVA，频率为5Hz的三相逆变电源，该三相逆变电源主要由三相逆变器和控制部分组成。
针对该问题在本论文中采用SPWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，产生该设计包括主电路、触发电路、SPWM信号产生电路的设计。
逆变器中的IGBT（绝缘栅极双极性晶体管）触发电路由芯片电路进行控制，通过对主要触发电路以及控制电路的设计,使得该逆变电源得以实现。
三相逆变电源研究是先将直流电压进行逆令、然后再进行滤波、最后通过升压变压器输出得到380V，50Hz的三相交流电压。
还有一种方法是首先将直流电压进行升压、然后再进行逆变、最后进行滤波得到输出380V，50Hz的三相交流电，在本论文中采用了第一种方法。
在本论文中设计中均给出了多个方案的设计以及参数设计，最终选择出一组比较为合适方案及选三相电压型逆变电路、IR2110芯片构成的触发、LC滤波、三相变压器，但本论文设计没考虑安全问题。
关键词：IGBT；逆变器；斩波电路；SPWM；3KVA三相逆变电源设计1 设计要求、意义及思路1.1 设计意义逆变电源技术的核心部分是逆变器和其控制部分。
逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现，但其含有较大成分低次谐波等缺点，由于电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器件BJT，IGBT，GTO 等的发展和PWM 的控制技术的日趋完善，使SPWM 逆变器得以迅速发展并广泛使用众所周知。
在后备式供电中，蓄电池作为一种非常重要的储能介质，在各个行业都得到了广泛的应用。
由于单个电池的参数存在着差别，不能通过将蓄电池并联的方法来提高直流供电系统的容量，因此在电池的容量不能满足实际需求时，最直接的办法就是多个蓄电池串联共同提供能量。
所串的蓄电池越多，蓄电池组能够提供的能量就越多，但输出端电压就越高，此时，逆变器输入直流电压的上限就直接决定了蓄电池组的容量大小。
另外，高压变频器广泛的应用于轧钢、造纸、水泥制造、矿井提升、轮船推进器等传统工业的改造和高速列车、城市地铁轻轨、电动汽车中，其核心部分也是高压逆变器。
1.2 设计要求初始条件：输入直流电压110V。
要求完成的主要任务:设计容量为3KVA的三相逆变器，要求达到：（1）、输出380V，频率50Hz三相交流电。
（2）、完成总电路设计。
（3）、完成电路中各元件的参数计算。
1.3 设计思路首先，考虑输入直流电压为110V而输出380V、频率50Hz三相交流电，要采用斩波电路升压到大于380以上，可以用直流斩波升压电路、直流斩波升降压电路等。
其次要求由直流变为三相交流电，可采用电压型逆变电路、电流型逆变电路。
逆变电路得到的是三相矩形波，再用PWM或者SPWM开关采用规则采样法将矩形波变为三相波，最后用滤波器滤波得到最终的所要的三相电，设计流程图如图1-1所示。
图1-1设计流程图2 方案设计及原理2.1逆变电路逆变电路在电力电子电路中占很重要的地位，他可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路，在实际生产生活中三相逆变应用较为广泛，其中电压型的直流侧通常是并一个电容器，而电流型通常是在直流侧串一个电感。
电压型逆变：直流侧为电压源，采用并联大电容器来缓冲无功功率，则构成电压型逆变器。
电压型逆变电路输出电压波形为矩形波，输出电流波形近似正弦波。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；交流侧输出电压为矩形波；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等特点。
电压型逆变电路有以下主要特点：(1）直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
(2）由于支路电压源的箝位作用，交流侧输出电压波形位矩形波，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。
(3)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。
采用IGBT作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图2-1所示：图2-1 三相电压型桥式逆变电路图中Vl—V6是逆变器的六个IGBT开关器件，各由一个续流二极管反并联，整个逆变器由恒值直流电压供电。
电路中的直流侧通常只有一个电容器就可以了，但为了方便分析，画作串联的两个电容器并标出假想中点。
和单相半桥，全桥逆变电路相同，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是导电方式，即每个桥臂的导电角度为，同一相上、下桥臂交替导通。
因为每次换流都是在上、下桥臂之间进行，因此也被称为纵向换流。
2.2 SPWM采样方法选择规则采样法如图2-2规则采样法一般采用三角波作为载波，其原理就是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波，再以阶梯波与三角波的交点时刻控制开关器件的通断，从而实现PWM法。
当三角波只在其顶点(或底点)位置对正弦波进行采样时，由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽，在一个载波周期(即采样周期)内的位置是对称的。
图2-2规则采样法规则采样法是对自然采样法的改进,其主要优点就是是计算简单，便于在线实时运算，尤其是利用软件生成PWM系统。
其中非对称规则采样法因阶数多而更接近正弦，故选择规则采样法。
2.3 LC滤波滤波电容C的作用是和滤波电感L一起来滤除输出电压中的高次谐波，保证输出电压的总谐波失真要求，从减小输出电压总谐波失真的角度考虑，C越大越好。
但从另一个角度来看，在输出电压不变的情况下，滤波电容C增大意味着无功电流的增加，增加了逆变器的电流容量，同时也将导致体积重量增加，降低系统效率。
因此，滤波电容的选取原则是在保证输出电压的总谐波失满足要求的情况下，取值尽量小。
由于变压器出来的SPWM波含有较多基波外的杂波，故需加LC滤波器滤除杂波得到正弦信号波。
选择LC滤波器的截至频率c f远远低于SPWM 的频率对开关频率则对开关频率以及其附近频带的谐波具有明显的抑制作用。
但亦不可太低，否则容易产生低频振荡。
图2-3 Y 型LC 滤波电路考虑三相逆变的输出为Y 型输出是用图2-3来进行滤波，若三相逆变的输出为三角型则可以用图2-4来进行滤波。
图2-4 三角型滤波2.4 升压变压器方案一：升压变压器电路如图2-5所示。
由于输入的直流电位110V ，故其基波最大的峰峰值为110V ，相电压最大有效值为77.78Vrms,而设计要求输出为380V ，故需要加入升压变压器。
图2-5 变压器升压电路L1L2L3C1C2C3方案二：利用三相变压器来完成三相交流电输出的升压，电路图路图2-6所示。
图2-6 三相变压器3 主电路设计及参数设计3.1 IGBT 三相桥式逆变电路如图3-1，该电路采用双极性控制方式，U 、V 和W 三相的PWM 控制通常公用一个三角载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 依次相差120度。
当2RU UN d U U U <=-时，给V4导通信号，给V1关断信号2UN d U U =-，给V1、V4加导通信号时，可能是V1、V4导通，也可能是VD1、VD4导通。
d U 和'WN U 的PWM 波形只有/2d U ±两种电平。
当c RU U U >时，给V1导通信号，给V4关断信号，'/2UN d U U =-。
uv U 的波形可由'VN'UN U U -得出，当1和6通时，UV d U U =-，当3和4通时，UV d U U =-，当1和3或4和6通时，UV U =0。
输出线电压PWM 波由d U ±和0三种电平构成，负载相电压PWM 波由(±2/3) d U 、(±1/3) d U 和0共5种电平组成。
（1）IGBT 的选择最大输出情况下，电流有效值:max 13.64cos P I A U φ===⨯开关管额定电流C I :考虑2倍的裕量：max =2213.6427.28C I I A ⨯=⨯=考虑2.5倍的裕量：max =2.5 2.513.6434.1C I I A ⨯=⨯=开关管额定电压CES U :22220440=⨯=⨯=CES M V V V故取2--2.5倍的裕量,选40A 左右额定电流的IGBT 。
(2)二极管的选择二极管额定电压RR V :220RRM V V >最大允许的均方根正向电流:FR FR frms I I I 57.12==π二极管的额定电流:max 13.648.691.57 1.57FR I I A >== 图3-1 IGBT 三相桥式逆变电路调制电路3.2 脉宽控制电路的设计本次设计采用ICL8038产生正弦波给SG3524集成PWM控制器产生控制信号。