A单相逆变电源设计

题目：18KV A 单相逆变器设计与仿真

院系：电气与电子工程学院

专业年级：电气工程及其自动化2010级

*名：***

学号：**********

同组同学：钟祥锣王敢方骞

2013年11月20号

单相逆变器设计一.设计的内容及要求

0.8 1.0,滞后

DC333V

方案简述

将直流电变成交流电的电路叫做逆变电路。根据交流侧接在电网和负载相接可分为有源逆变和无源逆变，所以本次设计的逆变器设计为无源逆变。换流是实现逆变的基础。通过控制开关器件的开通和关断，来控制电流通过的支路这是实现换流的方法。

直流侧是电压源的为电压型逆变器，直流侧是电流源的为电流型逆变器，综上本次设计为电压型无源逆变器。

三.主电路原理图及主要参数设计

3.1 主电路原理图如图1所示

图1

3.2输出电路和负载计算

3.2.1 负载侧参数设计计算

负载侧的电路结构图如图2所示，根据图2相关经计算结果如下：

图2 负载侧电路结构图 1. 负载电阻最小值：

cos ϕ=1.0时，R=2

o V /23300/(1810)5o

P ；

cos ϕ=0.8时，R=2

o V /(o P ⨯23cos )300/(18100.8) 6.25

2. 负载电感最小值：

'L ='L Z /(2f π)=8.3/(2

100)=0.0132H μ

3. 滤波电容：

取滤波电容的容抗等于负载电感感抗的2倍，则：

C =1/(2πf c Z )=1/(2⨯π

10032)=95.92F μ

取电容为100F μ,将10个10F μ的AC 电容进行并联，c()

Z 实=

1/(2πf C )=1/6(2

10010010)=15.9

4.滤波电抗L 的计算

选取主开关器件工作频率K f =N ⨯O

f =32100=3200Hz 由于移相原因，输出线电压的开关频率变为：2K f =6400HZ 取滤波电路固有谐振频率

'f =1/(2πK f /6=533.3Hz

则：L = 1/（42π2'f C ）= 1/(4⨯2π⨯2533⨯100610-⨯)=880H μ

实选用 L=900uH 由此 特征阻抗

3.2.2 逆变电路输出电压

900/1003

T Z L C

1. 滤波电路输入端电压(无变压器时)

逆变电路的输出与后续电路的连接电路如图3所示，有图3可以得到如下的计算结果。

o

L

u C

I i

u O

u L u

图3 逆变电路输出电路 图4空载时的矢量图 空载时: 空载时的矢量图如图4所示，由图4可得：

30018.915.9

o L C

u I A

Z 6

2210090010

0.5652()

L o Z f L

18.90.565210.7L

L L

u I Z V 。300 1.5

298.5i o L

u u u V

这说明空载时输出电路是升压的。 额定负载时：额定负载时，当cos 1.0和cos =0.8ϕ的矢量图分别如图

5 和图

6所示。

L I i

u θ

R

I o

u L

u C

I i

u L u o u R

I θL

u L I C

I L C I I '-L I '

图5 cos

1.0时的矢量图 图6 cos =0.8ϕ时的矢量图

cos

1.0：

1

1115

tan

tan tan 17.5

115.9

o

C

C

Z R

R

Z 2

2

22

3005

30015.9

62.9L R C

I I I A

0.565262.935.6L L L

u Z I V

，

2

2

300

35.6

2cos 90

17.530035.6

286.16i

u V 。这说明cos 1.0

ϕ=时，即使满载，输出电路也是升压的。

cos =0.8ϕ：

300300300300

17.288.315.3L

C

L C I I A

Z Z ，

1

17.28tan

19.79

3006.25

o

，

2

2

22

'(300/6.25)17.2851.01L R

L C

I I I I A

，0.565251.0128.83L

L L

u Z I V

，

2200

30028.832cos 9019.7930028.83309.65i

u V

，

负载最重时

本设计中，负载最重为过载150%时，功率因数最低为0.8，此时：

300300 1.5300300

1.5

35.358.315.9L C L C I I A

Z Z ，

1

35.35

tan 26.15 1.53006.25o

，

2

2

2

2' 1.5300/6.25

35.3536.34L

R

L C

I I I I A

，

0.565236.3420.54L L L u Z I V

，

312.33i

u V

，可见输出电路此时降

压比较严重。

2. 逆变电路输出正弦电压计算 单相桥式电路输出电压为：0.708u

E

。考虑要保留“死区”间隔(图