实训二 离网逆变器的欠压保护实训

实训8 离网逆变器的欠压保护实训

1、实训目的

了解离网逆变器的欠压保护参数 2、实训设备

实训台 导线若干 3、实训原理

离网逆变器一般要进行的保护有直流防反接保护、直流电压过压和欠压保护等。 直流电防反接保护是为了防止直流电接反后，电流从全桥电路的续流二极管导通，对于直流输入侧和全桥主电路开关模块都会造成损害，对于直流侧会出现短路，而开关模块则会出现过电流、过热损坏！对于小功率逆变器可以采用在直流母线串联防反二极管的方法。但是在大功率逆变器中，增加防反二极管会增加逆变器的功率损耗，同时增加系统的散热量等问题。所以，大功率电路中一般在直流母线串联有继电器或断路器，有控制电路进行控制，在控制电路中增加防反功能，当直流电极性反接时，断开继电器或断路器，从而实现主电路的直流防反接保护。

VT1

R

L

VT2

VT3

VT4

+

-

U d

C

VD1

VD2

VD3

VD4

U k

SPWM1

SPWM2

SPWM3

SPWM4

因为输出交流电压为稳定值，所以直流侧欠压时，开关模块开通时间延长，电流过大，由此会带来增大功率损耗、增大器件损耗、增加系统散热等问题。直流侧电压出现异常时处于对蓄电池和逆变器的安全考虑， 要关闭直流电输入，同时关闭开关模块。

直流侧出现欠压或过压时，延时确认欠压过压情况，一般会关断SPWM1~SPWM4的输出，驱动信号为负电平（通常为-5V ），确保全桥四只开关模块全部关闭。同时，直流继电器的驱动线包电路断开，线包掉电失磁，主电路触电断开。当电压恢复到正常范围后，再接通直流母线继电器，并恢复SPWM 驱动波形的输出。为防止出现震荡，在关断电压点和开通电压点之间存在电压差。图8-1为国标蓄电池欠过压点及其恢复点分布图。

10.8V 13.2V

16.6V

15V 欠压

过压

正常

欠压回差过压回差

图8-1 12V 蓄电池参数示意图

如图8-2示为直流母线继电器驱动电压Uk 与单节蓄电池电压Ub 的关系：

图8-2

4、实训步骤

1）按照图8-3连接电路，检查无误后，打开总电源空开以及稳压源开关；

图8-3 实训8电路连接图

2）启动离网逆变器，调节模拟电源输出电压，模拟蓄电池不同状态，观测逆变输出状态。

3）打开离网逆变器开关时，机器鸣叫一声，电源指示灯亮，直流12V电压经过逆变器，输出交流220V电压左右。在离网逆变器运行时，当输入电压小于一定电压值时，机器就报警，连续急鸣以表示欠压。

4）欠压保护，当模拟电压达到10.8v后时，离网逆变电源将停止工作，关闭SPWM输出自动，负载不工作，当达到过放恢复点时，SPWM波输出，开启逆变；此时可以观察到交流输出电压回升到220V，负载工作；(不同的机器会出现小误差)

5）调节模拟电源的电压值，并记录逆变器的逆变输出电压值：

直流稳压源电压值（V）逆变输出电压值（V）是否欠压

15.8

15

14.5

14

13.5

13

12.5

11

10.8

10.6

10.4

10.2

10

注意：

同时要求稳压模拟电源可以提供足够的功率和电压范围。

实训9 离网逆变器的过压保护实训

1、实训目的

了解离网逆变器的过压保护参数

2、实训设备

实训台

导线若干

3、实训原理

在独立风力发电系统中均以蓄电池为储能设备。当标称电压为12V 的蓄电池处于浮充电状态时,端电压可达13.5V, 短时间过充状态可达15V。蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10.5V 或更低。蓄电池端电压起伏可达标称电压的30%左右。这就要求离网逆变器具有良好的调压性能, 才能保证风力发电系统以稳定的交流电压向用户供电。因此离网逆变器具有过压保护功能。图9-1为蓄电池欠过压点及其恢复点分布图。

15V

10.8V13.2V16.6V

欠压回差过压回差

正常

欠压过压

图9-1 蓄电池欠过压点及其恢复点分布图

STR-WIND2000风力发电实训台中的离网逆变器具有过压保护功能，过电压保护即：对于没有电压稳定措施的逆变器, 应有输出过电压的防护措施, 以使负载免受输出过电压的损害。

4、实训步骤

1）按照图9-2连接电路图，检查无误后，打开总电源空开；

图9-2 实训9电路连接图

2）打开总电源，开启模拟电源、充电控制器、逆变器开关。打开逆变器开关时，机器鸣叫一声，电源指示灯亮，直流12V电压经过逆变器，输出交流220V电压左右。在逆变器运行时，慢慢调节模拟电源输出电压，当逆变输入电压大于一定电压时，逆变器就不工作，进入睡眠状态。

3）过压保护，调节模拟电压当模拟电压达到16.6V，逆变电源将停止工作，关闭SPWM 输出自动，负载停止工作，当达到过压恢复点时，SPWM波输出，开启逆变；此时可以观察到交流输出电压回升到220V，负载工作。

4）调节直流稳压源的电压值，并记录逆变器的逆变输出电压值：

直流稳压源电压值（V）逆变输出电压值（V）逆变器是否工作

13.8

13.9

14

14.2

14.6

14.8

15

15.2

15.4

15.6

15.8

16

16.2

16.4

16.6

注意：调节输入电压时应该慢慢调节，以免损坏设备。