某三相PWM逆变器的主电路电源设计方案解析

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标签:主电路电源(1)三相桥式(2)逆变器(722)PWM(1028)
 随着电力电子技术的发展,逆变器的应用已深入到各个领域,一般均要求逆变器具有高质量的输出波形。逆变器输出波形质量主要包括两个方面,即稳态精度和动态性能。因此,研究既具有结构和控制简单,又具有优良动、静态性能的逆变器控制方案,一直是电力电子领域研究的热点问题。
  随着国民经济的高速发展和国内外能源供应的紧张,电能的开发和利用显得更为重要。目前,国内外都在大力开发新能源,如太阳能发电、风力发电、潮汐发电等。一般情况下,这些新型发电装置输出不稳定的直流电,不能直接提供给需要交流电的用户使用。为此,需要将直流电变换成交流电,需要时可并入市电电网。这种DC- AC变换需要逆变技术来完成。因此,逆变技术在新能源的开发和利用领域有着重要的地位。
  脉宽调制逆变技术
  1、PWM的基本原理
  1. 1、PWM( Pulse Width Modulat ion)脉宽调制型逆变电路定义:是靠改变脉冲宽度来控制输出电压,通过改变调制周期来控制其输出频率的电路。
  1. 2、脉宽调制的分类:
  1、以调制脉冲的极性分,可分为单极性调制和双极性调制两种;
  2、以载频信号与参考信号频率之间的关系分,可分为同步调制和异步调制两种。
  1. 3、( PWM)逆变电路的特点:可以得到相当接近正弦波的输出电压和电流,所以也称为正弦波脉宽调制SPWM( Sinuso idal PWM) 。
  1. 4、SPWM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,用这些脉冲来代替正弦波所需要的波形。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,也可改变输出频率。
  2、PWM电路的调制控制方式
  2. 1、载波比的定义:在PWM变频电路中,载波频率f c与调制信号频率f r之比称为载波比,即N= f c/ ff.
  2. 2、PWM逆变电路的控制方式:根据载波和调制信号波是否同步,有异步调制和同步调制两种控制方式:一、异步调制控制方式。当载波比不是3的整数倍时,载波与调制信号波就存在不同步的调制。二、同步调制控制方式。在三相逆变电路中当载波比为3的整数倍时,载波与调制信号波能同步调制。
  主电路的设计
  本设计采用AC– DC– AC方案。采用SPWM调制方式。图1为系统主电路和控制电路框图。交流输入电压经过不控整流后得到一个直流电压,再经过全桥逆变电路得到交流输出电压。为保证系统可靠运行,防止主电路对控制电路的干扰,采用主、控电路完全隔离的方法,即驱动信号用光耦隔离,反馈信号用变压器隔离,辅助电源用变压器隔离。
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