（N+X）热插拔模块并联
逆变电源系统
技
术
手
册
非常感谢您选用我司产品，请在安装及使用前务必认真阅读本手册。
重要的安全预防信息
在您安装前或操作本逆变电源系统时，务必牢记下列安全措施，避免发生火灾、电击或其它人身伤害的可能性。
1、阅读并理解本技术手册的全部内容。
2、遵从产品及附带的印刷品中标注的警告事项及说明。
3、本产品仅能用于一般商业/工业用途，不能用来给生命支持设备或其它
标明为“危急”的设备提供电源。设备铭牌上标识了最大负载，实际
运行中不能超过该最大负载量。
4、本逆变器静态旁路输入端应采用有良好接地的220V 50Hz的交流电，本
设备的安装须由专业人员安装。安装人员必须根据技术标准和当地电
气规范，对用户方的电缆、断路器、负载进行评估，核实输入、输出
和接地连接正确。
5、当操作说明与安全信息发生冲突时，请遵从安全信息，请注意您是否
误解了操作说明的内容！
如果您不能断定问题所在，请向销售商或制造商寻求帮助。
6、产品重量和体积较大，搬动过程避免摔跌、碰撞。
7、注意不要将产品靠近或放在发热体、取暖器、空调器或排气管道上。
8、本系统必须安装在牢固的水平面上，所有连接要牢固，并能防止老鼠
等动物的破坏。
9、请将本设备置于温度为0～40℃的室内环境下工作，安装地请远离水
蒸气和其它液体物质，远离易燃、易爆物质。
10、请不要让本系统超载工作，避免火灾及电击事故发生。
11、设备从寒冷搬到室温环境中时，请仔细检查机器表面有无露水凝结，
不要马上开机使用，保证启动前消除所有水分。
12、清洁本设备前，应关闭本设备并断电。清洁工具只能使用柔软的干布，
不要采用液体或气雾洁具。
13、注意保持本设备的前后通风口通风良好，不能有任何物体阻塞通风口
和其它开口。
14、为避免发生电击事故，不要随意拆卸本产品。需要维修时，请寻求有
资格的专业技术人员帮助。
15、请保存好本手册。
目录
第一章产品介绍 (1)
1.1 产品概述 (1)
1.2 主要特点 (3)
第二章系统组成 (5)
2.1 系统组成 (5)
2.2 系统原理框图 (5)
第三章系统模块单元介绍 (7)
3.1 并联逆变模块 (7)
3.1.1 原理介绍 (8)
3.2 静态旁路模块 (10)
3.2.1 原理框图 (10)
3.2.2 原理说明 (11)
3.3 监测单元 (13)
3.3.1 原理框图 (13)
3.3.2 原理说明 (13)
3.3.3 安装模式 (15)
3.4 配电单元 (17)
第四章机柜系统介绍 (18)
4.1 概述 (18)
4.1.1 尺寸 (18)
4.1.2 颜色 (18)
4.1.3 具体配置 (18)
4.2 机柜前后视图 (20)
4.2.1 1.6米机柜 (20)
4.2.2 2米机柜 (23)
4.2.3 2.26米机柜 (26)
第五章技术指标 (29)
5.1 性能指标 (29)
第六章系统安装 (31)
6.1 安装现场环境要求及注意事项 (31)
6.1.1 物理环境要求 (31)
6.1.2 供电环境要求 (32)
6.1.3 负载容量的估算 (32)
6.2 安装准备 (33)
6.2.1 长途运输 (33)
6.2.2 现场运输 (33)
6.2.3 安装方式 (33)
6.2.4 地板承重能力 (34)
6.2.5 电缆选择 (34)
6.2.6 走线方式 (36)
6.2.7 安装空间 (36)
第七章系统操作 (40)
7.1 系统新开通操作 (40)
7.2 系统关闭操作 (45)
7.3 逆变模块保护切换操作 (45)
7.4 系统在线扩容操作 (45)
第八章故障处理 (47)
8.1 静态旁路模块故障处理 (47)
8.2 逆变模块故障处理 (49)
第九章维护 (51)
9.1 正确保养 (51)
9.2 日常维护 (51)
第十章设备选型及定货指南 (52)
第十一章与UPS供电方案比较 (53)
11.1 高频开关直流电源+模块并联逆变电源 (53)
11.2 高频开关直流电源+UPS电源 (53)
11.3 两种供电解决方案比较 (54)
附录一系统电气连接图 (55)
附录二干接点协议 (56)
附录三通信协议 (57)
第一章产品介绍
1.1 产品概述
本产品采用了无主从控制方式的数字相位同步锁定技术，系统完全自主均流，可在线热插拔以增加或减少并机模块，实现（N+X）热插拔并联冗余。当某一模块故障，故障模块即自动退出，并发出报警，而剩余模块自动均分负载，系统照常运行。系统内部采用了标准工业总线：CAN （控制器局部网）总线，具有极高的稳定性和抗干扰性。可广泛适用于通信、电力、铁道、国防、太阳能发电等要求高可靠不间断供电的场合。
1.2 主要特点
1.2.1 先进的控制技术
★真正的无主从、自主均流并联冗余。
★采用多主、开放式的现场工业总线-CAN总线实现系统并联运行。
★采用美国最新的高性能工业级嵌入式MCU控制。
★数字相位同步锁定控制、反应速度极快的输出均流控制（<2%）。
★采用100K HZ高频设计。
★模块无地址编码，随意组合。
1.2.2 高可靠性、灵活的供电配置
★最大并联模块数：20个（理论并联数无限）。
★模块功率等级：2K、3K。
1.2.3 可靠的保护功能
★软硬件结合的多重保护功能。
★静态旁路单元模块，完全实现不间断转换。
★输入对地、输出对地、输入对输出全隔离。
1.2.4 良好的电磁兼容设计
★反灌杂音指标良好，远小于国家规定允许范围。
★辐射干扰极小，符合FCC A级标准。
1.2.5 高品质的元器件
★主要元器件全部采用国际名牌。
1.2.6 良好的结构设计
★由于先进的控制技术及良好的结构设计，设备体积小、重量轻。
1.2.7 过载能力强
★ 125%过载，10分钟；150%过载，150%。
1.2.8 智能风扇
★机内温度30℃以下，风扇微转。
★机内温度30℃～60℃，风扇智能调速。
★机内温度60℃～90℃，风扇全速转动。
★机内温度90℃以上，设备自动关机保护。
1.2.9 免维护设计
★（N+X）真正的无主从、自主均流并联冗余。
★在线热更换。
1.2.10 多层次监测功能
★大屏幕TFT真彩液晶监测模块，系统及各个模块的工作状态一目了然，提供故障警告信息，全中文显示。标配RS-422接口，可实现集中监控。
★ 256条历史报警记录
1.2.11 准确、可靠的输出电源转换
★静态旁路模块面板标配转换按扭,可在逆变带载、市电带载之间自由设置、不间断转换。
第二章系统组成
2.1 系统组成
本系统由冗余并联逆变模块、静态旁路模块、监测模块、机架 (含配电单元)四个部份组成，其中：
1）逆变模块可直接并联独立工作；
2）静态旁路模块、监测模块均为可选件。
2.2 系统原理框图
本系统组成框图见图1：
AC输出
图1 系统组成框图
本系统电气原理见图2：
DC
市电
输入
AC220V50HZ
图2 系统电气原理框图
第三章系统模块单元介绍
3.1 并联逆变模块
标准的并联逆变模块功率为：3KV A。
DC48V、110V、220V输入的机型外观尺寸均相同（2U高）。
每个并联逆变模块的背面有一个热插拔插头和一个CAN总线端口(DB15)，并联逆变模块通过具有“热插拔”功能的插头与机架上各层热插拔插座的输入、输出母线对接，并通过CAN总线与其它模块连接并进行自主数据通信。数据总线包括了CAN总线以及均流、同步等并机数据线。当某一模块发生故障时，模块内部的微控制器会控制继电器切断交、直流回路的功率连接，并通过CAN总线向监测单元发出故障告警信息。
设备采用了无主从、自主均流并联方式的数字相位同步锁定技术，可以
在不断开负载的情况下增加或减少并机模块，实现（N+X）并联冗余，当
某一模块发生故障时，可自动退出并机系统，并发出故障告警信息。本
设备标准使用为多模块并联使用，也可单机使用。
3.1.1 原理介绍
A ）原理框图及接线图
DC
图4 3KVA逆变模块内部布局图
B ) 工作原理
直流电源提供的电压经保险丝、继电器、滤波器加到高频升压部分，将48V直流提升至720V直流，以满足逆变功率器件的工作要求。高频逆变部分将720V直流变换为220V、50HZ的交流电，经滤波后通过继电器到输出端。控制器控制输入及输出继电器的通断，(当设备内部或外围出现故障时，继电器断开，正常时闭合。)同时调节控制高频升压及高频逆变
输出端隔离，不影响与其连接的其它外部设备。 C ) 3KVA 模块外型示意图 a) 逆变器模块正面示意图，如图5
1、逆变器工作指示灯（绿）
2、逆变器负载指示灯
3、逆变器故障指示灯（红）
4、OFF 按钮
5、ON 按钮
图5 3KVA （19″2U ）逆变模块正面示意
b ) 逆变器模块背面示意图
1
23
456
7
8
12A
CAN BUS
1、功率接插件
2、保险
3、CAN 总线接口（DB15）
4、模块输出火线
5、地线
6、模块输出零线
7、DC （-）输入
8、DC （+）输入
图6 3KVA 逆变模块后视图
3.2 静态旁路模块
3.2.1 原理框图
静态旁路模块分3功率等级：15KV A、30KV A、60KV A，分别匹配的满配系统功率为15KV A、30KV A、60KV A。
3个功率等级的静态旁路模块机箱尺寸相同，均为3U高。
静态旁路模块单元原理图，见下图：
图8 静态旁路模块内部布局图
3.2.2 原理说明
静态旁路单元用来选择市电/ 逆变电源系统的输出转换。
有两种工作模式可以选择：一种是逆变电源系统为在线运行，市电作备用；另一种是交流市电作为运行电源，逆变电源系统作短暂(小于10分钟)备用。无论哪一种工作模式，逆变电源系统都随时跟踪/ 锁定在市电的相位频率上，一旦运行中的电源发生故障，立即切换到备用电源上。由于采用了由微控制器控制的快速跟踪/ 切换的静态旁路开关，所以本系统在旁路转换期间不会让计算机系统复位。
本逆变系统输出的零线是与市电零线一起连接到负载零线上的，火线则
分别通过大功率双向可控硅JK
1、JK
2
切换到负载的火线上。
当系统上电时，控制单元分别侦测市电及逆变系统输出的相位，并通过系统总线（CAN总线）向各模块发送跟踪指令，当相位差小于1.5°时系统自动锁定，完成同步锁相，其过程约数十毫秒。其后逆变系统就准确地与市电保持同步锁相。
静态旁路模块控制面板（参见图9）上共有三只LED，分别表示“逆变”“旁路”及“同步”三种运行状态。面板中间还有一只转换开关，按下左边是“INVERTER”在线运行模式，此时由逆变系统供电，市电处于后备工作状态，按下右边是“BYPASS”运行模式，此时由市电供电，逆变系统处于后备工作状态。
静态旁路模块标准配备4个干接点,与静态旁路模块内部电气完全隔离。干接点工作状态分别为：
逆变工作、
市电工作、
逆变故障、
市电故障。
静态旁路模块正面面板示意图如下：
1、手动逆变、旁路转换开关
2、逆变与市电相位同步指示灯（绿）
3、旁路工作指示灯（红）
4、逆变器工作指示灯（黄）
图9 静态旁路模块面板示意图
静态旁路模块后面板示意图如下：
I N V F A I L U R E
I N V O N
L I N E O N
L I N E F A I L U R E
N
L 2L o L1CAN BUS
1、逆变模块输出火线
2、静态旁路模块输出火线（Lo ）
3、市电输入火线
4、零线
5、CNA 总线(DB15)接口
6、干接点接口
图10 静态旁路模块后视图
3.3 监测单元
3.3.1 原理框图
12V
直流电源
5V
直流电源
DC
48/110/220V
真彩液晶 TFT LCD
数据处理板
数 据采集板
CAN 总线
DC
48/110/220V AC220V
RS422
通讯板
动力集中监控系统
模块一模块二
模块N
图11 监测模块原理图
3.3.2 原理说明
监测单元采用6英寸TFT 真彩LCD 液晶屏显示。
监测模块由数据采集、数据处理和液晶屏及其驱动组成。
数据采集是对输入直流电压和输出交流电压进行采样，同时通过安装在配电单元的霍尔传感器采集直流母线上的总输入电流，与来自各个模块的工作状态、输出电流等运行参数送入数据处理；把数据通过内部总线送到数据显示部份。数据显示部份由TFT 彩色液晶显示屏及其驱动电路组成，其功能是将各种电流、电压数据以及来自各逆变电源模块的故障告警信息分别存贮 / 显示，还可以通过面板上的翻页按键来选择不同的显示页面。
来自数据采集板的各种电流、电压数据以及来自各逆变电源模块的故障告警信息分别存贮/ 显示，还可以通过面板上的翻页按键来选择不同的显示页面。并设置一分钟屏幕保护程序，停止操作一分钟后显示器自动关闭，若想查看信息，可按动翻页键即可。
数据通信部件是将系统的各种电压、电流及故障告警信息、故障历史记录（256条）通过RS_422或TCP/IP协议栈处理，通过串行口传送给计算机或打包成标准的与互联网兼容的数据帧，通过局域网或因特网发送到远端监控的计算机平台上，实现远程监测。
本系统的内部，通过CAN（Controller Area Network）总线来交换各种测控信息，因此系统自身也是一个遵从CAN协议的、具有各种测控接点的微型网络系统。
3.3.3 安装模式
监测单元有两种安装模式：
A）标准19英寸“抽屉式”模块式
前、后面板示意图如下
1、上、下翻屏按钮
2、TFT液晶显示器
图12 “抽屉式”监测模块面板示意图
CAN BUS
3 2
1
6
RS422
1、功率接插件
2、CAN接口（DB15）
3、RS422（4线485）
4、DC（+）输入
5、DC（-）输入
6、交流采样
图13 “抽屉式”监测模块后视图
B ）嵌入式（嵌入机架门上）
直接安装在机架上方门背，前、后示意图如下。
2
1
N+X INVERTER SYSTEM
1、上、下翻屏按钮
2、TFT 液晶显示器
图14 监测面板型前面示意图
图15 监测面板型后面示意图
0 引言 随着能源消费的增长、日益恶化的生态环境和人类环保意识的提高，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的绿色新能源，一种未来常规能源的替代品，尤其受到人们的重视。太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转换三种形式，光电转换（即光伏技术）是最有发展前途的一种。 1 系统的工作原理及其电路设计 光伏系统的总体框图如图1所示。 图1 系统的总体框图 由图1可知，整个系统包含充电和逆变两个主要环节。太阳电池是本系统赖以工作的基础，它的效率直接决定系统的效率。 1.1 充电控制部分 1.1.1 太阳电池的工作特性 太阳电池作为光伏系统的基础，其工作特性，包括工作电压和电流与日照、太阳电池温度等有着密切的关系，图2、图3分别给出了太阳电池温度在25℃时，工作电压、电流和日照的关系曲线及太阳电池的输出功率和日照（S）、U之间的曲线。 从图2可以看出，曲线上任一点处的功率为P=UI，其值除和U、I有关外，还与日照（S）、太阳电池温度等有关。由图3进一步可知，由于太阳电池的工作效率等于输出功率与投射到太阳电池面积上的功率之比，为了提高本系统的工作效率，必须尽可能地使太阳电池工作在最大功率点处，这样就可以以功率尽可能小的太阳电池获得最多的功率输出。在图2和图3中，A、B、C、D、E点分别对应不同日照时的最大功率点。
图2 工作电压、电流和日照关系曲线 图3 输出功率和日照关系曲线 1.1.2 太阳电池的最大功率点跟踪（MPPT） 由图1可知，系统首先采用太阳电池阵列对蓄电池进行充电，以化学能的形式将太阳能储存在蓄电池中。在这个过程中，通常采用自寻最优控制方式使太阳电池在最大功率点处工作。整个控制过程可以分解成两个阶段进行： 1）确定出太阳电池工作在最大功率点时的输出电压值Uref； 2）改变太阳电池对蓄电池的充电电流使太阳电池的输出电压稳定在Uref。 这两个阶段是由控制电路通过检测太阳电池的输出电压和电流，采用逐次比较法来实现的。 1.2 逆变器设计 1.2.1 逆变电路设计 正弦波逆变环节采用单相全桥电路，用IGBT作逆变电路的功率器件。IGBT 是电压控制型器件，它集功率MOSFET和双极型晶体管的优点于一体，具有驱动电路简单、电压和电流容量大、工作频率高、开关损耗低、安全工作区大、工作可
（N+X）热插拔模块并联 逆变电源系统 技 术 手 册
非常感谢您选用我司产品，请在安装及使用前务必认真阅读本手册。 重要的安全预防信息 在您安装前或操作本逆变电源系统时，务必牢记下列安全措施，避免发生火灾、电击或其它人身伤害的可能性。 1、阅读并理解本技术手册的全部内容。 2、遵从产品及附带的印刷品中标注的警告事项及说明。 3、本产品仅能用于一般商业/工业用途，不能用来给生命支持设备或其它 标明为“危急”的设备提供电源。设备铭牌上标识了最大负载，实际 运行中不能超过该最大负载量。 4、本逆变器静态旁路输入端应采用有良好接地的220V 50Hz的交流电，本 设备的安装须由专业人员安装。安装人员必须根据技术标准和当地电 气规范，对用户方的电缆、断路器、负载进行评估，核实输入、输出 和接地连接正确。 5、当操作说明与安全信息发生冲突时，请遵从安全信息，请注意您是否 误解了操作说明的内容！ 如果您不能断定问题所在，请向销售商或制造商寻求帮助。 6、产品重量和体积较大，搬动过程避免摔跌、碰撞。 7、注意不要将产品靠近或放在发热体、取暖器、空调器或排气管道上。 8、本系统必须安装在牢固的水平面上，所有连接要牢固，并能防止老鼠 等动物的破坏。 9、请将本设备置于温度为0～40℃的室内环境下工作，安装地请远离水 蒸气和其它液体物质，远离易燃、易爆物质。 10、请不要让本系统超载工作，避免火灾及电击事故发生。 11、设备从寒冷搬到室温环境中时，请仔细检查机器表面有无露水凝结， 不要马上开机使用，保证启动前消除所有水分。
12、清洁本设备前，应关闭本设备并断电。清洁工具只能使用柔软的干布， 不要采用液体或气雾洁具。 13、注意保持本设备的前后通风口通风良好，不能有任何物体阻塞通风口 和其它开口。 14、为避免发生电击事故，不要随意拆卸本产品。需要维修时，请寻求有 资格的专业技术人员帮助。 15、请保存好本手册。
DSP逆变电源并联系统锁相环设计 摘要：提出了一种基于DSP的消除SPWM全桥逆变器直流偏磁问题的控制方案，采用TI公司的DSP芯片TMS320F240来实现。在一台400Hz6kW样机上进行了实验，实验结果表明该方案能较好地解决全桥逆变器中的直流偏磁问题。 本文引用地址：https://www.doczj.com/doc/146665804.html,/article/264220.htm关键词：全桥逆变器;直流偏磁;正弦波脉宽调制 1引言 近年来，SPWM逆变器已经在许多交流电能调节系统中得到广泛应用，相对于半桥而言，全桥逆变器的开关电流减小了一半，因而更适合于大功率场合。在SPWM全桥逆变器中，为实现输入输出之间的电气隔离和得到合适的输出电压幅值，一般在输出端接有基频交流变压器。而在输出变压器中，由于各种原因引起的直流偏磁问题致使铁心饱和，从而加大了变压器的损耗，降低了效率，甚至会引起逆变器颠覆，严重影响了SPWM全桥逆变器的正常运行，必须采取措施加以解决。 随着高频开关器件的发展，模拟瞬时值反馈控制使SPWM逆变器获得了优良的动态响应特性和较小的谐波畸变率。但模拟控制存在着分散性大、温度漂移及器件老化等不利因素，因而给设备调试及维护造成许多困难。数字控制克服了模拟控制的上述缺点，并具有硬件简单、调试方便、可靠性高的优势，因而引起了高度的重视。本文在对SPWM全桥逆变器中输出变压器直流偏磁机理分析的基础上，提出了一种数字PI控制方案，通过采样输出变压器原方电流来调整触发脉冲宽度。该方案利用DSP芯片TMS320F240在一台全数字化6kW、400Hz中频逆变电源上得以实现，实验结果表明所提出的方案较好地抑制了输出变压器的直流偏磁。 2直流偏磁 DSP控制的SPWM全桥逆变器如图1所示。直流偏磁是指由于输出变压器原边电压正负波形不对称，引起变压器铁心工作磁滞回线中心点偏离零点，从而造成磁工作状态不对称的现象。变压器工作时，磁感应强度B的变化率为
浅谈光伏发电系统用逆变器的基本知识 逆变器的概念 通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。 现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制（ＰＷＭ）技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术３大部分。 逆变器的分类 逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。 １．按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为５０～６０Ｈｚ的逆变器；中频逆变器的频率一般为４００Ｈｚ到十几ｋＨｚ；高频逆变器的频率一般为十几ｋＨｚ到ＭＨｚ。 ２．按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。３．按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。 ４．按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。 ５．按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆
变器和“全控制”逆变器两大类。前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用，故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类；后者，则具有自关断能力，即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制，故称之为“全控型”，电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管（ＩＧＢＴ）等均属于这一类。 ６．按直流电源分，可分为电压源型逆变器（ＶＳＩ）和电流源型逆变器（ＣＳＩ）。前者，直流电压近于恒定，输出电压为交变方波；后者，直流电流近于恒定，输也电流为交变方波。 ７．按逆变器输出电压或电流的波形分，可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。 ８．按逆变器控制方式分，可分为调频式（ＰＦＭ）逆变器和调脉宽式（ＰＷＭ）逆变器。 ９．按逆变器开关电路工作方式分，可分为谐振式逆变器，定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。 １０．按逆变器换流方式分，可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。 逆变器的基本结构 逆变器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能 逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。 该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。电力电子开关器件的通断，需要一定的驱动脉冲，这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。产生和调节脉冲的电路。通常称为控制电路或控制回路。逆变装置的基本结构，除上述的逆变电路和控制电路外，还有保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等，如图２所示。 逆变器的工作原理。
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
浙江大学 硕士学位论文 逆变器模块并联技术的研究 姓名：马小林 申请学位级别：硕士 专业：电力电子与电力传动指导教师：马皓 20040301
浙江大学颂｝。学位论文摘要 摘要 当前，交流电源供电方式止在由集ｔ｛?式向分布式、全功能式发展，而后者的核心就是模块的并联技术。由丁‘逆变器并联较能体现交流电源并联的特点，因而本文集中研究逆变器模块的并联技术。 逆变器的剪联策略有很多，但主要分成两类：有连线并联和无连线并联。本文首先集中分析ｒ各种并联技术的特点，指出这两种并联方式的发展趋势，并最终采片ｊ无连线并联方案进行研究。 逆变器性能的优劣将直接影响逆变器的并联性能。囚而本文用了一章的篇幅米介绍逆变器的设计，主要包括逆变器的数学建模、输出滤波器的设计和控制器参数的设计，最后ＪＨＭＡＴＬＡＢ进行仿真，结果表明参数设计基本合理。 无连线并联的性能关键在于调功的实现，这包括两个部分：功率的获取和功率的调节。为准确计算出功率，先对功率基本理论进行详细分析，得出相关计算公式。而在功率的调节中，ＰＱ的调节系数将直接影响调节的精度和动态响应，论文中专ｆＪ论述了调节系数的取值闸题。 根据目标要求，提出设计方案，并用仿真论证了方案的可行性。由于方案的算法是采用ＤＳＰ实现，文中先探讨了有关ＤＳＰ实现时应注意的问题，而后给出了具体算法的程序化流程剀。 用两台逆变器组成逆变器并联系统，来验证方案的可行性。结果表明，该方案能较好地适用于线性负载；而对非线性负载，两逆变器间存在着一定的负载，Ｆ均衡性。为解决前线性负载的不均衡性，提出了基于电流分解的无连线并联方案并进行了仿真，结果表明，它能较好地解决非线性负载的均流问题，但尚须实验进一步进行验证。 关键词：逆变器；无连线并联；有连线并联；ＰＱ调节；环流；电流分解
https://www.doczj.com/doc/146665804.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.doczj.com/doc/146665804.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。
并联逆变inverter系统各功能模块介绍 1、并联逆变模块 SWI系列升级版并联逆变电源及其系列产品是按照国家有关逆变电源的标准，针对我国具体情况设计、制造的电源设备。设备内部电路拓朴结构采用全高频数字化、智能软件控制，结合相应的硬件电路，反馈响应速度及过流、短路保护速度快速准确，有效地保护末级功率器件，使整机可靠性大为提高。 设备采用了无主从、自主均流并联方式的数字相位同步锁定技术，可以在不断开负载的情况下通过热插拔增加或减少并机模块，实现（N+X）并联冗余，当某一模块发生故障时，可自动退出并机系统，并发出故障告警信息。 本设备标准使用为多模块并联使用，也可单机使用。 3K V A(2U)逆变模块原理介绍 A ）3KVA(2U)逆变模块原理框图: 图-1 3KVA(2U)逆变模块原理图 B ）工作原理 直流电源提供的电压经保险丝、继电器、滤波器加到高频升压部分，将48V直流提升至400V直流，以满足逆变功率器件的工作要求。高频逆变部分将400V直流变换为220V、50HZ的交流电，经滤波后 通过继电器到输出端。控制器控制输入及输出继电器的通断，(当设备内部或外围出现故障时，继电器 断开，正常时闭合。)同时调节控制高频升压及高频逆变的工作状态及输出。滤波器将设备内部的高频 成份滤出，使之与输入、输出端隔离，不影响与其联接的其它外部设备。 C )、3KVA(2U)模块外型示意图 a）逆变器模块正面示意图，如图2
1、逆变器工作指示灯（绿） 2、逆变器负载指示灯 3、逆变器故障指示灯（红） 4、OFF按钮 5、ON按钮 图-2 3KVA（19″2U）逆变模块正面示意 b）逆变模块背面示意图 1、 功率接插件 2、保险 3、CAN总线接口（DB15） 4、模块输出火线 5、地线 6、模块输出零线 7、DC（-）输入 8、DC（+）输入 图-3 3KVA逆变模块后侧及接口示意图 2、并联系统静态旁路模块（选配件） 静态旁路模块单元原理图，见图4： 图-4 静态旁路模块原理图 静态旁路单元用来选择市电 / 逆变电源系统的输出转换。 有两种工作模式可以选择：一种是逆变电源系统为在线运行，市电作备用；另一种是交流市电作为运行电源，逆变电源系统作备用。无论哪一种工作模式，逆变电源系统都随时跟踪 / 锁定在市电的相位频率上，一旦运行中的电源发生故障，立即切换到备用电源上。 由于采用了由微控制器控制的快速跟踪 / 切换的静态旁路开关，所以本系统在旁路转换期间不会让计算机系统复位。 本逆变系统输出的零线是与市电零线一起连接到负载零线上的。火线则分别通过电子开关（双向可控硅）JK1、JK2切换到负载的火线上。当系统上电时，控制单元分别侦测市电及逆变系统输出的相位，并通过
0引言 随着能源消费的增长、日益恶化的生态环境和人类环保意识的提高，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的绿色新能源，一种未来常规能源的替代品，尤其受到人们的重视。太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转换三种形式，光电转换（即光伏技术）是最有发展前途的一种。 1 系统的工作原理及其电路设计 光伏系统的总体框图如图1所示。 图1 系统的总体框图 由图1可知，整个系统包含充电和逆变两个主要环节。太阳电池是本系统赖以工作的基础，它的效率直接决定系统的效率。 1.1充电控制部分 1.1.1太阳电池的工作特性 太阳电池作为光伏系统的基础，其工作特性，包括工作电压和电流与日照、太阳电池温度等有着密切的关系，图2、图3分别给出了太阳电池温度在25 C 时，工作电压、电流和日照的关系曲线及太阳电池的输出功率和日照（S）、U之 间的曲线。 从图2可以看出，曲线上任一点处的功率为P=UI，其值除和U、I有关外，还与日照（S）、太阳电池温度等有关。由图3进一步可知，由于太阳电池的工作效率等于输出功率与投射到太阳电池面积上的功率之比，为了提高本系统的工作效率，必须尽可能地使太阳电池工作在最大功率点处，这样就可以以功率尽可能小的太阳电池获得最多的功率输出。在图2和图3中，A、B、C、D、E点分别对应不同日照时的最大功率点。
图2 工作电压、电流和日照关系曲线 图3 输出功率和日照关系曲线 1.1.2太阳电池的最大功率点跟踪（MPPT） 由图1可知，系统首先采用太阳电池阵列对蓄电池进行充电，以化学能的形式将太阳能储存在蓄电池中。在这个过程中，通常采用自寻最优控制方式使太阳电池在最大功率点处工作。整个控制过程可以分解成两个阶段进行： 1）确定出太阳电池工作在最大功率点时的输出电压值Uref ； 2）改变太阳电池对蓄电池的充电电流使太阳电池的输出电压稳定在Uref。 这两个阶段是由控制电路通过检测太阳电池的输出电压和电流，采用逐次比较法来实现的。 1.2逆变器设计 1.2.1 逆变电路设计 正弦波逆变环节采用单相全桥电路，用IGBT作逆变电路的功率器件。IGBT 是电压控制型器件，它集功率MOSFET和双极型晶体管的优点于一体，具有驱动电路简单、电压和电流容量大、工作频率高、开关损耗低、安全工作区大、工作可 靠性高等优点。逆变器将蓄电池输出的直流电压转换成频率为50Hz 的SPWM 波， 再经过滤波电感和工频变压器将其转换为220V 的标准正弦波电压，采用这种方式系统结构简单，并且能有效地抑制波形中的高次谐波成分。
逆变器的并联运行技术 类别：电源技术阅读：1220 作者：南京航空航天大学邢岩戚惠严仰光赵修科（南京210016） 来源：《电源技术应用》 摘要：介绍多个电源模块并联使用时，会产生的问题及其解决方法。关键词：电源模块并联运行均流 信息技术的迅速发展，对其供电系统的容量、性能和可靠性要求越来越高，也推动着电力电子技术的研究不断深入，研究领域不断拓宽。多模块并联实现大容量电源被公认为当今电源变换技术发展的重要方向之一。多个电源模块并联，分担负载功率，各个模块中主开关器件的电流应力大大减小，从根本上提高可靠性、降低成本。同时，各模块的功率容量减小而使功率密度大幅度提高。另外，多个模块并联，可以灵活构成各种功率容量，以模块化取代系列化，从而缩短研制、生产周期和降低成本，提高各类开关电源的标准化程度、可维护性和互换性等。 80年代国外开始研究DC/DC变换器并联运行技术，现已取得实用性的成果，而新的均流技术、系统稳定性等方面的研究仍在不断深入。同主电路和控制电路的研究发展过程一样，逆变器并联运行技术的研究也是在借鉴DC/DC并联技术的基础上不断深入。但由于是正弦输出，其并联运行远比直流电源困难，首先要解决三个问题： （1）两台或多台投入运行时，相互间及与系统的频率、相位、幅度必须达到一致或小于容许误差时才能投入，否则可能给电网造成强烈冲击或输出失真。而且并联工作过程中，各逆变器也必须保持输出一致，否则，频率微弱差异的积累将造成并联系统输出幅度的周期性变化和波形畸变；相位不同使输出幅度不稳。 （2）功率的分配包括有功和无功功率的平均分配，即均流包括有功和无功均流。直流电源的均流技术不能直接采用。 （3）故障保护。除单机内部故障保护外，当均流或同步异常时，也要将相应逆变器模块切除。必要时还要实现不中断转换。 目前，实现逆变器并联运行的几类典型方法有： 1 自整步法[1][2][3] 并联系统中各模块是等价的，没有专门的控制模块。通过模块间的均流线实现同步和均流，源于航空恒速恒频（CSCF）电源的自整步并联技术[2]。其基本原理是（见图1）： 以两路并联为例。当两通道的输出电压略有偏差时，将会有偏差电压存在。幅度偏差引起的与、基本上同相，见图1（c），相位偏差引起的与、基本上垂直（超前90°），见图1（b），尽量减小、
DC600V供电系统知识 DC600V供电系统是25T客车有别与25K的最大特点。 在电气化区段，电力机车的列车辅助供电装置将受电弓接受的25KV单相高压交流电降压、整流、滤波，形成两套独立DC600V直流电源，两套装置分两路通过KC20D 连接器向空调客车供电，供电容量2x400kW； 在非电气化区段，内燃机车发电机组发电、整流、滤波，形成两套独立DC600V直流电源，两套装置分两路通过KC20D连接器向空调客车供电，供电容量2x400kW；空调客车通过综合控制柜自动(按车厢号分奇偶选择)将其中一路DC600V送入逆变电源装置（简称逆变器箱，型号：25T-2X35KVA+15KVA，包括两个35KVA逆变器和一个15KVA三相四线制隔离变压器）及DC110V电源装置（简称充电器箱，型号：25T-8KW+3.5KVA，包括一个8KW充电器和一个3.5KVA单相不间断逆变器）。2X35KVA 逆变器将DC600V逆变成两路三相50Hz、AC380V交流电，向空调装置、电开水炉等三相交流用电负载供电；8KW充电器将DC600V变换成DC110V直流电，给蓄电池组充电的同时向照明、供电控制等直流负载供电；客室电热和温水箱采用DC600V 直接加热。 采用2X35KVA逆变器供电，主要从两方面考虑：一是25T客车除空调机组外，还新增加了许多设备，单车负载容量较大；另一方面是为了适应新的运行方式，增加供电系统的可靠性和安全性。两个逆变器其中一个主要给空调机组供电，另一个给开水炉、伴热等交流负载供电；正常情况下，两个逆变器相互独立，互为热备份。但当其中一个发生故障时，由另一个负责继续向负载供电，只是部分受控负载要减载运行（如空调机组转入半冷或半热工况）。客室电热器、温水箱等电阻性负载之所以采用DC600V直接加热的方式，一方面减轻了逆变器的冬季负载，另一方面减少了电阻性负载引起的漏电流。 由于电气化区段每隔25km左右有一个分相区，DC600V电源装置在过分相区时没有输入电源，因此逆变器和充电器均没有输出；为了避免照明负载的频繁断电，所以照明采用DC110V供电，在牵引区段，由充电器向照明负载供电，而过无电区时则由安装在车下的蓄电池供电。同样，为了保证空调等控制电路的控制电器不频繁吸合和释放，控制电路也采用DC110V供电。 为了防止本车蓄电池过放或故障，保证重要负载（如轴温报警器和防滑器等）的供电，全列蓄电池通过阻断二极管并联。尾灯、共线电话等设施从延续性的角度考虑仍采用DC48V供电。DC600V供电系统原理框图见下页图。 1.2逆变技术 将交流电变成直流电的过程称为整流，将直流电变成交流电的过程称为逆变。电力机车接触网电压是单相供电，而且供电品质很差，不能降压后直接供给列车的用电负载，因此必须用到逆变技术，将单相交流电变成直流电后再逆变成三相交流电供给客车负载。近几年，国内逆变技术已经达到实用化程度，为DC600V供电列车提供了技术基础。 客车逆变器的基本原理为：在每个正弦波周期内，将直流电压分割成若干个脉冲，这些脉冲的面积，正好等于正弦波的面积。通常情况下，一个周期内脉冲的个数乘以50即为调制频率，调制频率越高，输出的脉冲个数越多，在没有滤波器时，电动机负载的电流越接近于正弦波，而如果有滤波器，则滤波器的体积可以减小，输出电压波形的谐波成分越低。调制频率越高，对IGBT的驱动和保护要求越高，技术难
第5章单相并网逆变器 后级的DC- AC部分，采用单相全桥逆变电路，将前级 DC- DC输出的400V 直流电转换成220V/50Hz 正弦交流电，完成逆变向电网输送功率。光伏并网逆变器实现并网运行必须满足要求：输出电压与电网电压同频同相同幅值，输出电流与电网电压同频同相（单位功率因数），而且其输出还应满足电网的电能质量要求，这些都依赖于逆变器的有效并网控制策略。 光伏并网逆变器拓扑结构 按逆变器主电路的拓扑结构分类，主要有推挽逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器。 5.1.1推挽式逆变电路 推挽式逆变电路由两只共负极的功率开关元件和一个原边带有中心抽头的升压变压器组成。它结构简单，两个功率管可共同驱动，两个开关元件的驱动电路具有公共地，这将简化驱动电路的设计。 U 图5-1 推挽式逆变器电路拓扑 推挽式电路的主要缺点是很难防止输出变压器的直流饱和，另外和单电压极性切换的全桥逆变电路相比，它对开关器件的耐压值也高出一倍。因此适合应用于直流母线电压较低的场合。此外，变压器的利用率较低，驱动感性负载困难。推挽式逆变器拓扑结构如图5-1 所示。 5.1.2半桥式逆变电路 } 半桥式逆变电路使用的功率开关器件较少，电路结构较为简单，但主电路的交流输出电压幅值仅为输入电压的一半，所以在同等容量条件下，其功率开关的额定电流要大于全桥逆变电路中功率元件额定电流，数值为全桥电路的2 倍。由于分压电容的作用，该电路具有较强的抗电压输出不平衡能力，同时由于半桥
式逆变电路控制较为简单，且使用元件少、成本低，因此在小功率等级的逆变电源中常被采用。其主要缺点是直流侧电压利用率低，在同样的开关频率下电网电流的谐波较大。 图5-2 半桥式逆变器电路拓扑 5.1.3全桥式逆变电路 全桥逆变电路可以认为是由2 个半桥逆变电路组成的，在单相电压型逆变电路中是应用最多的电路，主要用于大容量场合。在相同的直流输入电压下，全桥逆变电路的最大输出电压是半桥式逆变电路的2 倍。这意味着输出功率相同时，全桥逆变器的输出电流和通过开关元件的电流均为半桥式逆变电路的一半。 本文采用的是单相全桥式逆变器，其拓扑结构如图5-3 所示，它结构简单且易于控制，在大功率场合中广为应用，可以减少所需并联的元件数。其不足是要求较高的直流侧电压值。 图5-3 单相全桥逆变器电路拓扑 光伏并网逆变器的控制 光伏并网逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制四种方法。以电流源为输入的逆变器，其直流侧需要串联大电感提供稳定的直流电流输入，但由于此大电感往往会导致系统动态响应差，因此当前大部分并网逆变器均采用以电压源输入为主的方式，即电压型逆变器。采用电压型逆变主电路，可以实现有源滤波和无功补偿的控制，在实际中已经得到了广泛的研究和应用，同时可以有效地进行光伏发电、提高供电质
逆变电源系统变压器设计相关参数 一、 逆变电源系统输入、输出以及相关变压器参数 （1） 蓄电池直流输入电压要求 蓄电池的正常电压输入为：V U nDC i 24= 蓄电池的最低电压输入为：V U inDC 21min = 蓄电池的最高电压输入为：V U inDC 27max = （2） 逆变电源系统变压器副边绕组输出电压要求 逆变电源系统变压器副边绕组输出电压：V U oDC 380= （3） 逆变电源系统变压器其他参数 全桥逆变电路开关管工作频率：kHz f k 50= 变压器输出功率：VA P o 500= 效率：%90=e 二、 逆变电源系统变压器设计方法 输出直流电压： V U N N U oAC p s inDC 3112=?≥，p N 为DC/DC 全桥升压变压器原边绕组匝数，s N 为DC/DC 全桥升压变压器副边绕组匝数， AC o U 为正弦输出电压有效值220V 。设定V N N U p s DC in 380=，考虑全桥电路每个桥臂上的开关管导通压降为1V ，输出的 肖特基整流管的导通压降为0.5V ，则有公式T T N N U U on p s inDC oDC 2]5.0)2[(-? -=。 当 inDC U 最小，on T 最大时，变压器副边绕组的输出电压oDC U 必须保持恒定。设定本逆变电源系统功率的传递效率为9.0=e ，所以9.02=T T on ，从而计算出22≈p s N N 。 根据公式K f B e C P A A k o b e ?????=max 8 410，kHz f k 50=，9.0=e ，3.0=K ， Amp cm C /1007.523-?=，因为全桥电路的功率管开关频率kHz f k 50=，所以
不同容量逆变器并联技术研究开题报告 一、文献综述 1 国内外研究现状 早在 20 世纪 70 年代，就有学者提出将逆变器进行并联运行，并且开始对逆变器并联控制技术研究进行研究。到上世纪 90 年代中期，一些发达国家已经将并联逆变器投入生产，并投入实用。如日本的梅兰日兰公司、三菱公司、东芝公司，美国的 APC 公司、Libert公司，德国的西门子公司等[3]。 在我国，对于逆变器并联技术和逆变器模块化生产的研究起始于上世纪 90年代，相对于世界发达国家起步较晚。目前，主要是一些高校对这一领域进行了相关的研究。例如国内比较知名的西安交通大学、华中科技大学、南京航空航天大学、浙江大学等。这些高校对于逆变器并联技术方面的研究在国内处于领先地位。与此同时，意识到并联逆变器的重要性，国内其他一些高校也先后加入了这一研究领域。但是由于起步较晚，大多数高校在这个领域的研究都还处于试验阶段。国内一些致力于电源研究和生产的企业，如台达、埃默森、华为等，在这方面也做了大量的工作，并且也有企业生产出了相关的产品。但其性能有待于实践检验[3]、[4]。 1.1 逆变器独立运行控制技术 逆变器因调制带来了谐波，滤波器在消除谐波的同时也带来了系统的过渡过程与稳定性问题。因此，系统需要调节器来实现其所需的稳态性能与动态性能，调节器的实现方式有以下控制方式。 1.1.1 PID控制 在实际工程中，应用最为广泛的调节控制为比例积分微分控制，即PID控制，PID控制结构简单、稳定性好，工作可靠、调整方便[6]。其传递函数为 PID控制通过调节、、这3个参数来起作用的。这3个参数取值的不同，其比例、积分、微分的作用强弱就不同。对于P调节器，随着值的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快。若超过一定值，则系统变得不稳定。对于PI调节器，随着值的加大，闭环系统的超调减小，系统响应速度略微变慢。对于PID调节器，由于微分环节的作用，在曲线的起始上升段呈现尖锐的波峰，之后曲线也呈衰减震荡。随着值的加大，闭环系统的超调量增大，但经过曲线尖锐的起始上升段后响应速度有所变慢。 1.1.2 谐振控制 由于PI控制器在跟踪正弦信号时会出现稳态误差，比例谐振控制可以对某一固定频率的正弦指令信号实现无静差跟踪，并可以有针对性地消除某些频率的谐
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。
逆变电源并联技术 Parallel Strategy of Inverter 陈 宏 胡育文(南京航空航天大学航空电源科技重点实验室 210016) Chen Hong Hu Yuwen (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 210016 China) 摘要 逆变器并联是提高电源系统可靠性,扩充系统容量的有效方式。本文介绍了逆变电源并联的原理、技术要求和特点。对当前采用的逆变电源并联方案进行了总结和分类。在此基础上详细分析了各种并联方案的特点和内在关系,指出了逆变电源并联技术的发展趋势。 关键词:逆变电源 并联 环流中图分类号:TM464 Abstr act The parallel operation of inverter is not only a very useful method to increase the capac 2ity of power system,but also a good way to improve reliability of it 1This paper introduces the princi 2ple of inverter .parallel operation 1Several methods are summed up and classified 1Features and problems of these strategies are discussed and inner relationship has been described 1The developing process of in 2verter .s parallel is shown clearly in this paper 1 Keywor ds:Inverter,parallel,circumfluence 陈 宏 男,1972生,博士研究生,研究方向为电力电子与电力传动。胡育文 男,1944生,教授,博士生导师,研究方向为电力电子与电力传动。 1 前言 当前,交流电源供电方式正在由集中式向分布式、全功能式发展,而后者的技术核心就是模块化电源的并联技术,这是一个研究的热点。逆变电源的并联策略有很多,有主从结构[1],用电压型逆变器作为主模块控制系统电压,电流型逆变器提供负载电流。有对等式[2,4] ,并联的各个逆变器结构功能相同,相互间有信号的传递,但不存在隶属关系。还有基于有功无功调节的无连线并联方式[5,6]。本文重点讨论了并联的技术问题和各项并联方案的特点。 2 逆变器并联原理和特点 逆变器的并联需要满足5项条件,即电压、频 率、波形、相位、相序相同,只有这样才能消除环流、均分负载功率,达到最佳的运行状态。以下对 两台单相逆变器并联进行分析,图1中将逆变器简化为电压源加LC 滤波器的形式。根据图1中的电流电压关系得到电路方程(1) 如下 图1 逆变器并联电路图F ig 11 Circuit of parallel inverters U 1-J X L 1i L 1=U 0U 2-J X L 2i L 2=U 0 i L 1-i R 1-i C 1+i L 2-i R 2-i C 2=0U 0/R =i R 2+i R 1U 0#j X C 1=i C 1U 0#j X C 2=i C 2 (1) 设C 1=C 2=C,L 1=L 2=L ,由式(1)可得 第17卷第5期 电工技术学报 2002年10月
基于AVR单片机的逆变电源系统 设计方案 201组叶晓辉李欣陈东 针对现代电源变频调幅的要求,提出了利用对称规则采样原理产生SPWM 信号,选用ATmega16 单片机,设置其16 位计时器为相位修正PWM 模式产生SPWM 信号,结合查表及在线计算方法,实现变频调幅. 同时利用其内部集成的AD 模块对逆变桥输出进行采样并进行均值滤波处理,实现对系统的PI 闭环控制. 采用IR2110 作为驱动桥,并通过全桥逆变电路及LC 无源滤波实现正弦波的输出. 系统加入过温过流监测模块,并有人机交互界面（键盘和显示）. 一、SPWM 对称规则采样法 对称规则采样法是从自然采样法演变而来的,它由经过采样的正弦波(实际上是阶梯波) 与三角波相交,由交点得出脉冲宽度. 这种方法只在三角波的顶点或底点位置对正弦波采样而形成阶梯波. 对称规则采样法原理图如图1 所示. 图1 对称规则采样法原理图 若以单位量1 代表三角载波的幅值UC ,则正弦调制波的幅值UR 就是调制比M. 图中的三角波和正弦波都是经过向上平移单位量 1 得到的,与过横坐标轴得到的结果一致. 利用底点采样,根据相似三角形原理,可得关系式
其中： M 是调制比,0 ≤M ≤1 ; ω为正弦信号波角频率; tD 为在三角波的负峰对正弦信号波的采样时刻; δ是开通时刻脉冲宽度; Tc 为三角波载波周期. 因此可得开通时刻的脉冲宽度: 其中N 为载波比,2π/ N 三角波周期T C 所对应的弧度, K 为一个周期内采样计数值. 由以上分析得比较单元1 的比较寄存器的值为 式中Tt 为通用定时器1 的时钟周期. 二、系统硬件设计 本系统采用ATMEL 公司的ATmega16 单片机作为数字控制系统的核心,利用ATmega16 产生SPWM 信号并进行电压采样处理. 逆变电源系统主电路采用单相全桥逆变电路,由4 个IGBT 作为功率管组成全桥逆变电路，该电路具有控制方便，功率管利用率高;控制方式采用全数字的控制方式. 系统结构框图如图2所示. 图2 系统结构框图 本设计电路为单相全桥逆变电路,如图3所示,主电路是典型的AC-DC-AC 逆变电路.
光伏发电系统逆变器结构特点 提出问题： 1. 光伏发电系统并网时的主要部件是什么？ 2. 光伏逆变器如何分类？其电路如何构成？ 3. IGBT是什么，有什么特点，主要参数？ 4. 电力MOSFET是什么，主要参数和特性？ 5. 逆变器的常用电路有哪些，各自的接线和特点是什么？ 6. 常用逆变器的形式有哪些，各自特点是什么，主要生产厂家？ 1.光伏发电系统并网时的主要部件是什么？ 光伏发电系统并网时的主要部件是逆变器。 无论是太阳能电池、风力发电还是新能源汽车，其系统应用都需要把直流电转换为交流电，承担这一任务的部件为逆变器。 逆变器又称电源调整器、功率调节器，是光伏系统必不可少的一部分。通常，物理上把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。逆变器的名称由此而来。光伏逆变器最主要的功能是把太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电。 逆变器是光伏系统的心脏，太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出，逆变器对于整套系统的运行起着重要的作用，逆变器的核心器件是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，也是价格最高的部件之一。
2.光伏逆变器如何分类？其电路如何构成？ 光伏逆变器的分类如下图： 功率较小(<4kW)的光伏发电系统一般采用正弦波逆变器。逆变器的显示功能主要包括：直流输入电压和电流的测量值，交流输出电压和电流的测量值，逆变器的工作状态（运行、故障、停机等）。 光伏逆变器的电路构成如下图所示： 控制电路： 逆变器的控制电路主要是为主逆变电路提供一系列的控制脉冲来控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。