三相逆变器设计与仿真
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三相逆变器设计与仿真
三相逆变器设计与仿真
1.设计
数据要求
输出电压V 0:220V
输出频率f :50HZ 负载功率因数cos φ:0.8-1 过载倍数:1.5倍 输出功率P 0:6KVA
负载参数的计算
负载输出部分电路图,如图所示
负载输出电路
负载电阻最小值计算
当cos φ=1时,负载电阻计算计算公式为公式(3-1);当cos φ=0.8时,负载电阻计算公式为公式(3-2)
Ω=÷=÷=8.07000622022
o o p V R (3-1)
Ω=⨯==
10.088
.00006220P 2
2
ϕCOS V R O O (3-2) 负载电感最小值计算
负载无功功率1L Q 为
KVA P Q O L 6.337sin 6sin 1=︒⨯==ϕ 负载电感感抗1L Z 为 Ω===4.133600
2202
12
1
L O L Q V Z
A I I OP 59.001.72422o )短(=⨯=
=
三相逆变器电路
三相逆变电路
滤波电感计算
1.滤波电感的作用
1).减小输出电压的谐波电压 2).保证滤波电压的传输
2.设计滤波器时应该注意以下问题
1).滤波电路固有频率应远离输出电压中可能出现的谐波频率(例60倍频) 2).LC 2ω应该远小于1(即12< R L ω应较小 根据设计滤波器时要注意的问题要求而选择5.1=L ω 滤波电感L 为 mH f L 775.450 25 .125.1=⨯==ππ 实际取值为5mH 所以滤波电感感抗L Z 为 Ω=⨯⨯⨯==-=314.010550223ππωfL L Z L 滤波电路的固有频率'f 为 HZ LC f 511.19710 13010 521 216 3 '=⨯⨯⨯= = --ππ 10923.02<<=LC ω满足要求 逆变电路输出电压 滤波及负载部分电路图,如图所以 滤波及负载部分电路图 在过载1.5倍的情况下: 1cos =ϕ时(即纯阻性) 电感电流L I 与R I 间的夹角θ为 ︒=⨯==11.47)26.52581.58.07 arctan()1.5arctan( C Z R θ 电感电流L I 为 A I I I R C L 41.72)8.07 2201.5()26.5258220( )1.5(2 222 =⨯+=+= 电感L 上的压降L V ∆为 A Z I V L L L 14.23341.041.72=⨯==∆ 逆变电路的输出电压i V 为 V V i 217.62)11.4790cos(14.23220214.2322022=︒-︒⨯⨯⨯-+= 8.0cos =ϕ时(即阻感性) 负载电感电流1L I 与滤波电容电流C I 之差为 A Z Z I I C L C L 16.33326.5258 220 13.42201.5220 220 1.51 1=-⨯= - ⨯=- C L I I -1与R I 之间的夹角θ为 ︒=⨯=26.51)10.08 2201.516.333 arctan( θ 电感电流L I 为 A I I I I C L R L 36.59)16.333()10.082201.5( )()2(22 212=+⨯=+=- 电感L 上的压降为L V ∆为 V Z I V L L L 11.49314.036.59=⨯==∆ 逆变电路的输出电压i V 为 225.363V )26.5190cos(11.49220211.4922022=︒+︒⨯⨯⨯-+= i V 主开关器件的耐压 主开关器件的耐压根据所有工作情况下的最高电压考虑,主开关器件所承受 的最高电压一般出现在输入电压最高、输出负载最轻时,选主开关器件耐压为实际工作电压的2倍。 取逆变电路在过载情况下的输出电压的2倍,即225.363*2=450.726V 。在留有一定裕量下,实际选650V 耐压的开关器件。 输出滤波模型 输出滤波电路图,如图所示 输出滤波电路 根据输出滤波电路写出如下关系式 1ri Vo Vi dt di L --= 01i i dt dVo C -= 将式上面公式变换形式后的式下面公式 11ri Vo Vi Lsi --= o i i CsVo -=1 根据上面公式画出输出滤波仿真模型,如图所示 输出滤波仿真模型 输出电压Vo 与输入电压Vi 的关系式为 o i rCs LCs r Ls Vi rcs LCs Vo 1 1122+++-++= 三相逆变器的控制策略 在给定输入Vi 与负载扰动输入io 共同作用下下,闭环输出Vo (s )为 ) ()1()() ()()1()(23232s Io K s K s K rC LCs r Ls s s Vi K s K s K rC LCs K s K s K Vo i P d i P d i P d ++++++-+++++++= 其闭环特征方程)(s D 为 i P d K K s K rC LCs s D +++++=)1()()(23 主导极点21、S 为 2211r r r r j S ξωωξ-±-=、 非主导极点3S 为