8KVA单相逆变器设计与仿真解读VIP免费

-1-8KVA单相逆变器设计与仿真姓名：班级：学号：同组同学：-2-一．设计1.1技术要求1、输出电压V0（相）：220V2、输出功率P0：8KVA3、输出频率f：60HZ4、过载倍数：2倍5、负载功率因数cosφ：0.8-11.2单相逆变电路因为输出功率为8KVA，所以选择单相全桥逆变电路。单相全桥逆变电路，如图1所示。图1单相全桥逆变电路1.3负载参数计算负载输出部分电路图，如图2所示图2负载输出电路1.负载电阻最小值计算当cosφ=1时，负载电阻计算计算公式为公式（3-1）；当cosφ=0.8时，负载电阻计算公式为公式（3-2）05.680002202020PVR(3-1)-3-5625.78.08000220cos0202SVR（3-2）2.负载电感最小值计算负载无功功率1LQ为KVASQL8145.437sin8sin01o(3-3)负载电感感抗1LZ为053.105.481422021201LLQVZ(3-4)负载电感L1为mH667.26602053.10f211LZL（3-5）1.4滤波电容计算滤波电容与负载并联，对逆变电路输出电流影响较大，所以设计滤波电路时选择滤波电容取滤波电容容抗等于负载电感感抗的2倍滤波电容容抗CZ为106.20053.10221LCZZ(4-1)滤波电容C为uFfZCL997.131106.206021211(4-2)实际取值130uF,由13个10uF的电容构成电容阻抗实际值1CZ为4148.201013060212161fCZC（4-3）1.5无隔离变压器时，逆变器输出电流有效值长期最大电流（长）OI为9268.37)4148.20220()05.6220(22(长）OI（5-1）-4-短期最大电流短）(0I为5214.73)4148.20220()05.62202(22(短）OI（5-2）1.6无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值长期电流峰值长）(OPI为6366.539268.3722((长）长）OOPII（6-1）短期电流峰值短）(OPI为975.1035214.7322((短）短）OOPII（6-2）1.7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).LC2应该远小于1（即12LC)3).RL应较小根据设计滤波器时要注意的问题要求而选择6.1L滤波电感L为mHfL246.46026.126.1（7-1）实际取值为5mH所以滤波电感感抗LZ为884.110560223fLLZL(7-2)滤波电路的固有频率'f为HZLCf511.19710130105212163'（7-3）10923.02LC满足要求-5-1.8逆变电路输出电压滤波及负载部分电路图，如图3所以图3滤波及负载部分电路图在过载2倍的情况下：1.1cos时（即纯阻性）电感电流LI与RI间的夹角为4286.8)4148.20205.6arctan()2arctan(CZR（8-1）电感电流LI为521.73)05.62202()4148.20220()2(2222RCLIII(8-2)电感L上的压降LV为VZIVLLL514.138884.1521.73(8-3)逆变电路的输出电压iV为VVi1835.242)4268.890cos(514.1382202514.13822022（8-4）2.8.0cos时（即阻感性）负载电感电流1LI与滤波电容电流CI之差为9915.324148.20220053.102202220220211CLCLZZII(8-5)-6-CLII1与RI之间的夹角为555.29)5625.722029915.32arctan()arctan(1RCLIII（8-6）电感电流LI为8847.66)9915.32()5625.72202()()2(22212CLRLIIII(8-7)电感L上的压降为LV为VZIVLLL0107.126884.18847.66(8-8)逆变电路的输出电压iV为VVi7.302)555.2990cos(0107.12622020107.12622022(8-9)1.9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V4.60527.302。在留有一定裕量下，实际选650V耐压的开关器件。1.10输出滤波模型输出滤波电路图，如图4所示图4输出滤波电路根据输出滤波电路写出如下关系式1riVoVidtdiL（10-1）01iidtdVoC（10=2）-7-将式（9-1）、（9-2）变换形式后的式（9-3）、（9-4）11riVoViLsi（10-3）oiiCsVo1（10-4）根据（9-3）、（9-4）画出输出滤波仿真模型，如图5所示图5输出滤波仿真模型输出电压Vo与输入电压Vi的关系式为oirCsLCsrLsVircsLCsVo11122（10-5）1.11单相逆变器的控制策略1.电压单闭环控制系统单闭环控制系统仿真模型，如图6所示图6单闭环控制系统仿真模型在给定输入Vi与负载扰动输入io共同作用下下，闭环输出Vo（s）为)()1()()()()1()(23232sIoKsKsKrCLCsrLsssViKsKsKrCLCsKsKsKVoiPdiPdiPd其闭环特征方程)(sD为iPdKKs...