太阳能用单相正弦波逆变器的研究硕士学位论文

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1、天津大学硕士学位论文太阳能用单相正弦波逆变器的研究姓名：孟元东申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风与空调工程指导教师：娄承芝20070101中文摘要逆变器是太阳能应用系统中技术含量较高的关键部件，为了更好地适应太阳能光电这一特殊的直流供电源，必须专门研制适应其特性的逆变系统。本研究开发的逆变器除了要满足一般逆变器的各项要求之外，还要能满足太阳能逆变器宽输入电压的要求，如要并网还必须考虑“孤岛效应”、同相同频等问题。本系统采用具有DSP性能的高速芯片DSPIC30F3010来实现整个系统的控制。主要的研究工作包括以

2、下几个方面：运用三角形相似法来实现SPWM脉宽的计算，然后运用单片机集成的P卿模块调制出SPWM控制脉冲；采用代码压缩效率可以达到120％的C30语言来编写软件程序，节省了程序空间的同时又方便了软件的开发；分析了数字式SPwM的谐波构成，叙述了抑制谐波的方法，并且采用MATLAB模拟了本拓扑结构的谐波含量，并分析其组成，进一步证实了理论分析的正确性；提出了一种廉价简单的稳压电路，并且详细地介绍了电压偏差分级控制的方法，最后给出了实际的稳压控制效果；给出了蓄电池的控制策略，并采用了数字滤波方法对采集的电池电压进行滤波；分

3、析了造成电流直通的几种情况，并给出了避免电流直通的控制方法；根据硬件电路的具体特性选择了MOSFET功率管、环形变压器，设计了适合太阳能逆变器的脉冲驱动电路；采用硬件和软件共同保护的方法，防止电路的短路、过载、欠压、过压等对器件造成永久的伤害。据此搭建了一台太阳能逆变器，其性能基本达到了非并网式太阳能逆变器的要求，但还有要改进的地方，例如：电流谐波偏大需进一步滤除：采用20KHZ调制波时直流滤波器还稍显大些，需进一步提高调制频率等。关键词：太阳能，逆变器，单相正弦波脉宽调制，高速芯片，谐波ABSTRACTInverte

4、risahightechnicalkeycomponentofsolarenergyapplicationsystem．Fortakinggooduseofspecialdirectcurrentsourceofphotovoltaic—generatesystem，anewinvertersystemmustbedeveloped．Thesolarenergyinverterwe’11developshouldnotonlyhavecommoninverter’Scharacteristics，butalsohave

5、wideinputvoltage．“Islandeffect'’，synchro-phase，synchro—frequencyandotherproblemsshouldbeconsidered，wheninverterisconnectingingrid．HighspeedmicrochipDSPIC30F3010withDSPperformancehasbeenusedascontrolsystemcoreinOUrinvertersystem．Themainworkwehavedoneinclude：Calcu

6、latingSPWMpulsewidthusingsimilartrianglemethod，andthenmodulatedSPWMcontrolpulse，bymicrochipwithPWMmodule．UsingC30compilerasprogramtool，whichcancompresscodetO120％，thistoolsavestheprogramspaceandfacilitatesprogrammerstOdevelopsoftware．Analysingtheharmoniccompositi

7、onofdigitalSPWMandtoldUShowtorestrain也eharmonic，thellsimulatedtheharmoniccontentinthistopologysystembyMATLABtool，andcheckoutthecorrectnessofSPWMtheoryanalysis．Presentingalow-costandsimplevoltageregulatorcircuitanddetailedlyilluminatedthewayofusingvoltagedifferen

8、cecontrol，atlastbroughtouttheeffectofregulatorrunninginpractice．Illuminatingvoltagecontrolstrategyofstoragebattery,tookthedigitalfiltertogetthecorrectvoltage．Analysin