A单相逆变电源设计.pdf

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1、.题目：18KVA单相逆变器设计与仿真院系：电气与电子工程学院专业年级：电气工程及其自动化2010级姓名：郑海强学号：1010200224同组同学：钟祥锣王敢方骞2013年11月20号;..单相逆变器设计一.设计的内容及要求1.1设计内容要求设计一个输入为150V的直流电压，输出容量为18KVA，输出电压为300V单相交流电的逆变器。1.2参数要求1、输出电压：AC单相300V2、输出频率：100Hz3、输出功率：18KVA4、负载功率因数：cos0.8:1.0,滞后5、负载短时过载倍数：1.56、输入电压：直流DC333V二.设计方案介绍系统原理框图如下图所示保护电路150VDC

2、供电触发电路逆变主电路工频变压器滤波器300VAC;..方案简述将直流电变成交流电的电路叫做逆变电路。根据交流侧接在电网和负载相接可分为有源逆变和无源逆变，所以本次设计的逆变器设计为无源逆变。换流是实现逆变的基础。通过控制开关器件的开通和关断，来控制电流通过的支路这是实现换流的方法。直流侧是电压源的为电压型逆变器，直流侧是电流源的为电流型逆变器，综上本次设计为电压型无源逆变器。三.主电路原理图及主要参数设计3.1主电路原理图如图1所示图13.2输出电路和负载计算3.2.1负载侧参数设计计算负载侧的电路结构图如图2所示，根据图2相关经计算结果如下：;..LILIIL'IRCViCL'

3、RVo图2负载侧电路结构图1.负载电阻最小值：223cosVoPo=300/(18?10)5W；=1.0时，R=/2cos=0.8时，R=Vo/(Po23cosj)=300/(18创100.8)=6.25W2.负载电感最小值：L'=ZL'/(2f)=8.3/(2创p100)=0.0132H3.滤波电容：取滤波电容的容抗等于负载电感感抗的2倍，则：C=1/(2fZc)=1/(2′100′32)=95.92FFFZc(实)取电容为100,将10个10的AC电容进行并联，=fC-61/(2)=1/(2创p100创10010)=15.9W4.滤波电抗L的计算选取主开关器件工作频率fKfO=

4、N=32′100=3200Hz由于移相原因，输出线电压的开关频率变为：2fK=6400HZ取滤波电路固有谐振频率f'=1/(2LC)=fK/6=533.3Hz2226f'C210)=880H则：L=1/（4）=1/(4533100实选用L=900uHZ=LC=900/100=3由此特征阻抗T3.2.2逆变电路输出电压;..1.滤波电路输入端电压(无变压器时)逆变电路的输出与后续电路的连接电路如图3所示，有图3可以得到如下的计算结果。Lu&逆LIL变I&u&UiCL'RUoCL电路u&iu&O图3逆变电路输出电路图4空载时的矢量图空载时:空载时的矢量图如图4所示，由图4可得：&u&o

5、300-6IL===18.9(A)ZL=2pfoL=2创p100创90010=0.5652(W)ZC15.9u&L=I&L?ZL18.9?0.565210.7(V)。u&i=u&o-u&L=300-1.5=298.5(V)这说明空载时输出电路是升压的。额定负载时：额定负载时，当cosj=1.0和cos=0.8的矢量图分别如图5和图6所示。u&Lu&iI&Cu&LI&CI&Lu&I&Ru&oiu&LI&I&LCI&Lu&LI&u&I&LRo图5cosj=1.0时的矢量图图6cos=0.8时的矢量图cosj=1.0：-11Z-1-1oq=tanC=tanR=tan5=17.51RZ15

6、.9()C2222IL=IR+IC=(3005)+(30015.9)=62.9(A);..u&L=ZL?I&L0.5652?62.935.6(V)，2200u&=300+35.6-2?cos9017.5创30035.6=286.16V。这说明cos1.0i()()时，即使满载，输出电路也是升压的。300300300300I&L￠-I&C=-=-=17.28(A)cos=0.8：ZL￠ZC8.315.3，-117.28oq=tan=19.793006.25，2&&2&&22IL=IR+(IL'-IC)=(300/6.25)+17.28=51.01(A)，u&L=ZL?I&L0.565

7、2?51.0128.83(V)，2200u&i=300+28.83-2?cos(9019.79)创30028.83=309.65(V)，负载最重时本设计中，负载最重为过载150%时，功率因数最低为0.8，此时：3003001.5′300300-135.35oI&L￠-I&C=1.5?=-=35.35(A)q=tan=26.15ZL￠ZC8.315.91.5′3006.25，，22&&2&&2IL=IR+(IL'-IC)=(1.5?300/6.25)35.35=36.3