小型风力发电系统正弦波逆变器设计

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1、第19卷第4期电子设计工程2011年2月Vo1．19No．4ElectronicDesignEngineeringFeb．201l小型风力发电系统正弦波逆变器设计赵强。崔畅(辽宁石油化工大学信息与控制工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：为了提高小型风力发电系统输出电能质量，设计了高效、可靠、低成本的正弦波逆变器。主电路由推挽升压变换器和单相逆变桥组成，采用高频变压器实现电压比调整和电气隔离，降低了噪声，提高了效率、减小了输出电压纹波。逆变器功率开关管采用了RCVD缓冲电路，确保逆变桥安全工作。控制部分采用集成脉宽调制芯片SG3524和正弦函数发生芯片ICL8038实现正弦波脉宽调制(SPW

2、M)，简单可靠、易于调试。实验样机体积减小到传统逆变器的l，4，效率达到86％。实验结果表明输出电压波形失真度小于5％．在复杂的工况下实现了220V／50Hz的市电输出。关键词：正弦波逆变器；小型风力发电；脉冲宽度调制；推挽电路；单相逆变桥中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)04—0082—03Designofsine-waveinverterinsmallscalewindpowergeneratingsystemZHAOQiang，CUIChang(DepartmentofInformationandControlEngineering，Liaon

3、ingShihuaUn&ersity，Fushun113001，China)Al~raet：ToimproveelectricenergyquMityofsmallscalewindpowergeneratingsystemoutputahigheficiency，credibleandlowcostsine-waveinverterispresentedinthispaper，Highfrequencyinvertertechnologyisselected．Itcontainshighfrequencytransformer，whichcanfulfillvoltageratioregu

4、lationandelectricityisolation，push-pullconverterandsingle-phasebridgecircuitasthemaincircuit，degradenoise，raiseeficiency，reducevoltageripple．PowerswitchingtubeadoptaRCVDcushioncircuittoensuresafetyworking．SinepulsewidthmodulationcontrolformisselectedbyusingintegratedcircuitSG3524andICL8038，andsimpl

5、e，credibility，easydebug．Theexperimentalmodelmachinereducesthevolumeto1／4ofthetraditionalinverter，systemeficiencyreach86％．Theexperimentalresultindicatesthedistortionfactoroftheoutputvoltagewaveformlessthan5％andoutputis220V／50Hzcommercialpowerincomplicatedoperatingmode．Keywords：sine-waveinverter；smal

6、lscalewindpowergenerafng；pulsewidthmodulation；push-pull；single-phasebridge户用小型风力发电机的输出电压储存在24V、32V或48V等的蓄电池中，这就使许多交流电器无法直接配套使用。为了解决这一问题．就需要在小型风力发电系统中配置逆变器，将直流电变为220V／50Hz的交流电输出．以满足交流电器的图1逆变电路结构框图需要。正弦波逆变技术在风力发电系统中是一个极其关键的Fig．1Structureblockdiagramofinvertercircuit技术．它承担着将直流电调制成稳压稳频的交流电直接供给逆变主电路输入为直

7、流电由蓄电池提供。输出电路一般负载或安全并联到交流电网的任务。由于小型风力发电系统使包括输出滤波电路。对于开环控制的逆变系统，输出量不用反用的工况十分复杂，逆变器作为系统的最末一级变换装置，其馈到控制电路．而对于闭环控制的逆变系统，输出量还要反馈品质的好坏直接影响整个发电系统的投资和性能。因此，正弦到控制电路。控制电路的功能是按要求产生和调节一系列的波逆变技术的性能直接决定着风力发电系统的推广和应用lll。控