康尼实验设备实验指导书

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1、KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转化控制存储系统离网逆变器介绍1.设备功能简述2.基本外形3.组成4.操控编号及功能对照表5.仪表编号及功能对照表KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转化控制存储系统离网逆变器实验实验１逆变原理实验一、实验目的：了解逆变原理和逆变电路的结构；了解SPWM控制思想；二、实验设备：序号型号备注1离网逆变器负载单元设备已经具备2监控单元主要应用负载设备3能量转化控制存储单元主要应用蓄电池设备及蓄电池配电部分。5双踪示波器三、实验原理：逆变器是把直流电转换成一定的稳定频率和稳定电压的交流电的电源装置，逆变

2、器分为两类：有源逆变器和无源逆变器。有源逆变器是将直流电逆变成为与电网同频同压的交流电并送入电网。无源逆变器是将直流电逆变成要求的交流电直接供负载使用，而不并入电网。本实验教学平台独立逆变器部分就是无源逆变器，直流输入为24V，交流输出为220V50HZ。逆变主电路的拓扑结构主要有推挽式逆变主电路、半桥式逆变主电路、全桥式逆变主电路等。全桥式逆变主电路因为其承载功率大，输出电能质量好等优点，被广泛应用于逆变器、变频器等。本实验科研平台的独立逆变器就是采用全桥逆变主电路，采用SPWM控制思想。（a）全桥电路拓扑结构图如图所示，Ud为直流输

3、入电压，电容C为输入滤波储能用电解电容，电阻R和电感L为全桥电路的输出负载，T1~T4是全控性电力电子器件，如IGBT、MOSFET等，VD1~VD4为续流二极管。全控型开关器件T1和T4构成一对桥臂，T2和T3构成另一对桥臂。T1和T4同时通、断；T2和T3同时通、断。T1(T)4与T2(T3)的驱动信号互补，即T1和T4有驱动信号时，T2和T3无驱动信号，反之亦然，两对桥臂各交替导通180°KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转化控制存储系统，则可以输出正负半周期对称的方波交流电。下图（b）为输出电压波形，（C）（d）（e）为带有

4、不同性质负载时的电流波形，（f）为RL负载时直流输入电流波形。正弦波脉宽调制（SPWM）技术是根据脉宽等效原理，在逆变器输出交流电能的一个周期内，将直流电能斩成幅值相等而宽度根据正弦规律变化的脉冲序列，该脉冲序列的宽度是随正弦波幅值变化的离散脉冲，经过滤波后得到正弦波交流电能。如下图所示。一般采用三角波与正弦波调制的方式产生SPWM波，正弦波作为调制波，三角波作为载波，两种波形通过比较得出ＳＰＷＭ波形！如下如所示为单极性调制模式示意图。KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转化控制存储系统以下为双极性调制模式示意图：本教学科研平台的独立

5、逆变器部分的主电路结构图如下：KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转化控制存储系统逆变全桥主电路输出的含有大量高频成分的SPWM波经变压器升压、低通滤波器滤波后，输出220V50HZ的纯正弦波。本系统由直流采集单元等共10个模块组成，分别是编号模块名称型号作用1直流电压采集单元KNWS-DV-01提供蓄电池电压AD采样（分压限流隔离运放稳压）2交流电压采集单元KNWS-AV-02提供逆变器逆变电压AD采样（分压限流隔离运放稳压）3交流电流采集单元KNWS-AI-04提供逆变器逆变电流采样4IGBT驱动单元KNWS-IGBT-08提供逆

6、变时对于MOS管开关的控制5IGBT驱动单元KNWS-IGBT-08提供逆变时对于MOS管开关的控制6继电器驱动单元KNWS-RELAY-10提供直流放电主电路中继电器的控制7串口通讯单元KNWS-COM-12提供RS485通讯单元8LCD2人机对话单元KNWS-DIA-16提供键盘和LCD人机对话接口9控制器专用CPUKNWS-CPU-17以DSP为核心，提供控制电路10单相逆变器主电路KNWS-SOG-26KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转化控制存储系统图一上面图片所示为独立逆变器模块，面板实图如图所示，左上侧包含一个交流电压

7、表和一个交流电流表；右上侧为显示按键单元，其中上部按键为逆变开启按键，下部按键为显示阅读按键；左下侧为操作接线部分，包括蓄电池端子、蓄电池输入端子、变压器前级端子（全桥逆变电路输出端子）和正弦波电压输出端子；右下侧为交流电压输出（正弦波电压输出）插座。三、实验步骤：1.启动后备电源1，观察仪表是否正常观察仪表显示是否正常在系统面板上，保持一下开关状态，及严格按照操作顺序序号断路器分合状态启动顺序步骤关闭顺序步骤1逆变输入32负载投入43后备电源14后备电源22.启动后备电源2，观察以下单元是否工作KNT-SPV01光伏发电实训系统能量转

8、化控制存储系统在系统面板上，保持一下开关状态，及严格按照操作顺序序号断路器分合状态启动顺序步骤关闭顺序步骤1逆变输入32负载投入43后备电源14后备电源23负载完全断开的情况下，投入逆变器输入3微型断路器，