三相PWM逆變器的主電路設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2013-04-26 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國(guó)內(nèi)外能源供應(yīng)的緊張，電能的開(kāi)發(fā)和利用顯得更為重要。目前，國(guó)內(nèi)外都在大力開(kāi)發(fā)新能源，如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電等。一般情況下，這些新型發(fā)電裝置輸出不穩(wěn)定的直流電，不能直接提供給需要交流電的用戶(hù)使用。為此，需要將直流電變換成交流電，需要時(shí)可并入市電電網(wǎng)。這種DC- AC 變換需要逆變技術(shù)來(lái)完成。因此，逆變技術(shù)在新能源的開(kāi)發(fā)和利用領(lǐng)域有著重要的地位。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/175288.htm

1 脈寬調(diào)制逆變技術(shù)

1. 1 PWM 的基本原理

1. 1. 1 PWM( Pulse Width Modulat ion) 脈寬調(diào)制型逆變電路定義：是靠改變脈沖寬度來(lái)控制輸出電壓，通過(guò)改變調(diào)制周期來(lái)控制其輸出頻率的電路。

1. 1. 2 脈寬調(diào)制的分類(lèi)： 1、以調(diào)制脈沖的極性分，可分為單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制兩種;2、以載頻信號(hào)與參考信號(hào)頻率之間的關(guān)系分，可分為同步調(diào)制和異步調(diào)制兩種。

1. 1. 3 ( PWM) 逆變電路的特點(diǎn)：可以得到相當(dāng)接近正弦波的輸出電壓和電流，所以也稱(chēng)為正弦波脈寬調(diào)制SPWM( Sinuso idal PWM) .

1. 1. 4 SPWM 控制方式：就是對(duì)逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不等的脈沖，用這些脈沖來(lái)代替正弦波所需要的波形。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

1. 2 PWM 電路的調(diào)制控制方式

1. 2. 1 載波比的定義：在PWM 變頻電路中，載波頻率f c 與調(diào)制信號(hào)頻率f r 之比稱(chēng)為載波比，即N= f c/ ff .

1. 2. 2 PWM 逆變電路的控制方式：根據(jù)載波和調(diào)制信號(hào)波是否同步，有異步調(diào)制和同步調(diào)制兩種控制方式： ?異步調(diào)制控制方式。當(dāng)載波比不是3 的整數(shù)倍時(shí)，載波與調(diào)制信號(hào)波就存在不同步的調(diào)制。?同步調(diào)制控制方式。在三相逆變電路中當(dāng)載波比為3 的整數(shù)倍時(shí)，載波與調(diào)制信號(hào)波能同步調(diào)制。

2 主電路的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用AC – DC – AC 方案。采用SPWM調(diào)制方式。圖1 為系統(tǒng)主電路和控制電路框圖。交流輸入電壓經(jīng)過(guò)不控整流后得到一個(gè)直流電壓，再經(jīng)過(guò)全橋逆變電路得到交流輸出電壓。為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，防止主電路對(duì)控制電路的干擾，采用主、控電路完全隔離的方法，即驅(qū)動(dòng)信號(hào)用光耦隔離，反饋信號(hào)用變壓器隔離，輔助電源用變壓器隔離。

2. 1 整流電路的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)運(yùn)用的是三相橋式不可控整流電路。在交- 直- 交變頻器、不間斷電源、開(kāi)關(guān)電源等應(yīng)用場(chǎng)合中，大都采用不可控整流電路經(jīng)電容濾波后提供直接電源，供后級(jí)的變換器、逆變器等使用。由于電路中的電力電子器件采用整流二極管，故也稱(chēng)這類(lèi)電路為二極管整流電路。其電路圖如下所示：