單相大功率逆變電源的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷能力不足或停電時(shí)，單相大功率永磁汽油發(fā)電機(jī)能為大型農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品干燥與冷藏存儲(chǔ)、農(nóng)業(yè)灌溉以及設(shè)施農(nóng)業(yè)等規(guī)?；蚣惺睫r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供電力保障。目前，單相大功率永磁汽油發(fā)電機(jī)的技術(shù)和市場(chǎng)都被日本、美國(guó)等國(guó)外公司所占據(jù)，存在產(chǎn)品價(jià)格高且后期維護(hù)困難等問題，而國(guó)產(chǎn)單相大功率電勵(lì)磁式柴油發(fā)電機(jī)由于體積大和質(zhì)量重又不便于移動(dòng)作業(yè)，這些因素都限制了單相大功率發(fā)電機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。為了緩解目前的供需矛盾，進(jìn)一步滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，需要對(duì)

2、國(guó)產(chǎn)單相大功率永磁汽油發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究。由于單相大功率永磁汽油發(fā)電機(jī)的技術(shù)核心在于單相大功率逆變電源，其設(shè)計(jì)性能優(yōu)劣在很大程度上會(huì)影響永磁汽油發(fā)電機(jī)的使用性能。因此，對(duì)單相大功率逆變電源的研究具有重要的工程價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文對(duì)用于永磁汽油發(fā)電機(jī)的容量10kVA的單相大功率逆變電源開展了設(shè)計(jì)與研究。采用交-直-交的逆變方式，將永磁汽油發(fā)電機(jī)輸出的三相中頻交流電通過三相整流并濾波后得到直流電壓，然后在以PIC18F23K20單片

3、機(jī)為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)控制下，利用全橋逆變電路和輸出濾波電路得到220V/50Hz的單相正弦交流電。
　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合理論分析，對(duì)該逆變電源硬件系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括對(duì)直流側(cè)濾波電容的參數(shù)計(jì)算，輸出側(cè)LC濾波器的參數(shù)計(jì)算，電壓、電流和溫度采樣電路的設(shè)計(jì)；并在功率開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上采用了模塊化集成電路以簡(jiǎn)化硬件電路的結(jié)構(gòu)和提高逆變系統(tǒng)的工作性能。
　　為了獲得標(biāo)準(zhǔn)的正弦交流電壓，控制系統(tǒng)采用了SPWM（si

4、nusoidal pulse width modulation，SPWM）控制技術(shù)對(duì)功率開關(guān)管進(jìn)行通斷控制；對(duì)參考正弦電壓進(jìn)行離散化處理，然后制成表格存入單片機(jī)內(nèi)部以供查詢。在分析逆變電路數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)對(duì)逆變電源輸出電壓采用了閉環(huán)控制，通過采樣輸出電壓瞬時(shí)值，對(duì)SPWM的輸出占空比進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)以保證輸出電壓的穩(wěn)定；利用MATLAB搭建了額定工況下的仿真模型，仿真分析結(jié)果表明，電壓瞬時(shí)值反饋控制能夠提高輸出電壓的波形質(zhì)量并達(dá)到