3KVA三相逆变电源设计
KHF系列1~3KVA逆变器说明书v1.1
用户指南KHF系列1~3KVA并联逆变器()深圳市科奥信电源技巧有限公司Shenzhen Keaoxin PowerSupply Technology Co.,Ltd.本手册为1~3KVA功率等级的KHF逆变器供给须要的装配,操纵和保护技巧信息.请务必在操纵KHF机械之前浏览此手册,并请妥当保手册予备用.手册分为两个部分:第一部分—KHF逆变器介绍这部分介绍单相逆变器KHF系列,包含体系概述.内部构成.选型描写,及体系规格. 第二部分—典范运用此部分分离介绍单机体系.单相并机体系.三相并机组合体系的解释及设置装备摆设第三部分—装配和操纵此部分介绍KHF逆变器的装配和操纵信息,包含体系的总的描写,其构成部分,及其功效,指导掌握器的功效描写;以及在正常.应急和保护操纵前提下的操纵次序. 声明:因为产品和技巧的不竭更新.完美,本资估中的内容可能与现实产品不完整相符,敬请原谅.如需查询产品的更新情形,请接洽厂商.目录第一部分 KHF逆变器介绍11.4 重要技巧参数21.5.2 数字化LCD (液晶)显示41. 6 后面板掌握51.7 机械规格81.7.1 重量81.7.2 构造尺寸81.8 情形前提111.8.1 工作温度111.8.2 非工作温度111.8.4 运行高度111.8.5 噪声111.8.6 冷却11第二部分…典范运用122.1 单机体系122.2 单相并机体系132.3 三相组合体系15第三部分…装配解释及操纵173.0 简介173.1 吸收173.2 储存173.3 装配前预备173.4 装配173.4.1 地位选择173.4.2 情形温度173.4.3 冷却173.4.4 固定和线的地位选择173.4.5 接地173.4.6 逆变器衔接183.5 逆变器运行18第一部分 KHF逆变器介绍正弦波逆变器经由过程直流输入电源供给稳固的.无掉真的交换电;在贸易用电停电的场合为必须工作的迟钝装备供给可选输出电压和频率的电压.经由过程一个静态开关,逆变器也可以或许构成一个靠得住的和经济型的在线式或后备式不间断电源(UPS),也可以构成机能靠得住的应急电源(EPS).该机型为19英寸,23英寸或者25英寸的机柜设计,此系列产品均已模块化,配用简略灵巧.例:KHF 3000 B W 2KHF:产品系列型号(高频逆变系列)3000:标称容量(VA)B:直流输入电压等级(V)A:48V B:220V C:110V D:540VW:机箱构造类型W:卧式 L:立式2:整机工作类型1:纯逆变 2:后备式 3:在线式 4:在线式,后备式可设,输出电压.频率可设(单机) 5:逆变放电一体(单机)1.4 重要技巧参数表1-2:逆变器重要技巧参数项目名称技巧指标模块额定输出功率1~3KVA最大并联模块数目12个直流输入额定电压(VDC)48/110/220/540电压许可规模(VDC)40~60/95~135/190~270/460~670旁路旁路转换时光电子式≤4mS机械式≤10mS 输入交换电压许可规模(VAC)132~264交流输出额定电压(VAC)220额定频率(Hz)50/60功率因数0.8~负载调剂率<1%频率精度<0.1%峰值因数3:1波形掉真度阻性满载<3%,非线形满载<5%效力(额定输入电压,阻性满载)>80%动态响应(负载0↔100%)电压瞬变规模<5%,瞬变响应恢复时光≤60mS 并联不均流度<5%额定电流有用值过载才能负载电流<105%,中断工作负载电流105~125%,中断10min负载电流125~150%,中断1min负载电流>150%,60mS关机环境条件绝缘强度2KVac,1min噪音(1m)<55dB工作情形温度0~45℃运输与存储温度-40~70℃湿度0~90%,无冷凝海拔(m)≤3000,1500~3000m每升高100m输出降额1% 呵护功效输入接反呵护,输入欠压.过压呵护,输出过载呵护,输出短路呵护,过温呵护1.5前面板掌握逆变器的前面板KHF逆变器的前面板如图1所示.全部前面板掌握部分如图2所示薄膜开关通风口拉环固定孔液晶显示图1 KHF逆变器的前面板图2KHF逆变器的掌握面板左边是滚动开关.按下向上开关,上一个不合的读数将显示出来.按下向下开关显示屏将向相反的偏向滚动以显示不合的读数.面板右边是加减开关,这两个开关用于设置变量的增减调节.还有印有“ON/OFF”, “ESCAPE” , “SILENCE”和“ENTER”字样的按键:.是“开/关机”键,用于开或关逆变器(此按键只用于单机,不必于并机)是“撤消”键,用于退出设置界面是“消音”键,用于停滞蜂鸣器鸣叫是“确认”键,肯定所作设置1.5.2数字化LCD(液晶)显示此系列产品都配有自力的LCD液晶显示器件,LCD可以显示两行20个字符,显示两种信息:体系状况或检测量.体系状况默以为运行,接下来是体系故障或关机.每行包含三列,分离暗示:1) 电源类型;2)电源模式;3)电源状况.电源模式界说如下:"INV."暗示逆变模块,"BYP"暗示旁路装配,为维修旁路继电器或者静态传输开关.至于电源模式和电源状况信息,以及响应的LED状况显示器的色彩,拜见表1-3.第一列第二列第三列电源模式/状况第一行INV ON NORMAL 体系由逆变向负载供电第一行INV OFF DCFLT 直流输入超出正常规模第二行BYP ON NORMAL 体系由旁路向负载供电第二行BYP OFF BYPFLT 交换输入超出正常规模负载电压(伏) 负载百分比(有功功率与视在功率之间取大者)旁路电压(伏) 频率(赫兹) 直流输入电压(伏) 负载有功负载电流(安培)状况代码(0000H ):16进制数,用于故障诊断 要显示检测值,请按上移或下移按键.1. 6后面板掌握KHF 系列中220V 和110V 输入的逆变器的后面板图如图3所示模块的不和设有开关,对于并机体系,用于设置模块地址. 拨码开关设置如下所示(拨到ON 暗示1,反之,暗示0): a.地址拨码的设置请求介入并联的模块必须设置两两不合的地址,假如地址雷同,则模块会发出声光报警,无法并联.通风口航空插座旌旗灯号线接口拨码开关并机线接口 图3 KHF 逆变器的后面板总共可以设置12个地址,正当的地址规模为0~11,假如超出此规模,模块也会发出声光报警.b.若何设置地址拨码如上图所示,拨码开关的第1位对应二进制的低位,第4位对应二进制的高位.拨到ON暗示1,反之,暗示0.例如,在上图中,二进制0101B,则设置的模块地址为5.假如是构成三相体系,则A相模块的地址必须设置在0~3规模内,B相模块的地址必须设置在4~7规模内,C相模块的地址必须设置在8~11规模内.解释:更改拨码设置时必须从新上电设置才有用.单个逆变模块经由过程航空插与托架上的线路相连,托架上的航空插不和正视图如下图4所示:图4 航空插不和正视图航空插孔号色彩接线解释3 蓝N线(市电N和输出N共接)4 黄市电旁路输入L26 黑直流输入负27 红直流输入正28 蓝N线(市电N和输出N共接)29 黄逆变模块输出L线KHF485接通风口交换输出接口口图5 48V输入单机逆变器的后面板图解释:拨码设置与前述拨码设置雷同.1.7 机械规格1.7.1 重量2KVA 9KG1.7.2构造尺寸KHF逆变器的构造尺寸是:高:89mm宽:490mm深:390mm 直流输入市电输入拨码KHF面板外形及开孔尺寸图机箱箱体底面与前面板下边平齐图6 KHF逆变器的外形及开孔尺寸图注:此尺寸专门针对我公司的机柜构造,假如客户本身组屏,建议依据上图中的模块尺寸来设计开孔,以免消失误差.1.8情形前提1.8.1 工作温度此系列机型中断过载125%运行最高50摄氏度,.-10 to +50摄氏度之间满载输出到过载125%以及输出短路30秒.+50 and +70摄氏度线形降额到0.1.8.2 非工作温度运输温度-40~+75摄氏度,但不推举存储.推举存储前提见3.2.1.8.3工作湿度0 到90%相对湿度,无冷凝.1.8.4 运行高度海拔10,000英尺.海拔3300英尺以上,最高情形温度从50摄氏度每升高1000英尺减小3摄氏度(10,000英尺处30摄氏度最高).1.8.5 噪声小于60 dBA.per Type 2, IEC and ANSI SI.4, 1981尺度,在55 dBA情形中距离随意率性概况4英尺处测量.1.8.6 冷却风冷.进风口在前面板,出风口在柜体外侧.图2.1 逆变模块框图第二部分…典范运用单机体系我公司的每一个逆变模块都是一个自力的交换电源,可以或许单独地为负载供给所需的交换电,所以只需一个模块就可以很便利地构成一个交换供电体系.如图2.2所示,只要将相符前提的直流电压送到逆变模块的输入端,模块中的逆变器就可以输出相符用户请求的高质量的恒压恒频交换电压.别的逆变模块中还专门设置了旁路单元,所以只要将市电引入到逆变模块的旁路输入端,供电体系就可以依据用户须要以及体系的现实运行状况使得体系的交换输出在逆变电压与市电之间进行切换,最大程度地包管了对用户的不间断供电.也就是说逆变模块的交换输出端供给运用户的既可所以电网电压,也可所以高质量的逆变电压.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要选择.用户也可以依据本身的现实须要来选择是否将市电引入模块:引入市电,逆变模块既可以输出电网电压,也可以输出高质量的逆变电压;不引入市电,则逆变模块只输出逆变电压.单相并机体系因为单个逆变模块容量有限,并且不具备冗余才能,使得供电体系的靠得住性不高,并且不便利用户治理和维修.为了增大供电体系的容量,同时进步体系的靠得住性,往往采取多个模块构成高靠得住度的并联冗余体系.图中所示的就是由n 个逆变模块并联构成的单相供电体系,个中各模块既可图2.2 单个逆变模块供电体系交流输出直流输入逆变模块市电输入以共用同一路直流输入,也可以分离采取单独的直流输入电源供电.如许体系的总容量就为单个逆变模块容量的n倍,使得体系供电才能大增.别的,假如个中一个或某几个模块故障,只需将它们拔出,换上新的模块即可,而不须要将体系输出断电,不会造成用户供电的中止.与单个逆变模块构成的供电系同一样,只要将市电引入到逆变模块的旁路输入端,供电体系就可以依据用户须要以及体系的现实运行状况使得体系的交换输出在逆变电压与市电之间进行切换,最大程度地包管了对用户的不间断供电.也就是说逆变模块的交换输出端供给运用户的既可所以电网电压,也可所以高质量的逆变电压.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要选择.在逆变模块并联供电体系中,假如并联的模块超出3个,则体系额定输出电流较大,假如用户须要体系输出在市电与逆变电压之间切换,体系最好配备专门的旁路模块,以包管体系的供电安然.如图2.4所示.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要,经由过程旁路模块很便利地对供电体系工作模式进行设置.假如不设置,则体系默以为旁路优先工作模式.在配备了旁路模块的体系中,逆变模块无需引入市电.(1为用户供给交换电.用户可依据本身的须要选择逆变模块的数目,并且今后还可以经由过程增长模块个数来很便利地实现供电体系的扩容.用户也可以依据本身的现实须要来选择是否将市电引入模块:引入市电,逆变模块既可以输出电网电压,也可以输出高质量的逆变电压;不引入市电,则逆变模块只输出逆变电压.(2)旁路模块即静态旁路切换开关,实现供电体系逆变供电和旁路供电两种工作模式的切换.单相体系设置装备摆设单相旁路模块,内置有2对双向可控硅.假如供电体系只须要逆变输出或者并联逆变模块不超出3个,则可以不须要设置装备摆设旁路模块,对于3个模块以上的并接洽统,假如对切换时光没有很高的请求,也可以不配旁路模块.为了包管全部供电体系的切换安然,建议并接洽统设置装备摆设旁路模块.(3)监控体系显示体系以及所有模块的工作状况.工作参数.本体系可以选配我公司的有PMS-ⅢD触摸屏监控;用户也可以依据我们供给的通信协定来本身设计监控体系;假如供电体系不配备监控,则体系也能正常工作,只是各模块只能显示本机的运行状况及运行参数.三相组合体系我公司逆变模块还有一个优势是能很便利地构成三相供电体系,以知足请求三相供电体系场合的须要,例如给三相电机供电.图 2.5中所示的就是由多个逆变模块组合而成的三相逆变供电体系,个中各模块既可以共用同一路直流输入,也可以分离采取单独的直流输入电源供电.体系中A.B.C 三相的输出电压大小相等,但各相的相位则互差120°,即B 相滞后A 相120°,C 相滞后B 相120°,从而构成了一个真正的三相供电体系.而在各相中,既可以由单个逆变模块供电,也可以采取多个模块构成靠得住性较高的并联冗余体系并增大体系的容量.三相组合逆变供电体系还有一个平常凸起的长处,就是带三相不服衡和非线性负载才能强.因为各相的模块单独掌握,彼此之间不受影响,如许只要所带负载不超出正常规模,即使是100%不服衡负载,也不会造成三相输出电压的不服衡和畸变,从而包管了全部供电体系优秀的输出特征,可以知足各类不合的三相负载请求.与单相供电系同一样,只要将电网的三相电压分离引入到各相逆变模块的旁路输入端,供电体系就可以依据用户须要以及体系的现实运行状况使得体系的交换输出在逆变电压与市电之间进行切换,最大程度地包管了对用户的不间断供电.也就是说逆变模块的交换输出端供给运用户的既可所以电网电压,也可所以高质量的逆变电压.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要选择.用户可依据本身的须要选择逆变模块的数目,并且今后还可以经由过程增长模块个数来很便利地实现供电体系的扩容.假如用户请求三相容量相等,则每一相的逆变模块数必须雷同,即全部供电体系的逆变模块数为3的倍数.留意:电网的三相电压必须准确地引入到各相逆变模块的旁路输入端,即A 相电网电压接到A 相逆变模块的旁路输入端,B 相电网电压接到B 相逆变模块的旁路输入端,C 相电网电压接到C 相逆变模块的旁路输入端A相交流输出B相交流输出C相交流输出图2.5 三相组合逆变供电体系在逆变模块三相组合供电体系中,假如单相并联的模块超出1个,则体系额定输出电流较大,假如用户须要体系输出在市电与逆变电压之间切换,体系最好配备专门的旁路模块,以包管体系的供电安然.本供电体系有逆变输出优先和旁路输出优先两种工作模式,用户可以依据本身的现实须要,经由过程旁路模块很便利地对供电体系工作模式进行设置.假如不设置,则体系默以为旁路优先工作模式.在配备了旁路模块的体系中,逆变模块无需引入市电.(1为用户供给交换电.用户可依据本身的须要选择逆变模块的数目,并且今后还可以经由过程增长模块个数来很便利地实现供电体系的扩容.假如用户请求三相容量相等,则每一相的逆变模块数必须雷同,即全部供电体系的逆变模块数为3的倍数.用户也可以依据本身的现实须要来选择是否将市电引入模块:引入市电,逆变模块既可以输出电网电压,也可以输出高质量的逆变电压;不引入市电,则逆变模块只输出逆变电压.(2)旁路模块即静态旁路切换开关,实现供电体系逆变供电和旁路供电两种工作模式的切换.三相体系设置装备摆设单相旁路模块,内置有2组6对双向可控硅.假如三相组合供电体系只须要逆变输出或者逆变模块不超出3个,则可以不须要设置装备摆设旁路模块,对于3个模块以上的并联组合体系,假如对切换时光没有很高的请求,也可以不配旁路模块.为了包管全部供电体系的切换安然,建议并接洽统设置装备摆设旁路模块.(3)监控体系显示体系以及所有模块的工作状况.工作参数.本体系可以选配我公司的有PMS-ⅢD触摸屏监控;用户也可以依据我们供给的通信协定来本身设计监控体系;假如供电体系不配备监控,则体系也能正常工作,只是各模块只能显示本机的运行状况及运行参数.第三部分…装配解释及操纵3.0 简介此部分介绍KHF系列逆变器的吸收.储存以及装配解释.3.1 吸收因为运输进程可能造成仪器破坏,请在吸收货运公司方承运的货色时,检讨货色包装是否破坏.若有破坏迹象,请在吸收单上注明.3.2储存假如仪器须要储存,请置于阴凉.湿润.通风处,并且远离雨水,腐化性化学成品.请用油布或塑料包装将仪器包裹好以防尘土.污垢.油垢等外来物资.3.3装配前预备成功的装配KHF须要卖力的预备和选址.装配逆变器必须由具有丰硕的大功率电子装备经验的专业电子工程师来完成.3.4装配逆变器可以装配在19英寸,23英寸,25英寸柜中,具体装配方法取决于装配地位.3.4.1 地位选择此仪器必须装配在优越的工作情形处.重要的斟酌身分有:通风.周边情形.易操纵.细心选择装配地位有助于仪器的正常工作.请将仪器装配在干净.湿润.通风顺畅的地位.3.4.2 情形温度KHF系列的逆变器必须工作于50℃以下的情形温度.3.4.3冷却为了确保仪器优越工作,当仪器装配在机柜内时,请确保如下的通风间距:顶部和底部:0.25英寸(6.3mm)前后以及正面:11.50英寸(38.1mm)3.4.4固定和线的地位选择逆变器可以装配在19英寸.23英寸.25英寸机柜内.装配前请肯定好输入和输出线的地位.逆变器放在机柜后,请将模块两正面的螺丝锁上,使之固定.3.4.5接地为了安然和机械的正常工作,以及减小电磁干扰,准确的接地是必须的.有一个单独的大地接地线必须就近接地(GND).大地的接线端子应当尽可能的接近仪器.3.4.6逆变器衔接3.4.6.1直流输入线衔接请确保电池的正极衔接到BAT+接线端子,电池的负极衔接到BAT-接线端子.3.4.6.2交换输出线衔接交换输出端子运用的标识为:“OUT_L”和“OUT_N”.请确保输出的N线衔接到OUT_N接线端子,输出的L线连衔接到OUT_L接线端子.3.4.6.3旁路输入线衔接当全部体系须要旁路时,请将电网的L线衔接到LINE_L接线端子,电网的N线衔接到LINE_N接线端子.(纯逆变不须要)3.5逆变器运行1. 请参照1.6后面板掌握中的微型开关设置模块地址.2. 在模块开机接线前,先测量输入电压和主电是否是开机电压规模内.3. 接线:直流从BAT正负端接入,主电电压从旁路的L,N端接入.4.模块通电后,设置模块前面板监控地址:单机体系,地址固定为00,无需别的设置;并机体系,对应于1中本模块后面板上微型开关设置好的模块地址,前面板监控的地址必须与之保持一致,不然监控将不克不及显示模块的工作状况及参数.具体操纵是在主页面下按“确认”键,监控将显示“设置”菜单,再按“确认”键,将进入地址设置菜单,地址为2位10进制数,经由过程“+”或“-”键使之与后面板上微型开关设置好的4位16进制模块地址相等,设置完成后按“↓”键,监控将显示“保管”选项,再按下“确认”键,保管地址设置,并且监控主动返回主页面.5. 监控进入主页面,显示模块的工作状况及参数,具体显示请拜见1.5.2,可经由过程前面板上左边的“向上”键或“向下”键显示不合的读数.6. 按下前面板上的“开/关机”键,再按下“肯定”键,逆变器开机.在已开机的情形下按下前面板上的“开/关机”键,再按下“肯定”键,则会封闭逆变器,但此时假如旁路电压正常则模块将由旁路中断供电.需留意的是模块刚上电时默以为开机状况,即模块上电后会主动开机,只到手动关机.7. 开机正常后,前面板旌旗灯号灯为绿色并闪耀,标明模块已有输出.经由过程前面板的液晶显示屏可以读取模块的运行状况以及各参数.8. 假如前面板旌旗灯号灯为红色并闪耀,标明模块消失平常状况无输出.蜂鸣器短鸣,使显示屏移到“状况代码”显示项,假如四位16进制数为0001标明是直流输入电压平常,0008标明是交换输入电压平常,0009则标明两者都平常,0002标明模块过温呵护,0040标明是模块过载关机呵护.蜂鸣器长鸣则断开直流输入与交换输入后再从新上电,假如现象仍然一样则标明模块消失故障,请与厂家接洽.解释:在所有菜单中,V暗示电压,A暗示电流,%暗示百分比,0000H暗示16进制代码. 填补:立式构造图模块尺寸:为尺度5U高模块,长*宽*高:400mm *210mm *222mm。
三相逆变电源设计与实现
SPW M (sinusoidal pulse width modulation)signal generator,measurement circuit of voltage and current and LCD display circuit.
The experim ents show that w hen the input voltage is set at 36V at room tem perature and the line current of load is 0-2A,the load
现 设 计 一 款 三 相 逆 变 交 流 电 源 , 以 低 功 耗 、 高 速 的 STM32处理 器 为核 心。逆 变驱动 主 电路采用 智能 功率模 块 (IPM )PM30CSJ060。 当 输 入 直 流 电压 为 36V 时 ,输 出正 弦信号频 率为 50Hz,负载 Y型连接 时线 电压 有效值 可 达 24V:同时 ,负 载 线 电流 有 效 值 lo在 0~2A间 变 化 时 , 各相 负载调整率不 大于 0.3%,电能转换效率可达 88%。
关键词 :三相逆 变电源 ;滤波电路 ;信号 隔离电路 ;正 弦脉宽调制 ;负载调整 率
Abst ract:Because of inverter power supply with high power consumption,low transfer ef i ciency rate,a three—phase sine w ave A C pow er supply is designed based on the em bedded system STM 32 which has the advantage of low pow er consum ption
3KVA逆变器设计
1.2
初始条件:
输入直流电压220V。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
设计容量为3KVA的三相逆变器,要求达到:
1、出220V三相交流电。
2、完成总电路设计。
3、完成电路中各元件的参数计算。
2
2.1
2.1.1
逆变,是对电能进行变换和控制的一种基本形式,现代逆变技术是综合了现代电力电子开关器件的应用、现代功率变换技术、数字信号处理(DSP)技术、模拟和数字电子技术、PWM技术、频率和相位调制技术、开关电源技术和控制技术等的一门综合性技术。已被广泛地用于工业、军事或民用领域的各种功率变换系统和装置中。
逆变电路应用非常广泛,在已有的各种电源中,蓄电池,干电池,太阳能电池等都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,就需要逆变电路。另外,交流电动机调速用变频器,不间断电源,感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛,其电路的核心部分都是逆变电路。有人甚至说,电力电子技术早期曾处在整流器时代,后来则进入逆变器时代。
逆变电路在电力电子电路中占有十分突出的位置,当今世界逆变电源应用非常广泛,需求量逐年递增。逆变电源技术的核心部分是逆变器和其控制部分。逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器,传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现,但其含有较大成分低次谐波等缺点,由于电力电子技术的迅速发展,全控型快速半导体器件BJT,IGBT,GTO等的发展和PWM的控制技术的日趋完善,使SPWM逆变器得以迅速发展并广泛使用众所周知。虽然在控制方法上已经趋于成熟,但有些控制方法实现起来仍很困难。随着开关频率的提高,会引起开关损耗的增加,逆变效率和直流利用率的降低,因此,对逆变电源技术进行深入地研究有很大的现实意义。
3KVA三相逆变电源设计
3KVA三相逆变电源设计设计一个3KVA三相逆变电源需要考虑以下几个方面:电源拓扑结构选择、控制算法设计、电压电流参数计算、保护电路设计和PCB布局设计。
下面将对每个方面进行详细讨论。
首先是电源拓扑结构选择。
常见的三相逆变电源拓扑结构有三级全桥逆变器、两级谐振逆变器和半桥逆变器。
对于3KVA的三相逆变电源设计,半桥逆变器是一个可行的选择,因为它具有相对简单的电路结构和较好的效率。
在半桥逆变器中,使用两个IGBT和两个反并联的二极管组成半桥拓扑,分别连接到三相电源的A、B、C相。
通过对IGBT的控制,可以实现对输出电压的控制。
接下来是控制算法设计。
为了实现稳定的输出电压,需要设计一个适当的控制算法来监测电压和频率,并对IGBT进行调制。
通常采用的控制算法是基于PWM的闭环控制。
该算法可以通过比较输出电压和参考电压来生成控制信号,并根据误差信号调整IGBT的开关状态,以实现输出电压的稳定。
电压和电流参数计算是设计过程中的重要步骤。
首先需要确定输出电压的大小和形状。
对于三相逆变电源,输出电压的形状通常是正弦波。
然后需要计算各个元件的额定电流和功率,以确保元件的可靠性和安全性。
此外,还需要计算电路中的滤波电容和电感的数值,以确保输出电压的稳定性。
保护电路设计是保证电源安全和可靠性的重要组成部分。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护、欠压保护和过温保护等。
这些保护电路可以在故障情况下及时断开电源,以避免元件的损坏。
最后是PCB布局设计。
PCB布局的合理性对电源的性能和可靠性有着重要的影响。
在设计过程中,应尽量减少信号线和功率线的交叉,以降低干扰。
同时,还应注重元件的散热,避免过热造成故障。
综上所述,设计一个3KVA三相逆变电源需要考虑电源拓扑结构选择、控制算法设计、电压电流参数计算、保护电路设计和PCB布局设计等方面。
这些方面的综合考虑可以保证电源的性能和可靠性。
基于SG3525的3KW逆变电源设计
郑州大学毕业设计(论文)题目:基于SG3525的3KW逆变电源设计指导教师:职称:副教授学生姓名:学号:专业:电子信息工程院(系):信息工程学院完成时间:年5月24日毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)开题报告四、主要参考文献与资料获得情况杨旭,裴云庆,王兆安. 开关电源技术,机械工业出版社,2004Abraham I.Pressman,Keith Billings,Taylor Morey著,王志强等译.Switching Power Supply Design(Second Edition).电子工业出版社,2005: 181207.王晓锋,王京梅,孙俊,李莉.基于SG3525的开关电源设计.电子科技,2011年第24卷第六期五、指导教师审批意见签字:年月日毕业设计工作中期检查Ⅰ课题名称基于SG3525的3KW逆变电源设计姓名专业和班级电子信息工程1班指导教师一、毕业设计具体内容、目标和可能遇到的问题具体内容:对推挽式开关电源的原理进行分析,设计了高频开关变压器。
目标:完成电路设计,安装调试,最终满足设计要求。
遇到的问题:高频开关变压器的设计,关于变压器损耗的分析比较困难,特别是高频时的集肤效应。
另外,各主要器件的耐压需要特别考虑。
毕业设计工作中期检查Ⅱ附表四2012 年4月30日基于SG3525的3KW逆变电源设计摘要对开关电源常用的电力电子器件做了简单介绍,重点介绍了SG3525芯片的内部结构及其特性和工作原理,介绍了开关管MOSFET的工作原理和开关动态特性等。
设计了一款基于SG3525的推挽式DC-DC开关电源,提供高达2000V的直流电压。
给出了系统的电路设计方法以及主要电路模块的原理分析和参数计算,特别是对开关电源高频变压器的设计给出了详尽的原理分析和各个参数的详细计算。
该电路采用两组相同的推挽变换电路且输出串联的设计,对变压器和整流滤波电路进行了有效的分压,降低了对各种电力电子器件参数的要求,提高了系统的可靠性。
3KW光伏并网逆变器规格书V1.0
3KW光伏并网逆变器产品规格书项目名称:3KW光伏并网逆变器项目编码:拟制:Date审核:Date批准:Date目录关键词:..................................................错误!未定义书签。
摘要:....................................................错误!未定义书签。
1 ................................................................ 概述错误!未定义书签。
............................................................. 产品描述错误!未定义书签。
............................................................. 编制依据错误!未定义书签。
2 ...................................................... 产品名称和型号错误!未定义书签。
......................................................... 产品命名规则错误!未定义书签。
............................................................. 产品附件错误!未定义书签。
系统配置 ........................................... 错误!未定义书签。
............................................................... 选配件错误!未定义书签。
3 ............................................................ 环境要求错误!未定义书签。
3KVA三相逆变器
本次系统设计的是一个输入220V直流,输出电压220V,容量为3KVA的电压型三相逆变器,该三相逆变器是基于DSP的SPWM调制设计。
系统硬件部分包括辅助电源模块,IGBT三相逆变桥模块,三相逆变驱动模块,电压检测模块,过流检测模块,后级升压滤波模块,DSP最小系统。
系统的SPWM波是由DSP专门的PWM口产生的,该系统的软件部分的SPWM 波是采用的规则采样法。
在本次设计中,查阅许多逆变器方面的资料,有感先进的功率器件及逆变控制器件对电力电子技术进步的推动作用,大大简化设计,极大提高系统的可靠性,达到以往设计无法达到的技术指标。
由于时间有限,无法对SVPWM逆变电路进行研究,而是采用正弦SPWM技术,实现了220V直流电到220V正弦交流电3KW的逆变,并且输出电压还可以在一定范围内调整。
关键词: DSP 逆变器 IGBT SPWM摘要 (I)1逆变简介及其原理 (1)1.1 逆变介绍 (2)1.2 三相逆变原理介绍 (2)1.3 SPWM控制原理 (3)2 结构设计与方案选择 (4)2.1逆变器电路选择 (4)2.2 SPWM采样方法选择 (5)2.3 逆变器件选择 (5)2.4 电压测量方案选择 (6)3 基于MATLAB的原理仿真 (6)4模块电路 (8)4.1 系统结构图 (8)4.2 辅助电源模块 (9)4.3 DSP模块 (9)4.4 IGBT三相桥式逆变模块 (10)4.5 IGBT驱动模块 (11)4.6 变压器升压模块 (12)4.7 LC滤波模块 (13)4.8相电压测量及调理电路 (14)4.9 过流检测模块 (15)5系统软件设计 (16)6 总结 (17)参考文献 (17)附录一 (19)3KVA三相逆变器1逆变简介及其原理1.1 逆变介绍逆变,是对电能进行变换和控制的一种基本形式,现代逆变技术是综合了现代电力电子开关器件的应用、现代功率变换技术、数字信号处理(DSP)技术、模拟和数字电子技术、PWM技术、频率和相位调制技术、开关电源技术和控制技术等的一门综合性技术。
三相逆变器的建模
1三相逆变器的建模1.1 逆变器主电路拓扑与数学模型三相全桥逆变器结构简单,采用器件少,并且容易实现控制,故选择三相三线两电平全桥逆变器作为主电路拓扑,如图 1所示。
图 1三相三线两电平全桥逆变拓扑图 1中V dc 为直流输入电压;C dc 为直流侧输入电容;Q 1-Q 6为三个桥臂的开关管;L fj (j =a ,b ,c )为滤波电感;Cfj (j =a ,b ,c )为滤波电容,三相滤波电容采用星形接法;N 为滤波电容中点;L cj (j =a ,b ,c )是为确保逆变器输出呈感性阻抗而外接的连线电感;v oj (j =a ,b ,c )为逆变器的滤波电容端电压即输出电压;i Lj (j =a ,b ,c )为三相滤波电感电流,i oj (j =a ,b ,c )为逆变器的输出电流。
由分析可知,三相三线全桥逆变器在三相静止坐标系abc 下,分析系统的任意状态量如输出电压v oj (j =a ,b ,c )都需要分别对abc 三相的三个交流分量v oa 、v ob 、v oc 进行分析。
但在三相对称系统中,三个交流分量只有两个是相互独立的。
为了减少变量的个数,引用电机控制中的Clark 变换到三相逆变器系统中,可以实现三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换,即将abc 坐标系下的三个交流分量转变成αβ坐标系下的两个交流分量。
由自动控制原理可以知道,当采用PI 控制器时,对交流量的控制始终是有静差的,但PI 控制器对直流量的调节是没有静差的。
为了使逆变器获得无静差调节,引入电机控制中的Park 变换,将两相静止坐标系转换成两相旋转坐标系,即将αβ坐标系下的两个交流分量转变成dq 坐标系下的两个直流分量。
定义αβ坐标系下的α轴与abc 三相静止坐标系下的A 轴重合,可以得到Clark 变换矩阵为:11122230ClarkT ⎡⎤--⎢⎥⎢=⎢⎢⎣ (1)两相静止坐标系αβ到两相旋转坐标系dq 的变换为Park 变换,矩阵为:2cos()sin()sin()cos()Park t t T t t ωωωω⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦(2)对三相全桥逆变器而言,设三相静止坐标系下的三个交流分量为:cos()cos(2/3)cos(2/3)a mb mc m u U t u U t u U t ωωπωπ==-=+ (3)经过Clark 和Park 后,可以得到:d m q u U u ==(4)由式(3)和式 (4)可以看出,三相对称的交流量经过上述Clark 和Park 变换后可以得到在 d 轴和 q 轴上的直流量,对此直流量进行 PI 控制,可以取得无静差的控制效果。
三相逆变方案
三相逆变方案
三相逆变器是一种将直流电转换成交流电的电子设备,主要用于电力系统、工业控制、家用电器等领域。
三相逆变器的主要工作原理是通过控制逆变器的开关元件,改变电路的连接方式,使直流电按照一定的规律变化为交流电。
三相逆变器主要由三个部分组成:整流器、滤波器和逆变器。
整流器的主要作用是将交流电转换为直流电,滤波器的作用是去除整流后的直流电中的交流成分,使其成为接近理想的直流电,逆变器则是将直流电转换为交流电。
三相逆变器具有输出电流稳定、效率高、可靠性好等优点。
三相电流逆变方案的设计主要包括以下几个步骤:
1. 设计逆变器的拓扑结构:根据应用需求,选择适合的逆变器拓扑结构,如全桥、半桥、推挽等。
2. 设计逆变换器的控制策略:根据应用需求和系统性能指标,选择适合的控制策略,如PWM控制、空间矢量控制等。
3. 设计逆换器的驱动电路:根据逆变器的工作原理和控制策略,
设计逆变器驱动电路,包括驱动信号产生、驱动信号放大、驱动信号控制等。
4. 设计逆变法的保护和控制系统:根据系统的工作环境和工作要求,设计逆变器具备的保护和控制功能,如过流保护、过热保护、短路保护等。
5. 进行系统的仿真和实验验证:通过仿真软件对系统进行仿真,验证系统的性能指标和工作特性,通过实验验证设计的合理性和可行性。
6. 优化和改进设计:根据仿真和实验的结果,对设计进行优化和改进,提高系统的性能和工作可靠性。
三相电压逆变方案的应用广泛,如在电力系统中,可以用于发电站的直流输电,提高输电效率;在家用电器中,可以用于电动工具的供电,提高工具的工作效率。
同时,三相电压逆变器还可以应用在新能源领域,如太阳能发电、风力发电等,提高能源的利用率。
三相逆变电路控制器设计
三相逆变电路控制器设计摘要文章提出了用80C52单片机与高精度三相可编程PWM集成芯片SA4828相结合的三相逆变电路及其控制器的设计方案,介绍了三相逆变器的主电路、控制电路、保护电路和软件的设计原理与过程。
试验结果表明,该电源变压变频功能控制灵活、简便、有效,能够较好地适应负载的用电要求。
介绍了SA828的原理、优点及应用SA828设计静止逆变器的方法,讨论了静止逆变器的控制单元电路和软件控制的设计原理与设计过程,验证了从静止逆变器中得到预计的PWM波形。
逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的,随着现代电力电子技术的迅猛发展,逆变电源在许多领域的应用也越来越广泛,同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。
逆变电源输出波形质量主要包括三个方面:一是输出稳定精度高;二是动态性能好;三是带负载适应性强。
因此开发既具有结构简单,又具有优良动、静态性能和负载适应性的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。
关键词:80C51或52单片机; SA4828;三相逆变电源 SPWM;脉宽调制;数字化Three-phase inverter circuits controllerdesignABSTRACTThis paper puts forward the 80 C51 single chip microcomputer with 52 and high precision or three-phase programmable PWM integrated chips SA4828 combination of three-phase inverter power supply, the design of three-phase inverter introduced the main circuit and control circuit, protection circuit and the software design principle and process. The test results show that the power frequency conversion variable pressure control function in a flexible and easy, effective, and can better meet the load of power requirements. Introduces the principle of SA838, advantages and application of static inverter SA838 design method, and discusses the static inverter control unit circuit and software of the control design principle and design process, and verifies the static inverter from get expected PWM waves.Inverter power supply is the development of the power electronics device and the development of the contact together, along with the development of modern power electronic technology in the rapid development, inverter power supply in many areas and more extensive application, and the inverter power supply output voltage waveform quality put forward more and more high demand. Inverter power supply output waveform quality mainly includes three aspects: one is the output stability high precision; 2 it is good dynamic performance; Three is to bring load strong adaptability. So development both has simple structure, and has good dynamic and static performance and load adaptation of the inverter power supply, the researchers in the inverter power supply is always in pursuit of the goal.Keywords: 80 C51 single chip microcomputer or 52; SA4828; Three-phase SPWM inverter power supply; Pulse width modulation; digital目录第一章绪论 (1)1.1逆变电路基本概念 (1)1.2逆变电路控制器发展状况 (2)1.3逆变电路控制器的背景意义和研究内容 (3)1.4 总体设计原则 (3)1.5本次设计逆变器的参数要求 (4)第二章逆变电路主电路的设计 (5)2.1逆变电路的基本电路 (5)2.2逆变电路驱动部分 (7)2.3保护电路 (9)2.4直流升压电路 (9)2.5 A\D转换电路及采样电路 (10)2.5.1 采样电路 (10)2.5.2 A/D转换电路....。
3KVA三相应急电源的设计毕业设计(论文)
摘要随着社会的进步和发展,人们生活质量的不断提高,人们对供电的依赖越来越大,EPS(Emergency Power Supply)以其特有的优越性逐渐被人们认识和采用,在一个工程中,它可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场所以及作为一级负荷中特别重要负荷的应急电源等多种情况。
因此,了解EPS应急电源的工作原理和特性,并将其合理的运用于电气设计当中显得非常重要。
本文从应急电源(EPS)的实际应用需求出发,通过对构成EPS的各功能单元的设计考虑和性能特征的分析,对EPS的构造原理、性能特点、适用领域及进一步完善作了较为全面的分析与讨论。
本文着重研究了三相EPS系统的逆变部分。
关键词:应急电源; EPS; 工作原理; 逆变AbstractWith the progress of society and improvement of living quality, people rely increasingly on power supply; while EPS with its unique superiority has been gradually acknowledged by people. EPS can be applied to fire-fighting circuit end and some important site work as well as emergency supply for the stage load.So it is very important to learn the operating principle and features of EPS emergency supply to apply it into electrical design appropriately. The principle, characteristics and application field of EPS based on the analysis of function block are presented. And the improving measures are also discussed. This article focuses on the three-phase inverter system, part of EPS.Keywords: emergency supply; EPS; operating principle;; contra-variance目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第1章绪论1.1 背景 (1)应急电源的现状和发展趋势 (1)应急电源领域的现状 (1)应急电源的分类 (2)应急电源的发展趋势 (3)逆变电源技术概况 (4)第2章三相应急电源的总体设计应急电源的工作原理 (6)应急电源的设计要求 (6)2.3 三相应急电源设计系统参数 (7)2.4 传统的三相应急电源电路 (7)2.5 新型的三相应急电源电路 (8)第3章新型的三相应急电源主电路设计输入整流器/滤波器的设计 (11) (11) (13)........................................................................1 4 (14)第4章三相PWM逆变器的原理及控制4.1 三相PWM逆变器 (15)三相逆变器的工作原理 (15)控制脉冲时序分布 (17)三相桥臂中点电位 (17)输出电压分析 (18)频率比K的选择 (18)负载对电路工作的影响 (19)4.2 三相逆变器的控制 (19)第5章三相逆变器的设计5.1被控对象模型 (21)5输出滤波环节 (21)5脉宽调制环节 (21)5单相半桥逆变器的传递函数 (23)5.2 LC滤波器参数的选取 (23)5滤波电容C的设计 (23)5滤波电感L的设计 (24)5滤波器谐振频率的选择 (24)5滤波器参数确定 (25)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章绪论1. l 背景社会发展越信息化、现代化,就越依赖于电,突然的断电必然会给人们社会正常的生活秩序造成破坏,尤其是对于生产、生活中特别重要的负荷,一旦事故中断供电,会造成重大经济损失。
变频电源3KVA和3KVA稳压电源技术参数分享
变频电源3KV A和3KV A稳压电源技术参数分享————————————指导老师:欧阳华斯电源——————————————答辩人:变频电源3KV A技术参数型号(OYHS)OYHS-9803输出容量(3KVA)3KVA电路方式IGBT/SPWM脉宽调制方式交流输入相数单相波形SINEWAWE电压220V±15%频率波动范围50HZ or60HZ±10%功率因数﹥0.9交流输出相数单相波形SINE WAVE低档电压0-150V高档电压0-300V频率47-63HZ连续可调,50HZ,60HZ,2F,4F,400HZ频率稳定率≤0.01%低档最大电流(A)25A(0-150V)高档最大电流(A)12.5A(150-300V)整机性能电源稳压率﹤1%负载稳压率﹤1%波形失真度﹤1%效率﹥90%反应时间≤2ms波峰因子3:1保护装置具有过压,过流,超载,输入欠压,过高温,短路等多重保护显示显示介面数位式LED显示电压4位数,数位电压表,解析度0.1V电流4位数,数位电流表,解析度0.1A功率4位数,数位瓦特表频率4位数,数位频率表环境及其它冷却装置高速变频风扇冷却,强制冷风工作温度0℃-40℃相对湿度0.90%(非凝结状态)海拔高度≤1500m重量(KG)60尺寸(H×D×W)138×370×365(mm)3KV A稳压电源技术参数型号(OYHS-830)输出容量(3KVA)交流输入相数单相波形SINEWAWE(交流正弦波形)电压220V±20%(164V-276V)频率波动范围电网频率功率因数﹥0.95交流输出相数单相波形SINE WAVE(波形无失真)电压220V±2%频率电网频率整机性能电源稳压精度﹤2%负载稳压率﹤2%波形失真度无波形失真效率﹥90%过载,短路保护负载超过设备规定的过载能力或短路时,在规定时间内切断电源过压,欠压保护当输出电压超出稳压器过压,欠压时,设备自动保护,无电压输出显示显示介面指针式显示电压指针电压表,解析度0.1V环境及其它冷却装置高速变频风扇冷却,强制冷风工作温度-25℃to50℃相对湿度0-90%(非凝结状态)海拔高度≤1500m重量(KG)16长*宽*高290*230*230(MM)。
三相逆变电路的参数设计研究课程设计
目录第一部分课题要求一、课程设计的目的与要求 (2)二、课程设计报告的要求 (2)三、课程设计的内容 (2)第二部分基本概念简介一、逆变的基本概念 (3)二、换流的基本概念 (4)三、逆变电路的分类 (6)四、半桥逆变电路的基本概念 (6)五、全桥逆变电路的基本概念 (7)六、三相逆变电路的原理图 (8)第三部分三相逆变电路参数的设计一、具体电路设计 (9)二、课程设计总结 (13)三、参考资料 (14)第四部分 PSPICE仿真软件概述 (14)第一部分课题要求一课程设计的目的与要求1 进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性;2 进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理3 掌握电力电子电路设计的基本方法和技术,掌握有关电路参数设计方法;4 培养对电力电子电路的性能分析的能力;5 培养撰写研究设计报告的能力。
通过对一个电力电子电路的初步设计,巩固已学的电力电子技术课程设计知识,提高综合应用能力,为今后从事电力电子装置的设计工作打下基础。
二课程设计报告的要求1、研究题目:三相逆变电路的参数设计研究2、课程设计的内容1 主电路方案确定2 绘制电路原理图、分析理论波形3 器件额定参数的计算4 建立仿真模型并进行仿真实验5 电路性能分析:输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等第二部分基本概念简介1、逆变的基本概念逆变——与整流相对应,直流电变成交流电。
交流侧接电网,为有源逆变。
交流侧接负载,为无源逆变。
变频电路:分为交交变频和交直交变频两种。
交直交变频由交直变换(整流)和直交变换两部分组成,后一部分就是逆变。
主要应用:1)各种直流电源,如蓄电池、干电池、太阳能电池等。
2)交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
3)单相桥式逆变电路逆变以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理电路的基本工作原理S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。
1.5KVA,2KAV,3KVA逆变电源安装指导
1、接线的电缆规格,1.5KVA使用1.0平方毫米,2KVA使用1.5平方毫米,3KVA使用1.5~2.5平方毫米的铜芯绝缘导线;
2、连线时注意,机箱上的标示,L:火线,N:零线,E:地线
交流输出接线
1、由于有十路输出,因此电源输出采用的是两条输出接线排,一条为火线(标示为L),一条为零线(标为N),同一条接线排所有端子为直接短接;
文件名
1.5KVA,2KAV,3KVA逆变电源安装指导
整机安装
1、检查电源是否完好,如果发现电源由于运输过程造成机壳变形,输入输出插座/接线柱/接线排变形或破损,机箱内有异响,请不要继续安装,需更换;
2、将随机附带的面板固定件,机箱固定角铁(如果是机柜安装则不需要)安装好;
3、如果是机架安装,则将电源平稳的放入机柜,并用紧固螺丝将前面板锁紧;如果是壁挂安装,则将电源固定角铁用相应规格的螺丝固定在墙面,并检查机箱与墙面是否连接可靠,机箱不能有晃动。
2、根据电源的功率,合理采用相应线径的导线。线长在2米之内的可采用以下配置,1.5KVA:6平方毫米电缆,2KVA:10平方毫米电缆,3KVA:16平方毫米电缆;
3、如果线长超过2米,需考虑导线压降,一般情况下压降不得大于0.5V。(电流在1A~41A时,选择4A/平方毫米;电流在41A~100A时,选择2A/平方毫米;电流在100A~200A时,选择1.6A/平方毫米);
4、将直流输入线正极用红色胶带标示,负极用蓝色胶带标示
5、在直流输入电源之前,请自行配置输入保护装置(如小型断路器或熔丝)1.5KVA:32A,2KVA:50A,3KVA:80A;
3KVA设备请在启动设备前确认直流输入断路器处于闭合状态
2、每一路负载使用俩个端子排的上下同一位置,例如:第一路负载使用火线排的第一位,零线排的第一位,依次类推;
三相逆变电源控制方案
三相逆变电源控制方案介绍三相逆变电源是将直流电源转换为交流电源的一种设备,常用于工业自动化系统、电动机驱动以及太阳能和风能等可再生能源的利用。
本文将介绍一种基于PWM调制的三相逆变电源控制方案。
原理三相逆变电源控制方案主要由三个部分组成:输入直流电源、PWM控制器和输出滤波器。
•输入直流电源:该电源通常为蓄电池组或者直流稳压电源,提供给PWM控制器稳定的直流电压。
•PWM控制器:PWM控制器负责将直流电源的电压转换为交流电压。
它通过快速开关控制器内的MOSFET管,产生类似正弦波的脉冲信号。
这些脉冲信号的宽度和频率由控制器根据输入信号调整。
•输出滤波器:输出滤波器的作用是滤除PWM控制器产生的脉冲信号中的高频噪声,并将脉冲信号平滑成类似正弦波的交流电压。
一般采用LCL结构滤波器,其中L表示电感,C表示电容。
控制方案三相逆变电源的控制方案一般采用空间矢量调制(SVPWM)技术。
SVPWM是一种在三相功率逆变电流控制中广泛应用的控制策略。
它通过在相位和幅值方向上进行矢量运算,使得输出的交流电压尽可能接近所需的正弦波形。
SVPWM控制方案的步骤如下:1.根据所需的交流电压频率和幅值,确定基波矢量和调制因子。
2.将基波矢量分解为两个正弦波矢量,分别表示在α轴和β轴方向上的分量。
3.根据调制因子和基波矢量的振幅,计算三个相电压的矢量值。
4.将计算得到的相电压矢量进行相加,得到最终的输出矢量。
5.根据PWM控制器的开关状态,控制输出电压的形状和幅值。
优势和应用三相逆变电源控制方案具有以下优势:1.高效性:采用SVPWM控制方案可以使输出的交流电压尽可能接近所需的正弦波形,提高电能的利用率。
2.稳定性:采用PWM控制方式可以实现对输出电压的精确控制,提高系统的稳定性。
3.可靠性:三相逆变电源具有较高的可靠性和抗干扰能力,适用于各种工业环境。
三相逆变电源控制方案广泛应用于以下领域:•工业自动化系统:用于驱动电动机、控制工业设备等。
详解三相PWM逆变电源的主电路设计
详解三相PWM逆变电源的主电路设计详解三相PWM逆变电源的主电路设计随着电力电子技术的发展,逆变器的应用已深入到各个领域,一般均要求逆变器具有高质量的输出波形。
逆变器输出波形质量主要包括两个方面,即稳态精度和动态性能。
因此,研究既具有结构和控制简单,又具有优良动、静态性能的逆变器控制方案,一直是电力电子领域研究的热点问题。
随着国民经济的高速发展和国内外能源供应的紧张,电能的开发和利用显得更为重要。
目前,国内外都在大力开发新能源,如太阳能发电、风力发电、潮汐发电等。
一般情况下,这些新型发电装置输出不稳定的直流电,不能直接提供给需要交流电的用户使用。
为此,需要将直流电变换成交流电,需要时可并入市电电网。
这种DC- AC 变换需要逆变技术来完成。
因此,逆变技术在新能源的开发和利用领域有着重要的地位。
脉宽调制逆变技术1、PWM 的基本原理1. 1 PWM( Pulse Width Modulat ion) 脉宽调制型逆变电路定义:是靠改变脉冲宽度来控制输出电压,通过改变调制周期来控制其输出频率的电路。
1. 2 脉宽调制的分类:以调制脉冲的极性分,可分为单极性调制和双极性调制两种;以载频信号与参考信号频率之间的关系分,可分为同步调制和异步调制两种。
1. 3 ( PWM)逆变电路的特点:可以得到相当接近正弦波的输出电压和电流,所以也称为正弦波脉宽调制SPWM( Sinuso idal PWM) .1. 4 SPWM控制方式:就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
1. 5 PWM 电路的调制控制方式1. 5.1载波比的定义:在PWM变频电路中,载波频率f c与调制信号频率f r之比称为载波比,即N= f c/ ff 。
1. 5. 2 PWM逆变电路的控制方式:根据载波和调制信号波是否同步,有异步调制和同步调制两种控制方式:异步调制控制方式,当载波比不是3 的整数倍时,载波与调制信号波就存在不同步的调制;二、同步调制控制方式,在三相逆变电路中当载波比为3的整数倍时,载波与调制信号波能同步调制。
三相逆变电路设计
三相逆变电路设计
在三相逆变电路设计中,一个重要的参数是输出交流电的频率。
通常来说,三相逆变电路的频率应与输入交流电的频率相匹配,例如50Hz或60Hz。
此外,逆变器的输出电压和电流也是设计中的关键参数。
在设计整流器时,一个常见的方法是使用桥式整流电路。
桥式整流电路由四个二极管组成,可以将交流电的负半周期转换为正半周期。
这种电路具有较高的效率和可靠性,并且在工业和家庭应用中广泛使用。
逆变器的设计根据应用需求可以选择不同的拓扑结构,例如全桥、半桥和单桥逆变器。
其中,全桥逆变器是最常用的拓扑结构之一、全桥逆变器由四个开关管组成,可以通过适当的控制方式将直流电转换为输出的交流电。
全桥逆变器的输出电压和频率可以通过调节开关管的开关频率和占空比来控制。
在三相逆变电路设计中,还需要考虑到负载的特性和要求。
例如,负载的功率、电流和电压需求以及变化范围等。
根据负载的特性和要求,可以选择合适的控制策略和电路结构,以实现对负载的有效控制和保护。
此外,在三相逆变电路设计中,还需要考虑到电路的稳定性和效率。
稳定性是指电路在不同负载条件下的输出稳定性和响应速度,并且应具有过载和短路保护功能。
效率是指电路从输入到输出的能量转换效率,通常应尽可能高以减少能量损耗。
综上所述,三相逆变电路设计需要综合考虑输入输出电压、电流、频率、负载特性和要求等因素,并选择合适的整流器和逆变器拓扑结构、控制策略和保护措施,以实现稳定、高效的电能转换。
不同应用场景下的三
相逆变电路设计可能有所差异,因此在实际设计中还需要根据具体情况进行进一步的研究和优化。
三相恒压恒频桥式逆变器设计.概要
摘要由于电力电子学和微电子技术的发展,使变频调速技术近年来获得了飞速的发展,各种变频调速控制方式、PWM脉宽调制技术以及MCU微处理器和以大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等均在变频调速中获得了成功应用。
在电力电子技术中,PWM (Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
SPWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单,通用性强,具有开关频率固定,控制和调节性能好,能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量,设计简单等一系列优点,是一种比较好的波形改善法。
它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。
SPWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。
而这次课程设计的主要目的就是设计1KW三相恒压恒频桥式逆变器,通过运用了Matlab/Simulink和AutoCAD软件对电力系统模块进行分析、设计和计算。
关键词:SPWM 三相逆变器波形三相恒压恒频桥式逆变器设计1PWM 技术简介PWM 又称脉冲宽度调制,控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变逆变输出频率。
PWM 控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲PWM 波形可等效的各种波形,例如:直流斩波电路可以等效直流波形;PWM 波可以等效正弦波形;还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM 控制相同,也基于等效面积原理 。
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波的方法:⑴正弦半波N 等分,可看成N 个彼此相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;⑵用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等。
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学号:课程设计题目3KVA三相逆变电源设计学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师朱国荣2014年1月2日课程设计任务书学生姓名:专业班级:自动化1102 指导教师:朱国荣工作单位:自动化学院题目: 3KVA三相逆变电源设计初始条件:输入直流电压110V。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)设计容量为3KVA的三相逆变器,要求达到:1、输出380V,频率50Hz三相交流电。
2、完成总电路设计。
3、完成电路中各元件的参数计算。
时间安排:课程设计时间为两周,将其分为三个阶段。
第一阶段:复习有关知识,阅读课程设计指导书,搞懂原理,并准备收集设计资料,此阶段约占总时间的20%。
第二阶段:根据设计的技术指标要求选择方案,设计计算。
第三阶段:完成设计和文档整理,约占总时间的40%。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (1)1 设计要求、意义及思路 (2)1.1 设计意义 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 设计思路 (3)2 方案设计及原理 (3)2.1逆变电路 (3)2.2 SPWM采样方法选择 (4)2.3 LC滤波 (5)2.4 升压变压器 (6)3 主电路设计及参数设计 (7)3.1 IGBT三相桥式逆变电路 (7)3.2 脉宽控制电路的设计 (9)3.2.1 SG3524芯片 (9)3.2.2 调制波及载波的产生 (10)3.3 触发电路的设计 (11)3.3.1 IR2110芯片构成的触发 (11)3.3.2 M57962L芯片构成的触发电路 (12)3.4其他部分的参数设计 (13)结束语 (15)参考文献 (16)附录一: (17)附录二:主电路图 (18)摘要现代电力电子技术的迅猛发展,使逆变电源广泛应用于各个领域,同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。
逆变电源输出波形质量包括稳态精度高、动态性能好以及负载适应性强。
这种结构简单动静态性能优良和负载适应性强的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标本次设计的是一个输入110V直流,输出电压3800V,容量为3KVA,频率为5Hz的三相逆变电源,该三相逆变电源主要由三相逆变器和控制部分组成。
针对该问题在本论文中采用SPWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,产生该设计包括主电路、触发电路、SPWM信号产生电路的设计。
逆变器中的IGBT(绝缘栅极双极性晶体管)触发电路由芯片电路进行控制,通过对主要触发电路以及控制电路的设计,使得该逆变电源得以实现。
三相逆变电源研究是先将直流电压进行逆令、然后再进行滤波、最后通过升压变压器输出得到380V,50Hz的三相交流电压。
还有一种方法是首先将直流电压进行升压、然后再进行逆变、最后进行滤波得到输出380V,50Hz的三相交流电,在本论文中采用了第一种方法。
在本论文中设计中均给出了多个方案的设计以及参数设计,最终选择出一组比较为合适方案及选三相电压型逆变电路、IR2110芯片构成的触发、LC滤波、三相变压器,但本论文设计没考虑安全问题。
关键词:IGBT;逆变器;斩波电路;SPWM;3KVA三相逆变电源设计1 设计要求、意义及思路1.1 设计意义逆变电源技术的核心部分是逆变器和其控制部分。
逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器,传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现,但其含有较大成分低次谐波等缺点,由于电力电子技术的迅速发展,全控型快速半导体器件BJT,IGBT,GTO 等的发展和PWM 的控制技术的日趋完善,使SPWM 逆变器得以迅速发展并广泛使用众所周知。
在后备式供电中,蓄电池作为一种非常重要的储能介质,在各个行业都得到了广泛的应用。
由于单个电池的参数存在着差别,不能通过将蓄电池并联的方法来提高直流供电系统的容量,因此在电池的容量不能满足实际需求时,最直接的办法就是多个蓄电池串联共同提供能量。
所串的蓄电池越多,蓄电池组能够提供的能量就越多,但输出端电压就越高,此时,逆变器输入直流电压的上限就直接决定了蓄电池组的容量大小。
另外,高压变频器广泛的应用于轧钢、造纸、水泥制造、矿井提升、轮船推进器等传统工业的改造和高速列车、城市地铁轻轨、电动汽车中,其核心部分也是高压逆变器。
1.2 设计要求初始条件:输入直流电压110V。
要求完成的主要任务:设计容量为3KVA的三相逆变器,要求达到:(1)、输出380V,频率50Hz三相交流电。
(2)、完成总电路设计。
(3)、完成电路中各元件的参数计算。
1.3 设计思路首先,考虑输入直流电压为110V而输出380V、频率50Hz三相交流电,要采用斩波电路升压到大于380以上,可以用直流斩波升压电路、直流斩波升降压电路等。
其次要求由直流变为三相交流电,可采用电压型逆变电路、电流型逆变电路。
逆变电路得到的是三相矩形波,再用PWM或者SPWM开关采用规则采样法将矩形波变为三相波,最后用滤波器滤波得到最终的所要的三相电,设计流程图如图1-1所示。
图1-1设计流程图2 方案设计及原理2.1逆变电路逆变电路在电力电子电路中占很重要的地位,他可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路,在实际生产生活中三相逆变应用较为广泛,其中电压型的直流侧通常是并一个电容器,而电流型通常是在直流侧串一个电感。
电压型逆变:直流侧为电压源,采用并联大电容器来缓冲无功功率,则构成电压型逆变器。
电压型逆变电路输出电压波形为矩形波,输出电流波形近似正弦波。
直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗;交流侧输出电压为矩形波;当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用等特点。
电压型逆变电路有以下主要特点:(1)直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。
(2)由于支路电压源的箝位作用,交流侧输出电压波形位矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
(3)当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
采用IGBT作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图2-1所示:图2-1 三相电压型桥式逆变电路图中Vl—V6是逆变器的六个IGBT开关器件,各由一个续流二极管反并联,整个逆变器由恒值直流电压供电。
电路中的直流侧通常只有一个电容器就可以了,但为了方便分析,画作串联的两个电容器并标出假想中点。
和单相半桥,全桥逆变电路相同,三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是导电方式,即每个桥臂的导电角度为,同一相上、下桥臂交替导通。
因为每次换流都是在上、下桥臂之间进行,因此也被称为纵向换流。
2.2 SPWM采样方法选择规则采样法如图2-2规则采样法一般采用三角波作为载波,其原理就是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波,再以阶梯波与三角波的交点时刻控制开关器件的通断,从而实现PWM法。
当三角波只在其顶点(或底点)位置对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(即采样周期)内的位置是对称的。
图2-2规则采样法规则采样法是对自然采样法的改进,其主要优点就是是计算简单,便于在线实时运算,尤其是利用软件生成PWM系统。
其中非对称规则采样法因阶数多而更接近正弦,故选择规则采样法。
2.3 LC滤波滤波电容C的作用是和滤波电感L一起来滤除输出电压中的高次谐波,保证输出电压的总谐波失真要求,从减小输出电压总谐波失真的角度考虑,C越大越好。
但从另一个角度来看,在输出电压不变的情况下,滤波电容C增大意味着无功电流的增加,增加了逆变器的电流容量,同时也将导致体积重量增加,降低系统效率。
因此,滤波电容的选取原则是在保证输出电压的总谐波失满足要求的情况下,取值尽量小。
由于变压器出来的SPWM波含有较多基波外的杂波,故需加LC滤波器滤除杂波得到正弦信号波。
选择LC滤波器的截至频率c f远远低于SPWM 的频率对开关频率则对开关频率以及其附近频带的谐波具有明显的抑制作用。
但亦不可太低,否则容易产生低频振荡。
图2-3 Y 型LC 滤波电路考虑三相逆变的输出为Y 型输出是用图2-3来进行滤波,若三相逆变的输出为三角型则可以用图2-4来进行滤波。
图2-4 三角型滤波2.4 升压变压器方案一:升压变压器电路如图2-5所示。
由于输入的直流电位110V ,故其基波最大的峰峰值为110V ,相电压最大有效值为77.78Vrms,而设计要求输出为380V ,故需要加入升压变压器。
图2-5 变压器升压电路L1L2L3C1C2C3方案二:利用三相变压器来完成三相交流电输出的升压,电路图路图2-6所示。
图2-6 三相变压器3 主电路设计及参数设计3.1 IGBT 三相桥式逆变电路如图3-1,该电路采用双极性控制方式,U 、V 和W 三相的PWM 控制通常公用一个三角载波c u ,三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 依次相差120度。
当2RU UN d U U U <=-时,给V4导通信号,给V1关断信号2UN d U U =-,给V1、V4加导通信号时,可能是V1、V4导通,也可能是VD1、VD4导通。
d U 和'WN U 的PWM 波形只有/2d U ±两种电平。
当c RU U U >时,给V1导通信号,给V4关断信号,'/2UN d U U =-。
uv U 的波形可由'VN'UN U U -得出,当1和6通时,UV d U U =-,当3和4通时,UV d U U =-,当1和3或4和6通时,UV U =0。
输出线电压PWM 波由d U ±和0三种电平构成,负载相电压PWM 波由(±2/3) d U 、(±1/3) d U 和0共5种电平组成。
(1)IGBT 的选择最大输出情况下,电流有效值:max 13.64cos P I A U φ===⨯开关管额定电流C I :考虑2倍的裕量:max =2213.6427.28C I I A ⨯=⨯=考虑2.5倍的裕量:max =2.5 2.513.6434.1C I I A ⨯=⨯=开关管额定电压CES U :22220440=⨯=⨯=CES M V V V故取2--2.5倍的裕量,选40A 左右额定电流的IGBT 。
(2)二极管的选择二极管额定电压RR V :220RRM V V >最大允许的均方根正向电流:FR FR frms I I I 57.12==π二极管的额定电流:max 13.648.691.57 1.57FR I I A >== 图3-1 IGBT 三相桥式逆变电路调制电路3.2 脉宽控制电路的设计本次设计采用ICL8038产生正弦波给SG3524集成PWM控制器产生控制信号。