课程设计—5KVA单相逆变器设计与仿真
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5KV A单相逆变器设计与仿真
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目录
1、技术要求.................................................................................................................. 2 2、负载参数计算.......................................................................................................... 2 3、滤波电路的设计...................................................................................................... 2 4、逆变电路输出电压.................................................................................................. 3 5、逆变电路输出正弦电压.......................................................................................... 5 6、逆变器输出电流的计算.......................................................................................... 6 7、主开关元器件的选择.............................................................................................. 7 8、控制策略.................................................................................................................. 7 9、控制器设计与仿真.................................................................................................. 8 11、结论 . (12)
1、技术要求
1）输出电压：110V 2）输出频率：50HZ
3）输出功率：5KV A 4）负载功率因数：1~8.0cos =φ 5）过载倍数：1.5
2、负载参数计算
1）负载电感最小值计算
KVar S Q O L 3000sin =•=φ 公式 1
Ω===033.43000/110/2
'L O L Q U Z 公式 2
H Z L L m 84.124.033/(100f)2/(''===）ππ 公式 3
2）负载电阻最小值计算
（1）当1cos =φ时，Ω==42.2/2
O O P U R 公式 4 （2）当8.0cos =φ时，
Ω=•=025.3)cos /(2
φO O P U R 公式 5
3、滤波电路的设计
1）滤波电感的设计
作用：（1）减小输出电压的谐波电压；（2）保证基波电压的传输。 注意：LC 2w 不应太大而接近于1，R wL 应较小。 选6.0=wL ,mH 912.150
26
.0=•=πL 公式 6
实取2mH 。
Ω===628.02w fL L Z L π 公式 7
滤波电路固有频率 Hz LC
94.17721f '==
π 公式 8
2）滤波电容的设计
滤波电容与负载并联，对逆变电路输出电流影响较大，所以设计滤波电路时先选择设计滤波电容。
取滤波电容容抗为负载电感感抗的2倍：
Ω==066.82'
L C Z Z 公式 9
uF Z C C 8.394)f 2/(1==π 取400uF ，4个100uF 、250V 的电容并联起来。
Ω=•••==
962.7104005021
c 216
-ππf Z C 实 公式 10 4、逆变电路输出电压
如图1单相逆变器主电路结构图，L 为输出滤波电感，C 为滤波电容，r 为综合了线路电阻、滤波电感等效串联电阻、开关管压降和死区效应等因素的等效电阻。
图1
（1）空载时
A Z U I I C O L C 816.13962
.7110
===
= 公式 11 V Z I U L L L 676.8628.0816.13=⨯==∆ 公式 12 V U U U L O I 32.101676.8110=-=∆-= 公式 13
（2）额定负载时 1）当1cos =φ时
95.16arctan )arctan(=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛==C
O
C O
Z R R
U Z
U θ 公式 14
A I I I R C
L 499.4742.2110962.71102
2
2
2
=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=
公式 15 V I Z U L L L 8.29499.47628.0=⨯=•=∆
公式 16 V U I 4.1052cos 299.321102299.3211022=⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯⨯⨯-+=θπ
公式 17