课程设计—5KVA单相逆变器设计与仿真
毕业设计——5KVA单相变压器的设计分析
5KVA单相变压器的设计分析系部：精密制造工程系学生姓名：王利杰专业班级：数控11C1学号： 111021130指导教师：屠春娟、居正龙2014年4月22日声明本人所呈交的 5KVA单相变压器的设计分析，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：【摘要】变压器调压装置、电源电压波动、线路电压损失等变化都可造成用户电压不稳定，影响用电设备正常工作，此时需调整输出电压以保证用户电压保持稳定。
高压输电可以使电能集中，从而减小电能在传输的时候的损耗，但是高压电对普通家庭用电器以及电路有致命的伤害，所以变压器就应运而生了。
单相变压器由于损耗小、容量小、重量轻等优势可以方便的深入负荷中心，而具有极强的适用性。
本课题主要以单相变压器为研究对象，首先，介绍了单相变压器的应用和结构；其次，介绍了单相变压器的主要设计思路，包括客户要求、用途分析、材料分析、结构分析；然后，介绍了单相变压器各个参数的计算，包括铁芯、线圈、直流电阻、负载损耗 (115度)、温升及散热能力、阻抗电压等的计算；最后，介绍了单相变压器的机械结构设计过程及装配过程。
【关键词】：变压器；计算；设计；装配；目录引言 (1)一、变压器的介绍 (2)（一）变压器的应用 (2)（二）单相变压器的原理 (2)（三）单相变压器的结构 (2)二、设计思路 (4)（一）客户要求 (4)（二）用途分析 (4)（三）材料分析 (4)（四）结构分析 (5)三、单相变压器参数的计算 (7)（一）铁芯确定 (7)（二）线圈确定 (8)（三）直流电阻计算 (9)（四）负载损耗计算(115 度) (9)（五）温升及散热能力计算 (10)（六）阻抗电压计算 (11)四、机械结构设计过程 (12)（一）线包草图绘制 (12)（二）生成实体 (13)（三）装配 (13)总结 (15)参考文献 (16)谢辞 (17)引言变压器在电路和电器设备中主要用作升降电压、安全隔离、匹配阻抗等。
单相逆变器电路设计及仿真研究-文献综述
单相逆变器电路设计及仿真研究前言：随着能源消费的增长、日益恶化的生态环境和人类环保意识的提高，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。
太阳能作为一种高效无污染的绿色新能源，一种未来常规能源的替代品，尤其受到人们的重视。
太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转换三种形式，光电转换即光伏技术是最有发展前途的一种。
太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势，必将得到快速的发展。
在并网型光伏发电系统中，逆变器是系统中最末一级或唯一一级能量变换装置，其效率的高低，可靠性的好坏，将直接影响整个并网型系统的性能和投资。
因此，逆变器已成为影响光伏并网发电系统经济可靠运行的关键因素。
本文将对光伏并网单相逆变器进行设计仿真，通过对比不同的单相逆变器电路的逆变效果，确定其各自的适用条件。
主题：自20世纪50年代太阳能电池的空间应用到如今的太阳能光伏集成建筑，世界光伏工业已经走过了近半个世纪的历史。
在世界各国尤其是美、日、德等发达国家先后发起的大规模国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划的刺激和推动下，光伏工业近几年保持着年均30%以上的高速增长。
其中，以光伏集成建筑为核心的光伏并网发电市场己经超过离网应用，近几年的增长速度都在40%以上，成为世界光伏工业的最主要发动机。
并网光伏发电已经成为光伏发电领域研究和发展的最新亮点。
并网型光伏发电系统的核心为并网型逆变器。
并网型逆变器是影响和决定整个系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行的一个主要因素，同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素。
国外并网型逆变器已经是一种比较成熟的市场产品，例如在欧洲光伏专用逆变器市场中就有SMA,Fronius,Sputnik,Sun Power和西门子等众多的公司具有市场化的产品，其中SMA在欧洲市场中占有的50%的份额。
除欧洲外，美国、加拿大、澳大利亚、新西兰以及亚洲的日本在并网型逆变器方面也都己经产品化。
以SMA和西门子为例介绍目前光伏并网发电系统用逆变器的发展情况。
单相逆变器仿真研究课程设计
单相逆变器仿真研究1概述随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高，许多行业的用电设备（如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等）都不是直接使用交流电网作为电源，而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式，它们所使用的电能大都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。
现如今，逆变器的应用非常广泛，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。
另外，交流电机调速变频器、UPS、感应加热电源等使用广泛的电力电子装置，都是以逆变电路为核心。
本文以单相DC-AC逆变器为研究对象，设计了一种基于全桥式结构的SPWM逆变器。
以TI公司低功耗16位单片机MSP30FX169为核心，根据反馈的电压或电流信号对PWM 波形作出调整，进行可靠的双闭环控制，逆变部分采用MSP430数字化SPWM控制技术，以尽可能减少谐波。
为降低开关损耗，防止产生噪声，将开关频率设置为20KHZ。
系统具有短路保护，输入过压和过流保护功能，针对开关管，还完善了抑制浪涌电流，开断缓冲和关断缓冲等功能。
设计的硬件电路主要包括全桥式逆变主电路、控制电路、驱动电路、取样电路、保护电路等。
重点分析了SPWM控制算法，并给出了软件实现SPWM波形的过程。
采用无差拍控制和传统的PI控制方法相结合的复合控制方法，既利用了无差拍控制的快速动态响应特性，又利用了PI控制具有强的鲁棒性，据此设计的控制器能够使逆变器的输出电压很好地跟踪正弦波，在电容性整流负载下输出电压也具有很好的正弦性，在MATLAB/SIMULINK下建立了电源系统的仿真模型，完成了控制器的参数设计，并给出电源在不同负载下和主电路滤波器参数变化下的输出电压仿真波形，证明了本方案设计的逆变器能够得到优质的正弦交流电。
2方案论证2.1主回路拓扑结构方案选择逆变电源主电路结构的选取应该遵循以下几个原则：选用尽量少的开关器件，这样可以提高系统的可靠性，并且降低成本；尽量减少逆变电源中的电容值、电感值，和减少电容电感元件在逆变电源中的数量，这样可以减小整个逆变电源设备的体积，提高其可靠性，同时也应该降低设备的成本；电路拓扑结构应该有利于逆变电源最终输出电压中谐波的消除，输出电压频率及幅值的调节。
单相逆变器电路设计与仿真multisim
单相逆变器电路设计与仿真multisim【原创实用版】目录1.单相逆变器电路设计2.单相逆变器的建模与仿真3.控制思路与电路拓扑4.负载使用单相桥式整流5.电流内环与电压外环控制6.MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真7.利用仿真减少逆变器电路设计工时8.单相 LCL 并网逆变器 simulink 仿真9.逆变电路设计过程及仿真实例10.DC/AC：单相方波全桥逆变电路设计原理及实验仿真正文一、单相逆变器电路设计单相逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电路，其主要应用在太阳能发电、风力发电以及电力电子设备中。
在设计过程中，需要考虑电路的拓扑结构、控制策略以及负载特性等因素。
二、单相逆变器的建模与仿真建模是对电路的数学描述，仿真是利用计算机模拟电路的工作过程。
对于单相逆变器，可以使用 MATLAB 或 Multisim 等软件进行建模与仿真，以验证电路的性能指标是否满足设计要求。
三、控制思路与电路拓扑控制部分采用 PI 控制，包含电压外环和电流内环。
电压外环控制输出电压，电流内环控制输出电流。
电路拓扑采用全桥逆变电路，使用 LC 滤波器，负载为单相桥式整流电路。
四、负载使用单相桥式整流在单相逆变器电路中，负载通常使用单相桥式整流电路。
这种整流电路具有结构简单、工作效率高等优点，适合用于电压波形为矩形波的负载。
五、电流内环与电压外环控制电流内环和电压外环是逆变器控制策略的两个重要部分。
电流内环控制电流，电压外环控制电压。
通过这两个环路的联合控制，可以实现逆变器输出电压和电流的高效调节。
六、MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真在 MATLAB 中，可以通过 Simulink 工具箱搭建单相全桥逆变器电路模型，并进行仿真实验。
仿真结果表明，当同时打开绝缘栅双极型晶体管时，负载两端的电压和电流波形方向相同；当二极管 vd 同时导通时，电压和电流波形方向相反，理论分析与仿真实验结果完全一致。
单项全桥逆变器课程设计
单项全桥逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握单项全桥逆变器的基本工作原理及其电路构成。
2. 学生能够解释逆变器中各个元件的作用，并明确逆变器在新能源发电中的应用。
3. 学生能够运用所学知识，分析并计算单项全桥逆变器的主要技术参数。
技能目标：1. 学生能够独立完成单项全桥逆变器电路图的绘制，并进行电路仿真。
2. 学生能够通过实验，观察并分析逆变器工作时电压、电流的变化，培养实际操作能力。
3. 学生能够运用相关软件对单项全桥逆变器进行设计与优化，提高解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术领域的兴趣，激发学生探索新能源技术的热情。
2. 通过小组合作完成课程设计，培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生环保意识，让学生认识到新能源技术对环境保护的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生掌握单项全桥逆变器的基本知识和技能，同时培养他们的情感态度价值观，为我国新能源技术的发展培养具备实际操作能力和创新精神的优秀人才。
通过本课程的学习，学生将能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 逆变器的基本概念与分类- 单项全桥逆变器的工作原理- 单项全桥逆变器电路构成及各元件功能- 逆变器在新能源发电中的应用2. 实践操作：- 单项全桥逆变器电路图的绘制- 电路仿真与参数计算- 实验设备的使用与操作- 观察并分析逆变器工作时的电压、电流波形3. 设计与优化：- 逆变器设计原理与方法- 相关软件的使用与操作- 基于实际需求的设计与优化- 小组讨论与成果展示教学内容安排与进度：第一周：逆变器基本概念、分类及工作原理学习第二周：单项全桥逆变器电路构成及各元件功能学习第三周：电路图的绘制与电路仿真实践第四周：实验操作与观察数据分析第五周：逆变器设计与优化方法学习与实践第六周：小组讨论与成果展示教学内容参照课本相应章节，结合课程目标进行科学性和系统性组织，确保学生能够循序渐进地掌握单项全桥逆变器的理论知识、实践操作技能以及设计与优化方法。
单相桥式逆变器课程设计
单相桥式逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单相桥式逆变器的基本工作原理及其在电力电子技术中的应用；2. 学生能掌握单相桥式逆变器的主电路构成、控制方式及各部分功能；3. 学生能了解单相桥式逆变器在新能源发电、电动汽车等领域的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决单相桥式逆变器在实际应用中出现的问题；2. 学生能通过实验，掌握单相桥式逆变器的调试方法，提高实际操作能力；3. 学生能运用相关软件，设计简单的单相桥式逆变器控制系统。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习单相桥式逆变器，培养对电力电子技术的研究兴趣，增强科技创新意识；2. 学生在学习过程中，树立团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 学生关注新能源技术的发展，认识到电力电子技术在节能减排中的重要性，增强环保意识。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，旨在让学生掌握单相桥式逆变器的工作原理和应用，培养实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对电力电子技术有一定了解，但对单相桥式逆变器的深入学习尚属首次。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 单相桥式逆变器的基本原理及电路构成- 逆变器的基本概念和工作原理- 单相桥式逆变器的主电路及其各部分功能- 单相桥式逆变器的控制方式2. 单相桥式逆变器的应用领域- 在新能源发电领域的应用- 在电动汽车领域的应用- 在其他电力电子设备中的应用3. 单相桥式逆变器的设计与调试- 逆变器主电路参数计算与选择- 控制策略及电路设计- 调试方法及注意事项4. 实践操作与案例分析- 实验室实践操作，熟悉逆变器的基本操作和调试方法- 分析实际应用中单相桥式逆变器的问题及解决方案- 设计简单的单相桥式逆变器控制系统教学大纲安排：第一周：逆变器基本原理及电路构成第二周：单相桥式逆变器控制方式第三周：单相桥式逆变器应用领域第四周：单相桥式逆变器设计与调试方法第五周：实践操作与案例分析教学内容与教材关联性：本教学内容紧密围绕教材中关于单相桥式逆变器的内容，结合实际应用，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
课程设计—5KVA单相逆变器设计与仿真
课程设计—5KVA单相逆变器设计与仿真5KV A单相逆变器设计与仿真姓名：班级：学号：同组同学：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 (8)9、控制器设计与仿真 (8)11、结论 (13)1、技术要求1）输出电压：110V 2）输出频率：50HZ3）输出功率：5KV A 4）负载功率因数：1~8.0cos =φ 5）过载倍数：1.52、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 1Ω===033.43000/110/2'L O L Q U Z 公式 2H Z L L m 84.124.033/(100f)2/(''===）ππ 公式 32）负载电阻最小值计算（1）当1cos =φ时，Ω==42.2/2O O P U R 公式 4 （2）当8.0cos =φ时，Ω=•=025.3)cos /(2φO 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 912.15026.0=•=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 LC94.17721f '==π 公式 82）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9uF Z C C 8.394)f 2/(1==π 取400uF ，4个100uF 、250V 的电容并联起来。
毕业设计（论文）-单相逆变器设计与仿真
单相逆变器设计与仿真班级学技术要求：逆变器类型：单相逆变器输出额定电压：825V输出额定功率：25KVA输出额定频率：50HZ功率因素：≥0.8过载倍数：1.5⑴、设计主电路参数；⑵、建立数学模型，给出控制策略，计算控制器参数；⑶、建立仿真模型，给出仿真结果，对仿真结果进行分析。
目录一、单相逆变器设计 .....................................................................................................- 4 -1、技术要求 ..........................................................................................................- 4 -2、电路原理图 .......................................................................................................- 4 -3、负载参数计算 ...................................................................................................- 4 -3.1、负载电阻最小值计算 ...............................................................................- 5 -3.2、负载电感最小值计算 ...............................................................................- 5 - 3.3、滤波电容计算..........................................................................................- 5 - 4、无隔离变压器时，逆变器输出电流计算 .............................................................- 6 -4.1、长期最大电流（长）O I ...............................................................................- 6 -4.2、短期最大电流短）(0I .................................................................................- 7 - 5、无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值 .............................................................- 7 -5.1、长期电流峰值长）(OP I ...............................................................................- 7 - 5.2、短期电流峰值短）(OP I ...............................................................................- 7 - 6、滤波电感计算 ...................................................................................................- 7 -6.1、滤波电感的作用 ......................................................................................- 7 - 6.2、设计滤波器时应该注意的问题 .................................................................- 7 - 6.3、设计滤波器的要求...................................................................................- 8 - 7、逆变电路输出电压（滤波电路输入电压） .........................................................- 8 -7.1、空载........................................................................................................- 9 - 7.2、 额定负载纯阻性1cos =ϕ .....................................................................- 9 - 7.3、额定负载阻感性8.0cos =ϕ ....................................................................- 9 - 7.4、过载纯阻性1cos =ϕ ............................................................................ - 10 - 7.5、过载阻感性8.0cos =ϕ ......................................................................... - 11 - 8、逆变电路输出电压 .......................................................................................... - 11 - 9、逆变电路和输出电路之间的电压匹配 .............................................................. - 12 - 10、根据开关压降电流选择开关器件.................................................................... - 12 - 11、开关器件的耐压 ............................................................................................ - 13 - 12、单相逆变器的数学模型.................................................................................. - 13 - 13、输出滤波模型................................................................................................ - 14 - 14、单相逆变器的控制策略.................................................................................. - 15 - 14.1、电压单闭环控制系统 ........................................................................... - 15 - 14.2、电流内环、电压外环双闭环控制系统 ................................................... - 16 -二、单相逆变器仿真 ................................................................................................... - 20 -1、输出滤波电路仿真 .......................................................................................... - 20 -2、电压单闭环控制系统仿真 ................................................................................ - 21 -3、电流内环、电压外环双闭环控制系统 .............................................................. - 23 -一、单相逆变器设计1、技术要求输出额定电压：825V输出额定功率：25KVA输出额定频率：50HZ功率因素：≥0.8过载倍数：1.52、电路原理图图1 单相全桥逆变电路设计步骤：（1）、根据负载要求，计算输出电路参数。
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/ 逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号：110302030学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时 20% 论文质量 60% 答辩 20% 以百分制计算摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
无源逆变是指逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载。
关键词：交直流转换；桥式整流；无源逆变电路；目录第1 章绪论 (1)第2 章课程设计的方案. (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成方案 (2)2.2.1 单相桥式整流电路的结构 (2)2.2.2 单相桥式无源逆变电路的结构 (3)第3 章主电路设计 (4)3.1 单相桥式整流主电路 (4)3.1.1 单相桥式整流主电路图 (4)3.1.2 工作原理 (4)3.2 单相桥式无源逆变电路主电路 (5)3.2.1 单相桥式整流电路主电路图 (5)3.2.2 工作原理 (6)第4 章控制电路设计 (7)4.1 单相桥式整流电路控制 (7)4.1.1 触发电路 (7)4.1.2 保护电路 (8)4.2 单相桥式无源逆变电路控制电路 (9)4.2.1 驱动电路 (9)4.2.2 保护电路 (10)第5章MATLAB仿真. (12)5.1 单相桥式整流电路的仿真 (12)5.2 单相桥式无源逆变电路的仿真 (15)第6 章课程设计总结 (17)参考文献. (18)第1章绪论整流电路就把交流电转换为直流电的电路。
单相逆变器并网工作原理分析与仿真
基于定频积分的逆变器并网控制1.1引言本章探索了一种基于定频积分控制的可选择独立工作和并网运行两种工作模式的光伏逆变器控制方案，对其工作原理以及并网电流纹波影响因素进行了理论分析，推导了控制方程，并给出了计算机仿真分析结果。
1.2逆变器并网控制系统总体方案设计如本文第一章所述，并网型逆变器主要应用在可再生新能源并网发电技术中，因此，对逆变器并网控制方案的研究也必须结合新能源发电的特点，达到最大限度的利用可再生资源。
作者设计了一种既可以控制逆变器工作在并网送电状态，又可以控制逆变器工作在独立带载状态的逆变器并网控制系统。
逆变器的具体工作模式由工作场合和用户需求决定，系统具有多功能。
本系统采用以定频积分为核心的控制方案。
逆变器并网工作时采用基于定频积分的电流控制方案；独立工作时，在并网电流控制方案的基础上加入电压PI外环，实现输出电压控制。
定频积分控制不仅将并网输出电流控制和独立输出电压控制有机地融合在一起，而且使系统在两种工作模式下都具有良好的性能。
1.3定频积分控制的一般理论所谓定频积分控制是指保持电路工作的开关频率f s不变，而通过积分器和D触发器来控制开关器件在每个周期内的导通时间T on和关断时间T off。
图1-1所示为定频积分控制的一般原理图。
定频积分控制是基于单周期控制的一种控制方法囹~佝o单周期控制是一种非线性控制技术，该控制方法的突出特点是：无论是稳态还是暂态，它都能保持受控量（通常为斩波波形）的平均值恰好等于或正比于给定值，即能在一个开关周期内，有效的抵制电源侧的扰动，既没有稳态误差，也k(t)=丿 ‘10 t :: Ton T off：:： t:: T S(1-1)(1-3)没有暂态误差，这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合，比如脉宽 调制、谐振、软开关式的变换器等。
下面具体从理论上分析基于单周控制 的定频积分控制的一般原理和特点。
假设开关运行开关频率为f S =1 T S ，开关函数k(t)为:式中T on 为开关导通时间，T off 为开关关断时间，T on 'T off 二T $在每一开关周期内，开关导通时间为T on ，关断时间为T off ，占空比为D 二T on 「T s ，给定信号V ref (t)，开关输入信号为x(t)，输出信号为y(t)，它 是由输入信号x(t)经开关斩波后形成的信号，因此又称为开关变量。
单项逆变电路课程设计
单项逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握单项逆变电路的基本原理和电路组成。
2. 学生能够准确描述逆变电路中各个组件的作用，如二极管、晶体管和变压器。
3. 学生能够解释逆变电路工作过程中的电压和电流变化规律。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确绘制单项逆变电路的原理图。
2. 学生能够通过实验操作，搭建并测试单项逆变电路，观察并分析电路性能。
3. 学生能够运用相关公式，计算逆变电路的输出电压和输出功率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对待科学实验的严谨态度，注重实验安全，养成良好的实验操作习惯。
2. 激发学生探索电子技术的兴趣，提高学生对电力电子技术在实际应用中的认识。
3. 培养学生的团队协作能力，学会与他人共同分析问题、解决问题，共同完成学习任务。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，旨在帮助学生掌握单项逆变电路的基本原理和实际应用。
学生特点分析：学生为初中年级，具有一定的电子技术基础知识和实验操作能力，对电力电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过实验和实际操作，使学生更好地理解和掌握单项逆变电路的知识。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 逆变电路基本原理：包括逆变电路的定义、工作过程及其在电力电子技术中的应用。
- 教材章节：第三章“逆变电路及其应用”2. 逆变电路的组成及各组件作用：- 教材内容：二极管、晶体管、变压器等组件在逆变电路中的作用及其相互关系。
3. 单项逆变电路的原理图绘制：- 教材章节：第三章图3-2“单项逆变电路原理图”4. 实验操作与电路测试：- 教材内容：实验3-1“单项逆变电路的搭建与测试”5. 逆变电路输出电压和输出功率的计算：- 教材章节：第三章“逆变电路的输出电压和输出功率的计算”6. 电力电子技术在实际应用中的案例分析：- 教材内容：第三章“逆变电路应用案例分析”教学内容安排与进度：第一课时：介绍逆变电路基本原理，讲解教材第三章相关内容。
单相全桥逆变电路仿真
计算机仿真实验报告一、实验名称：单相全桥电压型逆变电路MA TLAB仿真二、目的及要求1.了解并掌握单相全桥电压型逆变电路的工作原理；2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink的使用及构建模块；3.复习在Figure中显示图形的程序编写和对图形的修改。
三、实验原理1.电压型逆变器的原理图图1 电压逆变器的原理图当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u0为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，u0为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，u0的波形如图1（b）所示。
输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比，这样就实现了直流电到交流电的逆变。
2.电压型单相全桥逆变电路图2 电压型单相全桥逆变电路它有4个桥臂可以看成由两个半桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。
输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。
改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，成为移相调压。
各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q（0<q<180°），T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180°- q，u0成为正负各位q的脉冲，改变q即可调节输出电压有效值。
四、实验步骤及电路图1.建立MA TLAB仿真模型通过MA TLAB的Simulink模块建立单相电压型逆变电路的仿真模型，如下图3所示，图中因为用的是MA TLAB2011版本，所以在这个系统中添加了一个powergui模块保证系统的连续运行。
2.参数设置对于图3中的各模块，做如表1所示的参数设置（没有写出的为默认）。
模块名参数设置DC V oltage source Amplitude(V): 220*sqrt(2)Pulse Generator1 Pulse Generator4 Amplitude: 1Period(secs): 0.02Pulse Width(% of period): 50 Phase delay: 90*0.02/360Pulse Generator2 Pulse Generator3Amplitude: 1Period(secs): 0.02Pulse Width(% of period): 50Phase delay: (90+180)*0.02/360 图4 MATLAB仿真模型表1 参数设置00Series RLC Branch Resistance(Ohms): 5Inductance(H): 1Capacitance(F): infScope Number of axes: 5V ariable name: S3.程序设计为了在Figure中，显示仿真波形，我使用了M文件设计程序，如图5所示：五、实验结果1.纯电阻负载波形如图6所示：002.阻感负载波形（1）a=90°，波形如图7：（2）a=135°，波形如图8：图6 纯电阻负载波形图7 阻感负载波形（a=90°）（3）a=180°，波形如图9：图8 阻感负载波形（a=135°）图9 阻感负载波形（a=180°）六、实验心得由于之前已经完成了对三相桥式SPWM逆变电路的仿真，所以这次做单相全桥电压型逆变电路的仿真感觉要容易很多。
单相全桥电压型无源逆变的设计与仿真
本科课程设计专用封面设计题目： 单相全桥电压型无源逆变的设计与仿真 所修课程名称： 电力电子技术课程设计 修课程时间： 2012 年 06 月 17 日至 6 月 23 日 完成设计日期： 2012 年 06 月 23日 评阅成绩： 评阅意见：评阅教师签名： 年 月 日____工____学院___2009___级_电气工程及其自动化_专业 姓名___ _____ 学号___________………………………………（密）………………………………（封）………………………………（线）………………………………单相全桥电压型无源逆变的设计与仿真一．设计要求1）完成电压型无源逆变器的设计、仿真；2）设计要求：输入：DC100V；输出：AC80V，100Hz设计合理的滤波电路，使输出负载电流接近正弦波。
计算其主开关器件所承受的最大正反向电压，器件的额定电流，并建立合适的仿真模型，对主电路进行仿真。
然后根据电压型无源逆变器的驱动控制要求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触发波形。
二．题目分析无源逆变的作用：无源逆变电路主要用在变频领域。
把某种固定频率的电能转变为另一种固定频率或频率可调节的电能称为变频，这种变换通常有两种方式：一种是先把交流电能转变成直流电能，然后再把直流电能转换成固定频率或频率可调的交流电能，这种通过中间直流环节的变频叫间接变频，也被叫作交-直-交变频；另一种方式是不通过中间环节而实现直接变频，叫直接变频，也被称为交-交变频。
交-直-交变频中交-直的过程就是整流的过程，而直-交的过程就是无源逆变的过程。
由此可知许多变频电路就是由整流电路和无源逆变电路构成的。
无源逆变器输出的电压或电流除了频率可以调节外，幅值也可以调整。
无源逆变的特点：从总体上讲，逆变电路的功率流向是从直流侧到交流侧，但在逆变过程中也有从交流侧到直流侧的过程，即在逆变过程中包含了整流过程，因此设计逆变器时必须保证它能够在4个象限工作。
单相逆变电源课程设计
单相逆变电源课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解单相逆变电源的基本工作原理，掌握其电路组成及各部分功能。
2. 学生能够掌握单相逆变电源的关键参数计算方法，如输出电压、输出功率、效率等。
3. 学生能够了解单相逆变电源在不同应用场景中的性能要求，如家用电器、便携式设备等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的单相逆变电源电路，并进行仿真分析。
2. 学生能够独立完成单相逆变电源的性能测试，分析实验结果，并提出优化方案。
3. 学生能够通过课程学习，提高电路分析、计算和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子技术的兴趣，增强学习动力，提高自主学习的积极性。
2. 学生能够认识到单相逆变电源在日常生活和工业应用中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生能够通过团队合作，培养沟通、协作和分享的精神，提高团队协作能力。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，旨在让学生掌握单相逆变电源的设计与应用。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调知识的应用和创新能力培养，提高学生解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 单相逆变电源原理- 逆变电源的定义、分类及用途- 单相逆变电源的基本工作原理- 单相逆变电源的电路组成及各部分功能2. 单相逆变电源关键参数计算- 输出电压、输出功率、效率等参数的计算方法- 举例说明计算过程及应用场景3. 单相逆变电源的设计与仿真- 逆变电源设计的基本步骤与方法- 电路仿真软件的应用与操作- 设计案例分析与讨论4. 单相逆变电源性能测试与优化- 性能测试方法及实验操作- 实验结果分析及优化方案- 测试过程中的注意事项5. 应用案例分析- 家用电器中的单相逆变电源应用- 便携式设备中的单相逆变电源应用- 工业领域中的单相逆变电源应用教学内容根据课程目标进行科学性和系统性的组织，涵盖理论与实践两部分。
5KW单相光伏逆变器的设计与研究的开题报告
5KW单相光伏逆变器的设计与研究的开题报告一、研究背景和意义光伏逆变器是将光伏组件发出的直流电转换为交流电，使光伏系统输出能够满足供电负载要求的电源设备。
光伏逆变器的研究和发展，将有助于促进光伏发电技术的应用和发展，推动可再生能源在能源领域的普及和应用，对于实现可持续发展和改善人类生活环境具有重要意义。
本次研究的重点在于单相5KW光伏逆变器的设计与研究，为了满足家庭或小型企业的用电需求，光伏逆变器必须具备高效、稳定的特性，并且具有较高的可靠性和适应性。
因此，本研究将着重研究单相5KW光伏逆变器在控制技术、拓扑结构、电路设计等方面的优化和改进，提高逆变器的性能和效率，实现光伏系统的稳定、可靠运行，具有举足轻重的意义。
二、研究内容和方法本研究的主要内容和方法如下：1. 系统性能分析和评估：对5KW单相光伏逆变器的系统性能进行评估和分析，包括输入电压、输出电压、输出频率、交流负载、效率等指标的测试和分析，建立性能评估模型。
2. 控制技术改进：采用PID控制算法和模糊控制算法，对光伏逆变器中的电流、电压等重要参数进行闭环控制，实现电流、电压等参数的精确控制和稳定输出。
3. 拓扑结构设计：选用高效、稳定的拓扑结构，研究其特性，分析其优缺点，在此基础上，设计出适合光伏逆变器的拓扑结构。
4. 电路设计：设计适合5KW单相光伏逆变器的电路，优化电路结构，提高电路的功率因数和效率，确保逆变器在安全、稳定条件下正常运行。
5. 仿真分析：采用PSCAD/EMTDC等电力系统仿真软件，对所设计的光伏逆变器进行仿真分析，进行各种情况下的性能测试和评估，确定优化方案。
三、研究预期成果本研究的预期成果如下：1. 设计出高效、稳定、可靠的单相5KW光伏逆变器。
2. 分析和评估单相5KW光伏逆变器的系统性能，并建立性能评估模型。
3. 改进光伏逆变器的控制技术和拓扑结构，提高逆变器的性能和效率。
4. 通过仿真和测试，验证所设计的逆变器方案的可行性和优越性，为光伏逆变器的实际应用提供参考和支持。
单相逆变电路的仿真
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苏州市职业大学实训报告院系电子信息工程学院班级姓名学号实训名称单相逆变电路的仿真实训日期一实训目的1了解matlab的工作环境并能熟练地运用simulink中的各种模块组合建立仿真模型设置各种模块参数及仿真参数运行和结果分析
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实训名称单相逆变电路的仿真实训日期
三、实训步骤
1、建立仿真模型。
首先新建一个仿真模型的文件，然后提取电路元件模块，最后将电路元件模块按电压型单相逆变电路的原理图连接起来，组成仿真电路。Fra bibliotek2、设置模型参数。
①交流电压源，电压为220V，频率为50Hz。.
②IGBT，Rn＝0.001Ω，Lon=1e-6H，Uf=0.8，Rs=10Ω，Cs=250e-6（250×10-6）F。
四、仿真模型
五、实训结果
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实训名称单相逆变电路的仿真实训日期
电压型逆变电路的主要特点如下：
①直流侧接有大电容，相当于电压源，直流电压基本无脉动。
②交流侧电压波形为矩形波，与负载阻抗角无关，而交流侧电流波形和相位因负载阻抗角得不同而异，其波形接近三角波或接近正弦波。
一、实训目的
1、了解MATLAB的工作环境，并能熟练地运用Simulink中的各种模块组合建立仿真模型，设置各种模块参数及仿真参数，运行和结果分析。
2、通过仿真，进一步了解电压型单相逆变电路的结构。
3、通过仿真，进一步了解电压型单相逆变电路的工作原理。
二、实训原理
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真..
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5KV A单相逆变器设计与仿真姓名：班级：学号：同组同学：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：50HZ3）输出功率：5KV A 4）负载功率因数：1~8.0cos =φ 5）过载倍数：1.52、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 1Ω===033.43000/110/2'L O L Q U Z 公式 2H Z L L m 84.124.033/(100f)2/(''===）ππ 公式 32）负载电阻最小值计算（1）当1cos =φ时，Ω==42.2/2O O P U R 公式 4 （2）当8.0cos =φ时，Ω=•=025.3)cos /(2φO O P U R 公式 53、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 912.15026.0=•=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 LC94.17721f '==π 公式 82）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 9uF Z C C 8.394)f 2/(1==π 取400uF ，4个100uF 、250V 的电容并联起来。
Ω=•••==962.7104005021c 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(=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==COC OZ R RU ZU θ 公式 14A I I I R CL 499.4742.2110962.71102222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=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 172）当8.0cos =φ时A 459.13962.7110033.4110110110'=-=-=-C LC L Z Z I I 公式 18354.0025.3110459.13arctan =⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=θ 公式 19()A I I I I CL R L 415.30459.13033.4110222'2=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=-+= 公式 20 V I Z U L L L 100.19415.30628.0=⨯=•=∆公式 21 V U I 989.117354.02cos 1.1911021.1911022=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯-+=π公式 22（3）过载150%时 1）当cos ϕ =1时c 2.42arctan arctan 11.31.5 1.57.94R θZ ===︒（） 公式 23221.569.5L C R I I I A =+=公式 24 43.7L L L U Z I V ∆==公式 25110.1i U V = 2）当cos ϕ =0.8时13.65arctan 14.11101.53.025θ==︒⨯（）公式 262'2LLCR I II I =56.2A 公式 27L L L U Z I ∆= =35.3V公式 28144.5i U V =5、逆变电路输出正弦电压全桥电路输出电压与输入电压DC U 的关系为DC DCAC U U U 9.022==π公式 29由于桥臂上下管互补通断要保留一定的死去时间，且管子导通有压降，故输出电压达不到DC U 354.0,只能达到)(k 354.0ECSET DC mV U -M 为同一通路中开关器件个数（m=2），k 是死区时间引起的压降系数K<1， T T T ∆-=2k 公式 30设uS T khz f k 5.3,6.9=∆=66-3106.91105.32-106.91⨯⨯⨯⨯=k =0.9328 管压降CECSET U 取3V ，V U DC 0.18935.19.02110=⨯⨯= 公式 31 取190V ，逆变电路输出电压为()V 45.15423-1909328.09.0=⨯⨯⨯ 取150V 。
6、逆变器输出电流的计算（1）逆变器输出电流有效值公式32公式 33（2）逆变器输出电流峰值公式 34公式35 7、主开关元器件的选择（1）常用开关器件功率-频率如图所示选择MOSFET（2）MOSFET流过的峰值电流和耐压值的计算公式 36公式37公式388、控制策略逆变器双闭环控制结构由外环电压调节器和内环电流调节器组成。
外环电压调节器一般采用PI 调节器，内环电流调节器可以采用PI 调节器或P 调节器。
电容电流内环电压外环控制系统动态性能好，抗负载扰动性能强。
PWM 逆变器电容电流内环电压外环双环控制系统框图如图2所示：电压给定信号 ur 与输出电压反馈信号 u0比较得到电压误差，经过电压调节器 Gv 产生电流给定信号 uir ，uir 与电容电流反馈信号 ic 比较而得的电流误差信号经过电流调节器 Gi 形成控制量 u1，对逆变器实施控制。
9、控制器设计与仿真（1）控制器的设计在该双环控制方案中，电流内环采用PI 调节器，简称双环PI-PI 控制系统。
其中电流调节器Gi 的比例环节用来增加逆变器的阻尼系数，使整个系统工作稳定，并保证有很强的鲁棒性；电流调节器的积分环节用来减少电流环稳态误差；电压外环也采用PI 调节器，电压调节器GV 的作用是使得输出电压波形瞬时跟踪给定值。
这种电流内环电压外环双环控制的动态响应速度十分快，且静态误差很小。
电压和电流调节器分别为： 电压和电流调节器分别为：()s ks G iV 11p k += 公式 39 ()sik k s G p 22i += 公式 40可得到该控制系统的传递函数：()()()()()()()s I s LCD r sL s U s LCD k s k k s k s U O r i p i pO+-++=22211 公式 41 ()()()()s I s G s U s G O io -=r ur系统输出传函中的前一部分 () urGs 体现了控制系统输出对正弦电压给定ru 的跟踪性能，而后一部分 () ioGs 体现了负载电流对控制系统输出的扰动特性，即系统等效输出阻抗。
其中控制系统特征方程为：()LCk k s LCk k k k s LCCk k k s LCCk rC s D i i ip i p ip p p21122122213241s ++++++++= 公式 42 对上述系统按极点配置方法设计控制器参数。
双环控制系统的控制器参数按常规方法设计，需考虑两个调节器之间的响应速度、频带宽度的相互影响与协调，制器设计步骤复杂，还需要反复试凑验证；采用极点配置方法大大简化了设计过程，同时能满足高性能指标要求，这种设计方法具有明显的优越性。
四阶系统希望闭环主导极点22,11r r r r jw w s ξξ-±-= 公式 43 非主导极点r r w s ξm 3-= 公式 44 r r w s ξn 4-=公式 45希望四阶系统特征方程为()()()()rrrrr r r r w n s w m s w s w s D ξξξ++++=222s420a r r w LCmn ξ=公式 46 ()312a r r w mn n m LC ξ++=公式 47 ()[]222221a r r w mn n m LC ξ+++=公式 48 ()r r w n m LC ξ++=2a 3公式 49 r La p -=32k公式 50 ()0k k k k 1Ck 0222212232=-+-+a a a p i p i i公式 51的实数根p i p C a 2221k 1k k --=公式 52 ii a 201k k =公式 53针对一台单相PWM 逆变器进行双环控制器设计，逆变器的主要参数如下：额定输出电压Uor=110V （rms ），额定频率f=50Hz ，额定输出功率Po=5kW ，额定功率因数cos φ=0.8，输出滤波电感L=2mH ，输出滤波电容C=400μF ，等效阻尼电阻r=0.1Ω，PWM 开关频率 fsw=10kHz 。