PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计自己的资料
基于PWM逆变器的LC滤波器
第 5期
俞杨威 ,等 : 基于 PWM 逆变器的 LC滤波器
・51・
因此 ,滤波器设计目标包括 : ① 输出电压的谐波含量 小; ② 滤波参数和体积小 ; ③ 滤波器的阻频特性好 ; ④ 滤波系统消耗的功率小 。根据以上原则 , 即可 对滤波器的特性进行分析 。 LC 滤波器的传递函数为 :
U o ( s) = U i ( s) 1 s +
ω1 —基波角频率 ;ωm —m 次谐波角频率 ; Is — 式中 电感电流的基波有效值 ; ^ Im s —m 次电感电流的谐波
^ 有效值 ; U o —电容电压的基波有效值 ; U m 次电 mo —
容电压的谐波有效值 。 对于 PWM逆变器的输出电压而言 , 谐波分量相 对于基波来说非常小 , 因而式 ( 2 ) 可以简化为 : 2 2 ( 3) Q ≈ ω1 L Is +ω1 CU o ωL = LC 滤波器的截止角频率 :
参考文献 ( Reference) :
[1] 伍家驹 ,章义国 ,任吉林 ,等 . 单相 PWM 逆变器的滤波
3 设计实例
本研究针对单相 PWM 逆变电源进行了滤波器 参数设计 , 逆变器参数如下 :输出电压 U o = 240 V , 容量 6 kVA , 输出基波频率 f1 = 50 H z, 载波频率 fs = 20 kH z。 逆变器主电路拓扑 , 如图 1 所示 , 控制电 路用数字控制实现 。 综合考虑滤波器输出电压 THD、 系统的动态响 应以及体积 、 重量等因素 , 选取截止频率 fL = 0. 1 fs = 2 kHz,结合式 ( 11) , 选取 :L = 700 μH; C = 10 μF。 此时 , 滤波器传递函数为 :
1
LC ( 4)
pwm控制的单相逆变电源系统设计LC滤波电路
毕业设计PWM控制的单相逆变电源系统设计摘要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。
尤其是面对经济和科学技术发展的今天，一款稳定，易携带的交流电源正是我们现在方便生活重要的一种途径。
目前，国内外都在致力于发展新能源，太阳能发电，风力发电，潮汐发电等。
但是这些电能最终输出的都是不稳定的交流电，要想得到一款稳定的交流电源，逆变技术就要发挥极大的用处了。
本文设计的单相PWM逆变电源属于交流电源，采用电压反馈控制，通过调节占空比的方法来改变驱动电压脉冲宽度来调整和稳定输出电压。
其主电路构成采用的是Boost电路和全桥电路的组合。
控制电路采用的是IR2110控制，产生PWM波触发桥式电路，升压电路，输出稳定电压，本文还设计了过流保护电路，提高了系统的稳定性。
本文详细的分析了逆变电源的工作过程，并推到了重要的公式，最后对设计进行了仿真设计，验证了系统的可行性。
关键词：逆变技术，脉冲宽度调制，场效应管，升压电路Design of Single Phase Inventer Power SystemControlled of PwmAbstractWith the high-speed developing of national economy and the shortage supply of world electrical energy supplies, the development and utilization of electric power is more important. Especially in the face of economic and scientific and technological development today, a stable, easy to carry AC power is important that we are now a way of life convenient. At present, domestic and foreign are committed to the development of new energy sources, solar power, wind power, tidal power generation. But these are unstable final output power AC, in order to get a stable AC power inverter technology will play a significant useful.This design of single-phase PWM inverter power belongs to AC power, voltage-feedback control method by adjusting the duty cycle of the pulse width of the drive voltage is changed to adjust and stabilize the output voltage. The main circuit Boost circuit is used in combination and a full-bridge circuit. Control circuit uses a IR2110 control, PWM wave trigger bridge circuit, the boost circuit, stable output voltage, the paper also designed the overcurrent protection circuit to improve system stability.This detailed analysis of the inverter's work process, and pushed to the important formula, the final design of the design of the simulation to verify the feasibility of the system.Keywords: inverter technology, pulse width modulation, FET,boost circuit目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 背景 (1)1.2 目前研究现状 (3)1.2.1 UPS及交流净化电源 (3)1.2.2 交流稳压电源 (4)1.2.3 工业电源的发展 (4)1.2.4 直流开关电源 (5)1.3 论文主要研究内容 (6)第2章系统方案及基本原理 (7)2.1 系统的基本要求 (7)2.2 系统实现的理论基础 (7)2.2.1 采样理论 (7)2.2.2 面积等效原理 (9)2.2.3 PWM逆变电路及控制方法 (11)2.2.4 Boost升压电路 (15)2.3 系统可行方案和选择 (17)第3章系统的主要模块 (20)3.1 系统的主要组成 (20)3.2 系统主电路设计 (20)3.2.1 主电路拓扑 (20)3.2.2 主电路工作过程 (21)3.2.3 主电路参数设计 (23)3.3 IR2110芯片控制电路的设计 (26)3.4 辅助电路的设计 (28)3.4.1 过流保护电路 (28)3.4.2 开关管驱动信号电路 (29)3.4.3 LC滤波电路 (30)第4章仿真分析 (31)4.1 仿真目的 (31)4.2 仿真电路 (31)4.2.1 主电路仿真图 (31)4.2.2 PWM产生图 (31)4.3 仿真波形 (33)4.3.1 波形仿真 (33)4.3.2 输出电压分析 (33)4.3.3输出电流分析 (34)第5章结束语 (36)5.1 结论 (36)5.2 展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第1章绪论1.1 背景电力电子技术的发展一次经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，一些电源也就应运而生。
逆变器滤波器参数设置
逆变器滤波器参数设置逆变器滤波器参数设置 Revised by Chen Zhen in 20211滤波特性分析输出滤波方式通常可分为：L 型、LC 型和 LCL 型，滤波方式的特点比较如下：(1)中的单L 型滤波器为一阶环节，其结构简单，可以比较灵活地选择控制器且设计相对容易，并网控制策略不是很复杂，并网容易实现，是并网逆变器常用的滤波方式。
缺点在于其滤波能力有限，比较依赖于控制器的性能。
(2)中的 LC 型滤波器为二阶环节， C 的引入可以兼顾逆变器独立、并网双模式运行的要求，有利于光伏系统功能的多样化。
然而，滤波电容电流会对并网电流造成一定影响。
(3)中的 LCL 型滤波器在高频谐波抑制方面更具优势，在相同高频电流滤波效果下，其所需总电感值较小。
但因为其为三阶环节，在系统中引入了谐振峰，必须引入适当的阻尼来削减谐振峰，这就导致了其控制策略复杂，系统稳定性容易受到影响。
当三相光伏逆变器独立运行时，一般均采用 LC 型滤波方式。
并网逆变器的滤波器要在输出的低频段（工频 50Hz）时要尽量少的衰减，而要尽量衰减输出的高频段（主要是各次谐波）。
采用伯德图来分析各种滤波器的频域响应。
[1]一般并网逆变器滤波部分的电感为毫亨级，电容为微法级，这里电感值取 1m H,电容取 100u F，电感中的电阻取Ω，在研究 LCL滤波器时，取电感值为 L1=L2= H，电阻R1=R2=Ω。
对于单电感滤波器，以输入电压和输出电流为变量，并且实际的电感中含有一定电阻，其传递函数为：对于采用 LC 滤波器的并网逆变器，在并网运行时，电网电压直接加在滤波器中的电容两端，因此此时电容不起滤波作用，可以看作是一个负载，从滤波效果上来说，它等同于单电感滤波器。
并且对于被控量选取为电感电流IL 的采用LC滤波的并网逆变器，由于有电容的作用，其控制电流IL与实际输出电流Io 之间有如下图所示：上式中可以看出，电感电流LI 将受到电网电压gU 的变化与并网电流0I 的影响。
单相PWM逆变器输出滤波器优化设计
ｄ ｓｇ ｐ ｌ ｓａ ＬＣ ｆ ｔ ｒ ｅ ｉｓ ｔ ｎ ｔ ｅ Ｏ ｆ ｔ ｒ ｈ ｒ ｎ ｃ ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｐ ｉ ｉ ｅ ｓ ｓ ｒ Ｏ ａ ｏ ｈ ｒ ｔ ｉ ｅ ａ ｍｏ ｉ ｆｔ ｅ ＰＷ Ｍ ｖ ． Ｔｈ Ｗ Ｍ ｖ ｉｈ ａ ｌ ｅ ｌ ｅ ｌ ｗａ ｅ ｅＰ ｗａ ｅ ｗｈ ｃ ｌ
ｓａ ｃ ｅ ｒ ｈ． Ｉ ｄｅ Ｏ ｆｌｅ ａ ｍ ｏ ｃ ｗｈｉｈ ｉ ｏｎｔ ｉ ｄ ｉ ｈ ｎｏｒ ｒｔ ｉｔ ｒｈ ｒ ｎｉ ｃ ｓｃ ａｎｅ ｎ ｔ ｅ ＰＷ Ｍ ａ ｅａ ｒ ａ ｅ ｂ ｔｅ ｔ ｗ ｖ ｎｄ ｃ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒｏｕ ｐｕｔｗ ａ ｅ ｏ ｍ ，ｔ ｅ ｖ ｆｒ ｈ
Ｈ Ｅ ｎ — ｕａ Ｙｉ ｇ ｇ ｎｇ， ＲＥＮ ａ — Ｘｉｏ ｈｏｎ ＦＡ ＮＧ ｎｇ， Ａ Ｎ Ｇ ｉｎ ｗ ｅ ｇ， Ｇａ Ｗ Ｔ ａ— ｎ
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法一、本文概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，三相PWM（脉宽调制）逆变器在电力系统中得到了广泛应用。
为了改善逆变器的输出波形质量，降低谐波对电网的污染，LC滤波器被广泛应用于逆变器的输出端。
本文旨在探讨三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计方法，分析滤波器的主要参数对滤波效果的影响，为工程师提供一套实用的滤波器设计流程和指导原则。
本文将首先介绍三相PWM逆变器的基本工作原理和LC滤波器的功能特点，然后详细阐述LC滤波器的设计步骤，包括电感、电容参数的选取，滤波器截止频率的计算等。
接着，本文将通过仿真和实验验证所设计的LC滤波器的性能，分析滤波效果与滤波器参数之间的关系。
本文将总结滤波器设计的关键因素，并给出一些实用建议，以帮助工程师在实际应用中更好地设计和优化LC滤波器。
通过本文的阅读，读者可以全面了解三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计原理和方法，掌握滤波器参数的选择和优化技巧，为提升逆变器输出波形质量和电网稳定性提供有力支持。
二、三相PWM逆变器基础知识三相PWM（脉冲宽度调制）逆变器是一种电力电子设备，用于将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源。
它是许多现代电力系统中不可或缺的一部分，特别是在可再生能源领域，如太阳能和风能系统中。
了解三相PWM逆变器的基础知识是设计其输出LC滤波器的前提。
三相PWM逆变器的基本结构包括三个独立的半桥逆变器，每个半桥逆变器都连接到一个交流相线上。
每个半桥由两个开关设备（通常是绝缘栅双极晶体管IGBT或功率MOSFET）组成，它们以互补的方式工作，以产生所需的输出电压波形。
PWM控制是逆变器的核心。
它涉及快速切换开关设备，以便在平均意义上产生所需的输出电压。
通过调整每个开关设备的占空比（即它在任何给定时间内处于“开”状态的时间比例），可以精确地控制输出电压的大小和形状。
三相PWM逆变器的一个关键特性是它能够产生近似正弦波的输出电压。
SPWM高频全桥逆变-输出LC滤波c
最近开始做逆变了，现在正在对各电路各个参数计算，现在后面LC滤波这块理解不够透彻。
滤波器设计目标包括：输出电压的谐波含量小；滤波参数和体积较小；滤波器的阻频特性好；滤波系统消耗的功率小等等。
一、首先我们可以看到，高频逆变器输出通常有两种滤波方式：
我认为LC与LCL的滤波方式，效果应该一样的，LCL分为两块电感只将容量分到两个电感上，与变压器串并联相似。
二、截止频率设计
一般PWM逆变器采用LC低通滤波器，对于LC滤波器的设计，首先考虑的就是截止频率，以消除逆变器输出电压中高于截止频率中的低次谐波。
文献中描述：
10f1<FL<FHAR(MIN)< style="FONT-SIZE: 14px" jQuery1319813938750="21" P>
f1基波频率，fhar(min)最低次谐波频率，fL截止频率。
通常载波频率远大于10倍基波频率，fL可选载波频率的1/10~1/5。
老寿先生1KW逆变器中：采用LCL滤波。
L为1mH，C为4.7uF，载波频率20K,基波50HZ。
我们可以得到截止频率：1.6K 在设计范围之内。
最佳效果可能还不要实际调试。
三、绕线线径设计
线径设计时，我首先看的是过电流能力。
已载波20KHZ为例，趋肤深度0.5mm。
如果要求4A电流，铜线电流密度取6A/mm2。
因此可直接用1mm线绕。
还有很多问题不是太清楚，请大家指教！
磁环的功率容量，也就该选多大尺寸的磁环等等。
三相并网逆变器LCL滤波器的简明设计
三相并网逆变器LCL滤波器的简明设计孙超;刘以建;郑野;周雪梅;刘荀【摘要】LCL filter is widely used in grid-connected inverter for its good filtering performance.But under the undamped condition,resonance will be caused in the system,and then it can bring difficulties for the stability control of the system.On the basis of the mathematics model of three-phase grid-connected inverter,a novel approach was proposed in this paper,to adopt voltage directional power control which is based on dq synchronization rotating reference frame,and inhabit resonance by passive damping to get better performance of the grid-connected inverter.This paper gives the detail design of passive damping LCL filter,and compares with the filtering effect of the single-L filter,builds system model by simulation in Matlab/Simulink and realizes unity factor to be grid-connected.%LCL滤波器以其较好的滤波性能被广泛地用于并网逆变器,但无阻尼时系统产生谐振,给系统的稳定性控制带来困难。
基于PWM逆变器的LC滤波器
基于PWM逆变器的LC滤波器
俞杨威;金天均;谢文涛;吕征宇
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2007(024)005
【摘要】为了使脉宽调制(PWM)逆变器具有较好的输出波形,针对PWM逆变器谐波次数较高的特点,采用二阶LC低通滤波网络.从逆变器无功容量最小的角度,介绍了一种单相电压型PWM逆变器LC滤波器的设计方法,该方法综合考虑了滤波器的频率特性、功率因数等要素,根据该方法选择LC参数,可以优化滤波器性能.【总页数】3页(P50-52)
【作者】俞杨威;金天均;谢文涛;吕征宇
【作者单位】浙江大学,电力电子研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,电力电子研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,电力电子研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,电力电子研究所,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.基于虚拟电阻的PWM逆变器LC输出滤波器的研究 [J], 郑征;高照阳;张展
2.基于LC滤波器的单相SPWM逆变器双环控制设计 [J], 王博超
3.基于PWM逆变器的LC滤波器 [J], 劳浦城
4.基于PWM逆变器的LC滤波器 [J], 劳浦城
5.一种基于LC滤波器的PWM逆变器设计 [J], 李正午;王鹏;丁黎明
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
LC滤波器
因为R与RL越接近滤波效果越好，所以取
图5 逆变器输出波形的傅立叶分析
04
设计实例与MATLAB仿真
图5是对PWM逆变器的输出波形进行傅立叶分析的结 果图，测量结果显示最低次谐波为5次谐波，其占基波的 20%左右，波形总畸变率为30.09%。为保证输出正弦波 的畸变率低，要求所设计的滤波器的输出波形中任意次谐 波占基波比率不超过5%。因为5次谐波占基波20%，要减 少到基波的 5%。所以:
（15）
式中； — LC谐振角频率； ，ξ —阻尼系数；ξ =12RLC；Uo(s)—滤波 器输出电压；Ui(s)—滤波器输入电压；s—拉普拉斯变换算子。
04
设计实例与MATLAB仿真
三相PWM逆变电路的参数如下：直流母线电压24 V，输出基波频率f=50 Hz，载 波频率 fz=3kHz，输出采用常K型两元件低通滤波器。负载为永磁同步电机，额定电 压为24V，相电阻0.6Ω ，相电感0.002H。 则负载
因为三相对称，所以L1=L2=L3=L，C1=C2=C3=C。根据计算所得的参数在simulink中建立如图7的模型。PWM的 调制波为频率为50 Hz，相位角分别为0，120度，-120度的三个正弦波。输出的PWM波控制IGBT全桥的开关，将直流 电压逆变为方波输出。电压表1（Voltage Measurement1）测量逆变器输出电压，即滤波器的输入电压。电压表2 （Voltage Measurement2）测量滤波器输出电压，测量所得的波形在示波器Scope上显示。
5次谐波频率f5=250 Hz，计算出 fc=250/2.124≈117 Hz。考虑到实际中 L、C 元件的损耗会降低滤波性能，将截止频率fc定 为100 Hz。则L、C的值可由公式(10)(11)计算 得到
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计一、概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，电力系统中逆变器的应用越来越广泛。
PWM（脉冲宽度调制）电压源逆变器以其高效、灵活的控制方式在各类电能转换场合中占据了重要地位。
PWM逆变器产生的谐波对电网的影响不容忽视，设计合适的LC滤波器以滤除这些谐波，提高电能质量，成为了当前研究的热点。
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计涉及多个方面，包括滤波器的拓扑结构、参数优化、动态性能分析等。
本文首先介绍了PWM逆变器的基本原理及谐波产生的原因，然后详细阐述了LC滤波器的设计原则和方法，包括滤波器拓扑结构的选择、电感电容参数的计算与优化、以及滤波效果的评价指标等。
在此基础上，本文还讨论了滤波器设计中的一些关键问题，如滤波器的动态性能、热设计、电磁兼容性等。
通过案例分析，本文验证了所提设计方法的有效性和实用性。
通过本文的研究，旨在为大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计提供理论支持和实用指导，促进电力电子技术的可持续发展。
1. 介绍PWM电压源逆变器的应用背景及其在电力系统中的重要地位。
在现代电力系统中，PWM（脉宽调制）电压源逆变器已成为一种重要的电能转换装置，广泛应用于各种电力电子设备中。
作为一种将直流电能转换为交流电能的电子设备，PWM电压源逆变器在机械传动控制、电动机调速、太阳能电池、风能发电等领域发挥着至关重要的作用。
特别是在可再生能源领域，PWM电压源逆变器是太阳能电池板和风力发电机与电网之间的关键接口，能够实现电能的稳定、高效转换，从而满足各种负载的需求。
PWM电压源逆变器的核心在于其独特的脉宽调制技术，该技术能够根据输入信号的特点，以一定规律调制输出信号的占空比，从而达到对输出电压的精确调节。
这种技术不仅可以实现输出电压的频率和幅值的灵活调节，还能够生成各种不同形状的波形，如正弦波、方波和三角波等，以满足不同负载的需求。
PWM电压源逆变器还具有高效率、高可靠性、低谐波污染等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计 自己 的
目录
1.LC滤波器设计原则
1.1. 原则1
输出额定电流时，电抗器上电压降应该小于额定输出电压的10%。
即满足：
ωLI N≤10%U N
1.2. 原则2
滤波电容上损耗的电流应该小于额定输出电流的10%。
即满足：
ωCU0≤10%I N
1.3. 原则3
ＬＣ滤波器截止频率应该远小于输出交流的最低次谐波频率，并且远大于基波频率，一般取1/10到1/5的载波频率。
f s 10<f L<
f s
5
2.设计步骤
2.1. 计算电抗器电感值
根据原则1计算电抗器的电感值，一般取
ωCU0≤10%I N
以保证滤波效果。
2.2. 选择截止频率
根据原则2选取LC滤波器的截止频率f L。
2.3. 计算滤波电容
根据计算出的电感和选取的截止频率，计算电容值。
截止频率公式为：
f L=
1
2π√LC
可以得到
C=1
L
ωL2，式中，角频率ωL=2πf L
电容的基波电流参数可以由下式计算:
I C=ω1CU O 式中，ω1是基波角频率，U O是额定输出电压。
谐波下垂控制器LCL滤波器参数设计_王刚
谐波下垂控制器LCL 滤波器参数设计谐波下垂控制器，逆变器输出的三相电流经LCL 滤波器滤波后并网，LCL 滤波器主要滤除由逆变器电力电子开关产生的高次谐波。
LCL 滤波器的结构和参数设计如下。
图 1 LCL 滤波器结构图1 是LCL 滤波器结构，其中1L 是逆变器侧滤波电感、2L 是并网侧滤波电感、C 是滤波电容。
1.1滤波电感1L 的设计电感1L 电容选择由纹波电流、IGBT 的开关损耗、和传导损耗决定，同时兼顾电感线圈的磁芯损耗。
电感1L 越大，纹波电流越小，I GBT 的开关损耗、和传导损耗越小，但是电感线圈的磁芯损耗就越大。
电流纹波一般取15%-25%的额定相电流峰值[1]，取20%设计，可得：20%3*nL n P I U η∆=⨯（1） n P —逆变器独立运行时的额定功率 n U —额定输出电压，相电压有效值η—逆变器效率对于PWM 控制的逆变电源,电感1L 与纹波电流有如下关系[1]18dcL sU L I f ≥∆ （2） dc U —逆变器直流端电压 s f —开关频率1.2 滤波电容C 的选取电容C 的选取要折中考虑它所产生的无功功率和电感1L 的大小。
电容值越大,产生的无功就越多,通过和开关管和1L 的电流就越大,因此会造成逆变器效率降低。
电容值亦不能太小,否则需要更大的电感来满足滤波的需要,使电感上的压降增大,电感的体积也随之增大。
根据文献[1]给出的计算方法,电容C 所产生的无功功率为15%的额定功率2115%3*2nnP C f U π≤ （3）1f —基波频率，50Hz.1.3并网侧电感2L 的设计文献2按照纹波要求设计变换器侧电感；，然后通过 LCL 滤波器两个滤波电感值的比例与谐波电流幅值的关系确定电感值2L 的大小。
当电容C 取值一定时，12L L 的比值越大，电感1L 的谐波电流幅值越小，12L L 比值在 0～1 之间这种趋势最明显；同时12L L 比值越大LCL 滤波器中电感1L 对开关频率处的谐波抑制作用越明显，滤波性能加接近单L 滤波器；但是12L L 比值越大，电感1L 的磁心也越大，对节约磁心材料不利，而且12L L 比值在大于 7.5 以后，电感1L 谐波电流幅值又开始有变大的趋势，因此12L L 的比值取 3～7 之间比较合适。
一种基于LC滤波器的PWM逆变器设计
一种基于LC 滤波器的PWM 逆变器设计1.引言PWM 逆变器是一种逆变器的常用形式，它将直流电能转换成交流电能，并且可以控制输出电压和频率。
作为电力电子领域中的一种重要技术，PWM 逆变器已经在许多领域广泛应用，如交流电动机驱动、UPS 电源、太阳能并网逆变器等领域。
其中，LC 滤波器作为PWM 逆变器输出端电路的重要组成部分之一，对逆变器性能有着重要的影响。
因此，如何设计一种基于LC 滤波器的PWM 逆变器是一个值得研究的课题。
本论文首先介绍PWM 逆变器的基本原理和分类，然后分析LC 滤波器的结构和作用原理。
基于此，我们提出了一种基于LC 滤波器的PWM 逆变器设计方案，并对其性能进行了分析和优化。
最后，我们在PSIM 仿真平台上进行了实验验证，证明该设计方案的有效性和可靠性。
2.PWM 逆变器的基本原理和分类PWM 逆变器是一种能够将直流电能转换成交流电能的电路，在实际应用中，它一般采用全桥式结构。
PWM 逆变器的基本原理是：通过直流电源提供能量，然后将这些能量转换为一定频率的交流电能，输出到负载中。
PWM 逆变器的分类主要有三类：单相全桥PWM 逆变器、三相全桥PWM 逆变器和三相半桥PWM 逆变器。
单相全桥PWM 逆变器是一种常见的PWM 逆变器，它可以将直流电源变成单相正弦波交流电源。
其电路图如图1 所示。
图1 单相全桥PWM 逆变器其中，Q1、Q2、Q3、Q4 是四个MOS 管，D1、D2、D3、D4 是四个反向恢复二极管。
当MOS 管Q1 和Q4 通，Q2 和Q3 关时，负载就会得到正半周的电压；当MOS 管Q2 和Q3 通，Q1 和Q4 关时，负载就会得到负半周的电压。
通过控制MOS 管的通断时间和占空比，可以控制输出电压的幅值和频率。
三相全桥PWM 逆变器将三个单相全桥PWM 逆变器串联在一起，可以得到三相正弦波逆变器输出。
它的电路图如图2 所示。
图2 三相全桥PWM 逆变器其中，L1、L2、L3 是负载电感，C1、C2、C3 是输出电容，三相PWM 逆变器分别对应于U、V、W 三个相位。
基于pwm逆变器的lc滤波器
· ２３８ ·
关键词：三相全桥逆变器；ｓＴｃｌ５Ｆ２Ｋ６０ｓ２单片机；ｓＰｗＭ；ｌ Ｒ ２１０４驱动器
随着现代电子技术的发展。许多设 备的电源都不采用电网所提供的交流电， 而是将电网所提供的交流电进行变换得到 所需要的电能形式。这里的变换主要是通 过整流电路与逆变电路对原始电源进行变 换。逆变电路是其中的重中之重ｊ逆变电 源是一种采用开关方式的电能变换器，其 输入为交流电或者直流电，通过开关控制 转换成具有稳定电压和频率的交流电输 出。ＳＰｗＭ（简称ＳＰＷＭ）控制技术又被 称为正弦脉宽调制控制技术。它的原理是 假如有一系列的脉冲想要变成正弦波。那 么就可以通过等效法对脉冲的宽度进行改 变来等效着获得正弦波，波形包含形状和 幅值，由于该控制技术可以使逆变器输出 的电压或者电流更接近正弦波形，故其在 逆变器控制技术中得到了最为广泛的应 用。本文设计并实现了一种三相ＳＰＷＭ 逆变电源。该设计具有输出稳定性好．效 率高，负载调整率低等优点。
控制，用外环电压误差的控制信号控制电 流，通过调节电流使输出电压跟踪参考电 压值。内外环控制通常能够改善系统的动 态特性与负载补偿及ｄｑ轴的解耦关系。
三、测量方案与测量结果 １测试方案 １．１硬件测试 利用ＹＢ３３０３数字直流电源、 ＬＤＳ２１０１０示波器、数字万用表、８７８８ 电参数分析仪对电路进行测试。 １．２软件仿真测试 通过Ｐｒｏｌｅｕｓ仿真软件对电路进行仿 真测试。 ２测试条件与仪器 测试条件：检查多次，仿真电路和硬 件电路必须与系统原理图完全相同，并且 检查无误。硬件电路保证无虚焊。测试 仪器：ＬＤＳ２１０１０示波器、数字万用表、 ８７８８电参数分析仪。 四、结束语 本文设计并实现了一种三相ＳＰＷＭ 逆变电源。首先由直流电源输入电压，经 过滤波器滤波，然后将输出信号输入到由 ＳＴＣｌ５Ｆ２Ｋ６０Ｓ２单片机控制的三相全桥 逆变电路。信号再经ＬＣ低通滤波器滤波， 最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。 通过调试与测量，本设计具有输出稳定性 好，效率高。负载调整率低等优点。 参考文献： 【１】贺昱曜，张柳明扬，陈金平．抑 制ｚ一源逆变器母线电压跌落的空 间矢量脉宽调制方法Ⅱ】电工技术学 报，２０１７，３２（２）：２２８—２３７． ［２】代佳华，张矿伟，程刚，等．基 于ＰＭｗ三相并网逆变器矢量解耦 控制系统的设计Ｕ】计算技术与自动 化，２０１６，３５（２）：７—１１．
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计自己的资料
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计自己的资料PWM型逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电子装置。
它通过将直流电源转换为高频脉冲信号，然后使用逆变器将这些脉冲信号转换为交流电源。
PWM型逆变器的输出需要经过LC滤波器进行滤波，以消除脉冲信号的高频成分，使输出信号更接近理想的正弦波。
在设计PWM型逆变器输出LC滤波器的参数时，需要考虑以下几个方面：1.输出电流和负载电阻：首先确定所需的输出电流和负载电阻，以便确定滤波器的工作范围和额定电流。
2.输出电压波形：确定所需的输出电压波形，通常是正弦波或近似正弦波。
根据电压波形的要求，选择合适的滤波器参数。
3.输出电压纹波：确定所需的输出电压纹波的允许范围，以便选择合适的滤波器参数。
电压纹波较小时，滤波器的容值可以选择较小，电压纹波较大时，则需要选择较大的容值。
4.带宽：确定所需的输出信号的带宽，以便选择合适的滤波器参数。
带宽较小时，滤波器的电感值可以选择较大，带宽较大时，可以选择较小的电感值。
5.输出功率：确定所需的输出功率，以便选择合适的滤波器参数。
输出功率较大时，需要选择耐压较高的元件。
在滤波器设计中，可以使用以下公式来计算LC滤波器的参数：C = 1 / (2 * π * fc * L)其中，C为滤波器的电容值，L为滤波器的电感值，fc为滤波器的截止频率。
根据以上考虑，设计PWM型逆变器输出LC滤波器的参数的具体步骤如下：1.确定所需的输出电流和负载电阻。
根据负载电阻和输出电流计算滤波器的额定电流。
2.确定所需的输出电压波形。
根据输出电压波形的要求，选择合适的滤波器参数。
3.确定所需的输出电压纹波。
根据输出电压纹波的允许范围，选择合适的滤波器参数。
4.确定所需的输出信号带宽。
根据输出信号的带宽要求，选择合适的滤波器参数。
5.确定所需的输出功率。
根据输出功率的大小，选择耐压合适的元件。
6.根据以上参数，计算滤波器的电感值和电容值。
7.选择合适的滤波器元件，如电感、电容等。
一种基于LC滤波器的PWM逆变器设计
93EXCHANGE OF EXPERIENCE 经验交流摘要：PWM逆变器输出电压波形为等效正弦波形，谐波含量较高，往往达不到直接使用的标准。
为了减少逆变交流电中谐波的含量，通常需要在输出电路中进行滤波设计。
论文研究一种基于LC滤波电路的PWM 逆变器设计方法，利用本方法开展simulink仿真实验，结果数据验证了LC滤波电路可以减少逆变电路输出谐波，对实践工作的具有指导作用。
关键词：逆变器；PWM；谐波；LC滤波器一、前言随着科技的进步，逆变电路广泛应用到各种需要将直流电转化为交流电的系统中。
因SPWM 逆变电路转化后的电压为正弦波等效波形，含有谐波较多，会对电网造成冲击甚至危害用电设备[1]。
同时随着载波角频率的升高，低次谐波含量会明显减少，因此在逆变电路的设计中，应该考虑加入LC 滤波电路以减少逆变交流电的谐波含量[2-3]。
本文通过分析逆变器输出电压波形谐波产生的原因，利用LC 滤波器的电感电容谐振滤波原理，然后设计电容电感参数，最后利用matlab/simulink 平台搭建模型进行仿真实验，验证了LC 滤波器可以明显减少逆变器输出电压波形中的谐波。
二、单相PWM 逆变电路系统的输出电压谐波特性单相PWM 逆变电路的结构主要由直流电压源、电力电子开关、PWM 发生器、电阻及电感组成。
其中PWM 发生器是以角频率c ω等腰三角波作为载波，角频率1ω正弦波作为调制信号波，采用双极性调制的调制电路组成。
由于PMW 逆变电路输出电压是通过PWM 调制电路通过改变电力电子开关开断时间而产生的等幅而不等宽的矩形脉冲，这些矩形脉冲与设计要求的正弦波等效。
但是由于使用的是以等腰三角形为载波，正弦波作为调制信号的调制波，必然会使得输出波形带有和载波相关的谐波分量[1]。
使用贝塞尔函数作为数学工具，以等腰三角形载波的周期作为基础可以推算出输出电压PWM 波形中傅里叶级数的表达式：1ωωk n c ± （1）式中n 和k 为谐波系数，n 为自然数，k=n-1。
正弦波逆变器LC滤波器的参数
正弦波逆变器LC滤波器的参数要准确计算正弦波逆变器LC 滤波器的参数确实是件繁琐的事，这里我介绍一套近似的简便计算方法，在实际的检验中也证明是可行的。
我的想法是SPWM 的滤波电感和正激类的开关电源的输出滤波电感类似，只是SPWM 的脉宽是变化的，滤波后的电压是正弦波不是直流电压。
如果在半个正弦周期内我们按电感纹波电流最大的一点来计算我想是可行的。
下面以输出1000W220V 正弦波逆变器为例进行LC 滤波器的参数的计算，先引入以下几个物理量：Udc:输入逆变H 桥的电压，变化范围约为320V-420V;Uo:输出电压，0-311V 变化，有效值为220V;D:SPWM 载波的占空比，是按正弦规律不断变化的；fsw: SPWM 的开关频率，以20kHz 为例；Io:输出电流，电感的峰值电流约为1.4 Io；Ton：开关管的导通时间，实际是按正弦规律不断变化的；L: LC 滤波器所需的电感量；R:逆变器的负载电阻。
于是有：L=( Udc- Uo) Ton/(1.4 Io) （1）D= Uo/ Udc （2）Ton=D/ fsw= Uo/（Udc* fsw）( 3)Io=Uo/R (4)综合(1),(3),(4)有：L=（Udc- Uo)* Uo/(1.4 Io* Udc* fsw)=R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw) 例如，一台输出功率1000W 的逆变器，假设最小负载为满载的15%则,R=220*220/(1000*15%)=323Ω从L= R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)可以看出，Uo=Udc 的瞬间L=0,不需要电感；Uo 越小需要的L 越大我们可以折中取当Uo=0.5Udc 时的L=323*(1-0.5)/(1.4 *20000)=5.8 mH这个值是按照输出15% Io 时电感电流依然连续计算的，所以比较大，可以根据逆变器的最小负载修正，如最小负载是半载500W，L 只要1.7 mH 了。
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计
Abstract: Fo r m edium vo ltage drives based on p u lse w id th m odu lat ion (PWM ) vo ltage sou rce inverters, the L C filter design is d ifficu lt due to the L C resonance. A new op tim al L C filter design m ethod w as develop ed based on a th ree2level neu t ral po in t clam p ed (N PC) inverter and selected harm on ic elim inated PWM. T he excitation of the resonance is actively dam ped th roughou t the w ho le op erating frequency range fo r low sw itch ing frequencies. T he effects of the L C filter on the m o to r vo ltage and inverter ou tpu t cu rren t w ere analyzed. A p aram eter design m ethod w as developed fo r the inducto r and cap acito r design s. T he p ropo sed m ethod w as confirm ed by exp erim en tal resu lt s on a 6 kV N PC2V S I based m ed ium vo ltage d rive.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
P W M型逆变器输出L C 滤波器参数设计自己的
资料
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
目录
1.LC滤波器设计原则
1.1.原则1
输出额定电流时，电抗器上电压降应该小于额定输出电压的10%。
即满足：
ωL I I≤10%I I
1.2.原则2
滤波电容上损耗的电流应该小于额定输出电流的10%。
即满足：
ωC I0≤10%I I
1.3.原则3
ＬＣ滤波器截止频率应该远小于输出交流的最低次谐波频率，并且远大于基波频率，一般取1/10到1/5的载波频率。
I I 10<I I<
I I
5
2.设计步骤
2.1.计算电抗器电感值
根据原则1计算电抗器的电感值，一般取
ωC I0≤10%I I
以保证滤波效果。
2.2.选择截止频率
根据原则2选取LC滤波器的截止频率I I。
2.3.计算滤波电容
根据计算出的电感和选取的截止频率，计算电容值。
截止频率公式为：
I I=
1
2I II
可以得到
C=1
I
I I2，式中，角频率I I=2II I
电容的基波电流参数可以由下式计算:
I I=I1II I 式中，I1是基波角频率，I I是额定输出电压。