关键字 |
| 变频器、单片机、MOSFET、PWM。 |
I.INTRODUCTION |
| 当前的趋势增加范式转变的发电和分布对可再生能源和替代能源已经上升到过度对分布式能源系统的重要性。自电力利用从这些来源和存储,需要转换为兼容现有的交流电源系统的交流。逆变器控制直流电压转换为交流电压[1]。开发一个优化的可再生能源利用系统是一个非常有利可图的地区电力行业。 |
| 本文描述了一种方法来设计一个单相正弦波逆变器使用IGBT作为开关设备获得所需的大小和频率的正弦波交流电输出,并分析各种无源元件对输出波形的影响,试图改善波形的质量。期望的输出波形应该是一个非常低的正弦波谐波失真和清洁能源效用提供电力。纯正弦波逆变器的优点如:电感加载微波和汽车跑得更快,安静和凉爽。它减少了声音和电噪音球迷,荧光灯,音频放大器、电视、传真和电话应答机。它可以防止崩溃在电脑和故障监控[2]。 |
| 任何装置,利用控制电路感知阶段(电压/速度控制)或瞬时零电压穿越(定时控制)不能正常工作的电压有一个修改后的正弦波形。也,修改后的正弦波方波的一种形式,它由多个正弦波奇怪的基本频率的谐波(倍数)修改后的正弦波。例如,一个60赫兹。修改正弦波将包括奇谐波频率的正弦波第三(180赫兹),5号(300赫兹),和7(420赫兹)[3]。高频谐波内容修改正弦波产生增强的无线电干扰,在汽车/微波加热效果和生产重载由于降低低频滤波电容的阻抗/功率因数改善电容器。 |
二世。文献调查 |
| 电力电子和半导体技术的发展引发了在电力电子系统的改进。逆变器的驱动电路的主要组件包括电源电路、驱动电路、用户界面、数学模型和单片机串行传输的数据。基于电源逆变器可以分为两种类型:电压源逆变器和电流源逆变器。VSI有小或阻抗可以忽略不计的输入终端,它有一个僵硬的直流电压源,至于CSI,这是美联储从直流可调电流源和高阻抗。 |
| 最近,微控制器和数字信号处理器(DSP)作为先进的控制技术。许多研究人员开发的软件控制系统,证实了基于单片机控制技术的高质量[4]和提供额外的实时处理吞吐量的逆变器操作, |
| 微控制器和DSP功能减少CPU的开销在一个中断密集型应用程序[5]。 |
三世。单相逆变器的工作 |
| 图1显示了控制信号分别IG1和IG2开关S1和S2的。关闭开关S1一半时间(T) / 2)所需的交流电输出。它连接一个直流源点到C点和输出电压签证官就等于+ V / 2。 |
| 在t = t / 2,控制信号从S1和删除它关闭。在接下来的一半时间(t / 2 < < t)门信号S2。它连接B点的直流源点C和输出电压反转。因此,通过交替关闭S1和S2,一半时间,方波交流电压输出了。 |
| 电阻负载,负载电流是由: |
| Io =签证官/ R |
| 因此,输出电流的波形是相同的输出电压,显示在图2中 |
| 输出电压的频率是: |
| f = 1 / t |
| 通过控制时间的栅极驱动信号的频率可以不同。 |
IV.METHODOLOGY |
3.1控制电路 |
| IGBT开关的脉冲控制电路产生互补和关闭。需要互补的脉冲触发IGBT。这些都是5级的方波脉冲v(约)。为了确保适当的减刑的IGBT,消隐时间大约100μsec (IGBT)引入了[6]。这是确保IGBT不同时开启(短路)。 |
一个。软件实现 |
| 波浪发电方案的框图表示图3所示。使用AT89C51单片机产生PWM脉冲触发电源电路[7]。数字样本的生成正弦波和三角波的微控制器被送入DAC 0808和0808 DAC的模拟输出送入比较器KF351比较DAC的模拟输出。比较器给了SPWM触发脉冲,通过示波器观察和美联储逆变器。 |
| 波一代的8051 C语言编程是用在这里生成三角形从单片机和正弦波输出。 |
| 单片机的流程图表示波生成图4所示。正弦和生成的三角波转换为模拟信号用数字模拟转换器(双DAC)和输出给Op - Amp(μA741)。 |
| 双DAC的输出使用阴极射线示波器和输出是被视为图5和图6所示。 |
| 双DAC的正弦波输出终端连接到470 k电位器作为分压器电路和振幅的正弦波可以相应地变化。现在给出了输出运算放大器和PWM信号获得如图7所示。PWM信号[8]是控制电路的输出信号作为输入提供给盖茨的igbt功率电路。 |
3.2电源电路 |
| 电源电路是一个推挽式逆变电路有两个igbt作为开关连接到变压器初级绕组电阻和电感串联。负载连接到二次绕组的变压器,如图8所示。控制电压门和发射极之间的IGBT和直流电源电压转换为交流电压在集电极和发射极IGBT。电源电路,如图8所示。 |
| 电流流经IGBT和相应的电路包括变压器的一次绕组的一半当IGBT。补充脉冲的igbt,这样他们打开另外,导致电流通过上、下一半的初级绕组或者在相反的方向。合成输出,是整个负载连接到二次绕组将交流正弦波。 |
| 电阻和电感与开关串联使用限制电流的突然变化(di / dt效果)。变压器是用来提供隔离电路即变压器变压比和灵活性是选择根据所需的输出电压。 |
| 完整的硬件实验装置图9所示。 |
V。结果和输出分析 |
| 获得的输出波形在变压器的负载连接到二次扭曲的正弦波。我们分析各种组件的影响在电路输出波形和试图改善波形使用电容,电感,二极管负载。 |
1。影响电阻负载(有或没有二极管) |
| 反向二极管连接在开关时防止大功耗开关电感负载连接到电路通过减少当前强调IGBT和帮助减刑。理论上没有必要为R反向二极管的开关负载。由于我们使用一个大型变压器电感电路中增加了一些,因此即使R负载我们能够观察到相当大的减少拍摄和显著改善波形通过连接反并联二极管IGBT的。阴极射线示波器上的输出波形中可以看到图10所示。 |
| 最初波形有大超调图10可以看出(a)但在二极管连接在负载过度已大大减少,可以观察到在图10 (b) |
2。电容性负载的影响 |
| 正如我们所大型过激的波形在R使用电容负载控制过度。电容的值加上一个固定电阻R = 750Ω的价值及其对输出波形的影响如Fig.11所示。电容的值包含在过度增加的负载降低。5超滤的超调与电容最小。它可以观察到,通过连接5佛罗里达大学的电容负载波形有了较大的改善比0.1 uf的波形时,电容是连接整个负载。 |
3所示。电感负载的影响 |
| 电感负载测试是一种理想的测试电路和波形的稳定性。5 h连接的电感系列750Ω电阻和波形观察通过改变整个负载电容值,如图12所示。 |
| 与感应负载波形往往更扭曲的正常运行。它可以纠正通过连接一个大电容与负载并联。它可以观察到电容的值从0增加超滤连接5失真减少和电容的佛罗里达大学5佛罗里达大学获得的波形在负载几乎是正弦波形。 |
VI.CONCLUSION |
| 单相逆变器是实现使用两个igbt并联逆变器配置和输出波形在电阻负载电源电路1 k的获得和被发现是正弦波。电阻和电感负载的输出进行了研究,发现正弦波通过最少的过度,因此令人满意。 |
| 逆变器的不同部分:控制电路、控制电路和电源电路或逆变器电路成功地互相联系,每一个阶段的输出。通过分析各种波形和波形上的各种组件的影响我们可以说在开关电压和电流应力导致波形失真。通过减少开关上的电压和电流应力,并确保适当的减刑,波形可以改善。 |
| 输出正弦波可以进一步提高了输入和输出端将谐波滤波器。 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
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| 图5 |
图6 |
图7 |
图8 |
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| 图9 |
图10 |
图11 |
图12 |
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引用 |
- 阿里斯蒂德Tchamdjau,玛丽亚·d·Bellar Tzong-Shiann Wu JavadMahdavi和M。Ehsani”,回顾工作直粱转换器”,IEEEtransactions工业应用中,43卷,没有。4、847 - 858年,1998页。
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