（毕业论文）3KVA三相逆变器 ㊣ 精品文档 值得下载

宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形。

可知如果给出了逆变电路正弦波输出频率，幅值和半个周期内的脉冲数，波形中各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。

按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的波形，把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积冲量相等，这就是波形。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到波形。

脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形，也称波形。

波形可分为等幅波和不等幅波两种，由直流电源产生的波通常是等幅波。

其用波代替正弦波的说明图如图所示。

图波形图把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的波形。

通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。

控制方法有单极性和双极性之分。

单极性控制方式调制信号为正弦波，载波在的正半周为正极性的三角波，在的负半周为负极性的三角波。

其单极性控制方式图如图所示。

图单极性控制方式双极性控制方式在调制信号和载波信号的交点时刻控制各开关器件的通断。

在的半个周期内，三角波载波有正有负，所得的波也是有正有负，在的个周期内，输出的波只有两种电平。

其双极性控制方式图如图所示。

图双极性控制方式结构设计与方案选择逆变器电路选择方案电流型逆变采用大电抗器来缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。

电流型变频器则为电流波形为矩形波电压波形为近似正弦波。

电流型逆变具有直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗交流侧输出电流为矩形波当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用，反馈无功能量时直流电流并不反向等特点。

方案二电压型逆变采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器。

电压形电压波形为矩形波电流波形近似正弦波。

逆变直流具有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。

方案选择电流型逆变直流侧需加电感，价格比较昂贵，而电压型逆变器整流变频装置具有结构简单谐波含量少定转子功率因数可调等优异特点。

且直流侧只需并联个电容，故选择电压型逆变电路。

采样方法选择方案自然采样法自然采样法以正弦波为调制波，等腰三角波为载波进行比较，在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断，这就是自然采样法。

其优点是所得波形最接近正弦波，但由于三角波与正弦波交点有任意性，脉冲中心在个周期内不等距，从而脉宽表达式是个超越方程，计算繁琐，难以实时控制。

方案二规则采样法规则采样法规则采样法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，在个载波周期即采样周期内的位置是对称的。

在中能够很好的运用其定时器和模块来实现。

方案选择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。

逆变器件选择方案利用分立元件。

通常利用个大功率作为开关器件，组成个三相桥式逆变电路，然后再做套驱动电路，完成逆变。

优点是灵活，并且当其中路损害之后可以方便替换。

方案二利用集成智能功率模块。

集成智能功率模块由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成，它不仅把功率开关器件和驱动电路集成在起，而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到，即使发生负载事故或使用不当，也可以保证自身不受损坏。

方案选择方案电路虽然复杂点，但比较经济，易产生低频振荡，般设为开关频率的左右。

由于设计的开关频率为，由公式计算，故选择滤波器的截止频率为。

选择则图滤波电路相电压测量及调理电路相电压测量及调理电路如图所示。

电压测量采用电压传感器，它是应用霍尔原理的闭环补偿传感器，具有出色的精度良好的线性度以及极低的温漂。

输出与输入的电流比为。

设计满量程输出，由于内部输入范围为，故在端外接个欧姆的电阻，将的电流转变为的电压。

电路可以测量的交流电压，满足设计要求。

输出信号需要经过信号调理电路才可以送到，及外围的元件组成个带直流偏置的截止频率为的低通滤波器对信号进行调理。

图相电压测量及调理电路过流检测模块系统通过电流霍尔传感器从直流母线上得到直流母线电流，霍尔传感器测得的电流就输入过流检测电路的输入端，过流传感器是通过比较器来检测电流是否过流，过流检测输出端通过光耦隔离送给。

是单比较器，它是晶体管结构，输出级是集电极开路结构。

是种多用途的电压比较器，它具有失调电压平衡调节端或用作选通端，并且具有连接负载多样性及输出电流可达的特点。

图过流检测电路系统软件设计本系统的软件设计的三相产生是采用的规则采样法，规则采样法是种应用较广的工程实用方法，其效果接近自然采样法，但计算量却比自然采样法小得多。

取三角波两个正峰值之间为个采样周期，使每个脉冲的中点都以相应的三角波中点即负峰点为对称。

系统流程图如图所示。

按定的时间间隔读取正弦波表，每读取个值则采集次相电压，通过对比，计算下时刻的幅值，通过规则采样法算得该时刻对应的占空比，再赋给占空比控制寄存器。

开始计数时间是否到了查正弦波表改变正弦幅值赋比较寄存器改变占空比相电压测量图系统软件流程图总结通过本次设计，了解当前先进的电力电子技术和电力电子装置技术，加深了课本逆变部分理论知识的理解，掌握了逆变电路的基本设计以及技术。

同时我加强了我的基于设计的能力。

也找到我在些方面的不足，另外在本次设计前，我通过通系统原理进行了仿真，所以加强了我基于的电力电子方面的仿真设计能力。

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，无法对逆变电路进行研究，而是采用正弦技术，实现了直流电到正弦交流电的逆变，并且输出电压还可以在定范围内调整。

参考文献宋强大容量电压源逆变器的滤波器设计清华大学学报自然科版，吴晓朝基于满意度的参数整定方法华南理工大学学报自然科学版，李广海，叶勇驱动和保护电路的研究电子技术应用，王兆安，黄俊电力电子技术北京机械工业出版社，沈锦飞，吴雷电源变化应用技术北京机械工业出版社，附录系统总原理图霍尔传感器三相电压检测电路电路三相逆变器总拓扑图辅助电源模块最小系统模块驱动电路过流检测反馈电路基于的三相逆变器设计人电气黄力日期年摘要本次系统设计的是个输入直流，输出电压，容量为的电压型三相逆变器，该三相逆变器是基于的调制设计。

系统硬件部分包括辅助电源模块，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，最小系统。

系统的波是由专门的口产生的，该系统的软件部分的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，无法对逆变电路进行研究，而是采用正弦技术，实现了直流电到正弦交流电的逆变，并且输出电压还可以在定范围内调整。

关键词逆变器目录摘要逆变简介及其原理逆变介绍三相逆变原理介绍控制原理结构设计与方案选择逆变器电路选择采样方法选择逆变器件选择电压测量方案选择基于的原理仿真模块电路系统结构图辅助电源模块模块三相桥式逆变模块驱动模块变压器升压模块滤波模块相电压测量及调理电路过流检测模块系统软件设计总结参考文献附录三相逆变器逆变简介及其原理逆变介绍逆变，是对电能进行变换和控制的种基本形式，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技术模拟和数字电子技术技术频率和相位调制技术开关电源技术和控制技术等的门综合性技术。

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。

自从年代硅晶闸管问世以后，功率半导体器件的研究工作者为达到理想目标做出了不懈的努力，并已取得了世人瞩目的成就。

年代后期，可关断晶闸管实现了门极可关断功能，并使斩波工作频率扩展到以上。

年代中期，高功率晶体管和功率问世，功率器件实现了场控功能，使高频化成为可能。

年代，绝缘门极双极型晶体管问世，它综合了功率和双极型功率晶体管两者的功能。

的迅速发展，又激励了人们对综合功率和晶闸管两者功能的新型功率器件门控晶闸管的研究。

现在许多国家已能稳定生产的晶闸管。

日本现在已能稳定生产和的光触发晶闸管。

美国和欧洲主要生产电触发晶闸管。

近十几年来，由于自关断器件的飞速发展，晶闸管的应用领域有所缩小，但是，由于它的高电压大电流特性，它在高压直流静止无功补偿大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面仍然占有十分重要的地位。

目前，的最高研究水平为以及。

这种采用了大直径均匀结技术和全压接式结构，通过少子寿命控制技术折衷了导通电压与关断损耗两者之间的矛盾。

由于具有门极全控功能，它正在许多应用领域逐步取代。

为了满足电力系统对以上的三相逆变功率电压源的需要，近期很有可能开发出的，并有可能解决多个高压串联的技术，可望使电力电子技术在电力系统中的应用再上个台阶。

可以较低的成本，紧凑可靠高效率地用于变流器，而不需要串联或并联。

如用串联，逆变器功率可扩展到而用于电力设备。

虽然高功率模块具有些优良的特性，如能实现和的有源控制有源箝位，易于实现短路电流保护和有源保护等，但是，高的导通损耗低的硅有效面积利用率损坏后造成开路以及无长期可靠运行数据等缺点，使高功率模块在高功率低频变流器中的实际应用受到限制。

因此可以认为，在大功率问世以前，将成为高功率高电压低频变流器，特别是在电力工业应用领域中的优选大功率器件。

功率变换技术是现代逆变系统中最重要的技术，决定着逆变器的性能。

功率变换技术研究的目标主要是节约能源，提高效率，同时减小变换器的大小和减轻变换器的重量，降低谐波失真和成本而在电机传动应用中，有时还要求高的精度，快速响应，宽的输出电压电流或频率的调节范围等。