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电压型PWM并网逆变器
发布时间:2016-07-23 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]- 摘 要：能源回馈系统对减缓我国能源供求矛盾具有重要的作用，而逆变技术在能量回馈系统中占有重要地位，主要介绍了一种电压型并网逆变器。首先对电压型的逆变器进行了系统分析，给出了单相电压型和三相电压型两种并网逆变器的理想电路模型。在此基础上，设计了一个基于数字信号处理器(DSP)TMS320F240控制的数字化电压型单相并网逆变器，搭建了外围硬件电路，并运用C语言进行运算处理，给出原理仿真结果的同时也给出了它的实验结果，说明这种逆变器的运行效率高，可靠性好，应用也很方便。
关键词：能量回馈；并网逆变器；DSP
0 引言
随着我国经济的迅速发展，能源问题在当今社会中受到越来越多的关注。在减缓能源供求矛盾方面，能量回馈系统可以发挥重要作用，主要运用在功率电子负载、分布式发电和电机再生制动等场合。而电力电子的逆变技术是能量回馈系统的核心部分。
数字化是控制技术发展的趋势，在具体实现能量回馈系统的过程中，也应充分运用数字式控制方式。在电压型逆变系统中，将数字信号处理器(DSP)作为控制中心，实现外围电路工作及其控制。l 电压型并网逆变器的系统分析
l.l电感器厂家 电压型单相并网逆变器的理想模型
作为并网用的逆变器，一般的理想状态为：
1)网侧功率因数λ=1，即网侧电流iN无畸变且与网侧电压uN相位一致，这样回馈至电网的只有有功功率。
2)能够实现回馈电流iN的快速调节；
3)具有能量双向流动的能力，除了向电网回馈能量外，在一定条件下，电路还可处于整流模式，从电网吸收能量能够实现上述理想的逆变电路状态，并认为电路内部没有损耗，则得到理想模型如图1(a)所示。
1.2 三相电压型并网逆变电路的模型
电压型三相桥式逆变电路的主电路如图2所示。由图2可以看出三相桥式电路是单相半桥电路的扩展，在拓扑结构上是完全相似的，其中各相输入电感相等，电网各相电压均为正弦波。
三相并网逆变电路的等效电路模型如图3(a)所示，0点为电网中点，0′为直流侧滤波电容中点，Rs为电感电阻，其他同单相电路。图3(b)为a相等效电路的相量图。
三相并网逆变器交流侧的方程为
逆变部分一般考虑SPWM调制的三相电路，三相桥式电路的控制脉冲时序分布和单相的相似，调制信号为三相正弦波uga、ugb和ugco分析得知逆变器输出线电压波形是一个单极性SPWM波电感生产厂家形，其输出幅值为Uio假想直流电源中点O′，磁芯电感器则可推出三相SPWM逆变电路相电压基波表达式为
对于逆变桥的输入电流id,由单相电路分析的结果，每个桥臂从直流侧吸取的电流存在二次谐波，三相电路中每个半桥单元从直流侧吸收的电流为
将三相电流叠加后即可得到直流侧电流id的表达式为
由式(4)可知，当电路在三相对称条件下，逆变器的输入电流为恒定的直流，而不存在二次电流分量，电路的直流侧输入不需要二次谐波吸收电路。三相逆变器的输人瞬时功率也随之恒定共模电感器，而单相逆变器的输入电流存在二次电流分量，输入功率也不恒定，如图l所示。这点是三相逆变器不同于单相逆变器之处，因此，单相逆变器的直流侧滤波电容需要滤除高频和低频的纹波，而三相逆变器的直流侧滤波电容仅需要滤除高频纹波即可，其容量可以比单相的小。2 电压型PWM并网逆变器试验
在前述理论分析的基础上，研制了一台基于数字式DSP控制的电压型单相全桥PWM并网逆变器。迎接太阳光伏能源的崭新黎明近些年来，在世界范围内的政治和经济领域中，人们对可再生能源态度的关注日益增加。虽然在去年全球经济危机中，很多可再生能源项目被削减，但是太阳能设备未来几年的安装增长率预计可能在30%～40%之间（如图1
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