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单相逆变电源设计 题目 ：18KV A 单相逆变器设计与仿真 院 系 ： 电气与电子工程学院 专业年级：电气工程及其自动化 2010 级 姓 名： 郑海强 学 号： 1010200224 同组同学： 钟祥锣 王敢 方骞 2013年 11 月 20 号 单相逆变器设计 一、设计得内容及要求 1、1 设计内容 要求设计一个输入为 150V 得直流电压，输出容量为 18KVA ，输 出电压为 300V 单相交流电得逆变器。 1、2 参数要求 1、输出电压： AC 单相 300V 2、输出频率： 100Hz 3、输出功率： 18KVA 4、负载功率因数： cos 0.8 : 1.0 ,滞后 5、负载短时过载倍数： 1、5 6、输入电压：直流 DC333V 二、设计方案介绍 系统原理框图如下图所示 保护电路  150V DC 供电 单相逆变电源设计 触发电路 逆变主电路 工频变压器 滤波器 300V AC 方案简述 将直流电变成交流电得电路叫做逆变电路。 根据交流侧接在电网 与负载相接可分为有源逆变与无源逆变， 所以本次设计得逆变器设计 为无源逆变 。换流就是实现逆变得基础。 通过控制开关器件得开通与 关断，来控制电流通过得支路这就是实现换流得方法。 直流侧就是电压源得为电压型逆变器， 直流侧就是电流源得为电 流型逆变器， 综上本次设计为电压型无源逆变器 。 三、主电路原理图及主要参数设计 3、1 主电路原理图 如图 1 所示 单相逆变电源设计 图 1 3、2 输出电路与负载计算 3、2、1 负载侧参数设计计算 负载侧得电路结构图如图 2 所示，根据图 2 相关经计算结果如下 ： L I L I C I L ' I R Vi C L ' R Vo 图 2 负载侧电路结构图 1、 负载电阻最小值： cos =1、0 时， R=Vo2 / Po = 3002 / (18? 103) 5W； cos =0、8 时， R=Vo2 /( Po cosj ) = 3002 / (18创10 3 0.8) = 6.25W 2、 负载电感最小值： L ' = ZL ' /(2 f )=8、3/( 2创p 100 )=0、0132 H 3、 滤波电容： 取滤波电容得容抗等于负载电感感抗得 2 倍，则： C =1/(2 f Zc )=1/(2 ′ ′ 、 F 100 92 32)=95 单相逆变电源设计 取电容为 100 F ,将 10个10 F得AC 电容进行并联， Z c(实 ) = f C - 6 1/(2 )=1/ (2 p 100 100 10 =15、9W 创 创 4、滤波电抗 L 得计算 选取主开关器件工作频率 f K =N f O =32 ′ 100=3200Hz 由于移相原因， 输出线电压得开关频率变为： 2 f K =6400HZ 取滤波电路固有谐振频率 f ' =1/(2 LC )= f K /6=533、3Hz 则： L = 1/（4 2 f '2 C ）= 1/(4 2 5332 100 10 6 )=880 H 实选用 L=900uH 由此 特征阻抗 ZT = L C = 900/100 =3 3、2、2 逆变电路输出电压 1、 滤波电路输入端电压 (无变压器时 ) 逆变电路得输出与后续电路得连接电路如图 3 所示，有图 3 可以得到 如下得计算结果。 L & 逆 I L uL 变 & & 电 Ui C L ' R Uo I C uL 路 & ui & uO 图 3 逆变电路输出电路 图 4 空载时得矢量图 空载时 : 空载时得矢量图如图 4 所示，由图 4 可得： I& = & = 300 = 18.9 A = = 创 创 = W uo ( ) Z L 2p f o L - 6 0.5652( L Z C 15.9 2 p 100 900 10 ) u&L = I&L ?Z L 18.9 ? 0.5652 & & & = 300- 1.5 = 298.5(V) 10.7 (V ) 。 ui = uo - uL 这说明空载时输出电路就是升压得。 额定负载时 ：额定负载时， 当 cosj = 1.0 与 cos = 0.8得矢量图分别如图 单相逆变电源设计 与图 6 所示。 & & uL i I&C & I&C I&L & uL & & & ui I&L I&C & & I L uL & & I&L I R uo 图 5 cosj = 1.0 时得矢量图 图 6 cos = 0.8 时得矢量图 cosj =1.0： - 1 ( ) - 1 - 1 5 o q = tan = tan =17.5 1 ZC R 1 R ZC 15.9 I R2 +IC