单相逆变器

、 仿真指标输出电压：115V±3%, 400Hz；输出功率： 500VA；负载功率因数： 0.751； 采用单极性倍频控制方式。、 参数计算载波频率fc设置为200kHz。滤波器设计 确定滤波器截止频率 fL1 1 1f = f = x 200kHz=20kHzl 2JTC 10 c 10 考虑滤波器无功功率最小 当虑滤波器无功功率 Q 最小时,解得o U2 o2U22兀 x 400 x 1152 (2兀 x 400)2 x 11521o + 14 t + o 2o 4(2兀 x 20000)2(2兀 x 20000)4L = li一 = 210uHo 122兀 x 400 x 4.3521o11C = 30uFo 2L (2兀 x 20000) x 210 x 10-6L计算直流电压设 U = 115Z00V,则oI =I +1 = U x joC + L C o oUoU = I x jo L + UinLo联立以上两式可知，当负载功率因数为0.75时，U取得最大值，计 in算可得， U 为 158V。in当调制比取1时，M = U inmax =二1，计算可得口为223 V，UUdcdc dc故直流电压至少为 223V。开关管应力分析开关管的电压应力为Udc，实际选型时应考虑2倍裕量；开关管的电流应力为IL，且当负载为纯阻性时，流过开关管的Lmax电流最大。设 U = 115ZOoV,则oI =7 +1 = U x joC + ?L C o oUo=115 x j x 2兀 x 400 x 30 x 106 + 500115=9.73Z0。取电感电流纹波为峰值的 20%，则7= 7x (1+ 20%) = 9.73 xQ x (1+ 20%) = 16.5ALmax L(pk)实际选型时应考虑1.5倍裕量。三、 仿真原理图根据以上参数计算结果，在PSIM中搭建的仿真原理图如图1所示。aouj°图 1 仿真原理图FFT且不四、仿真分析逆变桥输出电压谐波分析图2 是逆变桥输出电压波形；图3是逆变桥输出电压波形的2000V brige0.046Time (s)0.0480.05图 2 逆变桥输出电压波形分析，可以发现：谐波频率高，为幅值递减的上下边频谐波带， 含载波倍数次谐波。逆变器输出电压谐波分析图4为逆变器输出电压波形，经测量可知，RMS为115V, THD 非常小，接近于0%。图5为逆变器输出电压波形的FFT分析，基本 上不含谐波分量。驱动波形图5为SPWM驱动波形，V和V2互补；V3和V4互补，且开关时 序正确。Time (s)图 5 SPWM 驱动波形输入电流波形图6 为输入电流波形。功率管电压电流波形图7为功率管电压波形，关断时电压应力是U dc；图8为流过功率 管的电流波形。图 8 功率管电流波形电感电压电流波形2000图 9 分别为电感上的电压和电流波形。-200图 9 电感电压和电流波形电容电压电流波形图 10 为电容电压和电流波形。加卸载输出电压波形2000-2000.160.2Time (s) 0.18图 11 加卸载输出电压波形如图11所示，在t = 0.16s时突然卸载，输出电压波形开始畸变, 其THD增大；在t = 0.2s时突然加载，输出电压波形的THD又慢慢变小；说明负载有利于改善输出波形，减小输出电压的THD。