课程设计---3KVA三相逆变器设计

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1、 目 录 1 概述 . 1 2 设计方案 . 2 2.1 主电路结构选择 2 2.2 方案论证 2 3 电路分析 . 3 3.1 主电路 3 3.2 抗干扰电路 4 3.3 逆变电路 4 4 LC 滤波器参数的选取 . 5 4.1 滤波电容 C 的设计 . 5 4.2 滤波电感 L 的设计 . 5 4.3 滤波器谐振频率的选择 . 6 4.4 滤波器参数确定 . 6 5 心得体会 8 参考文献 9 1 3KVA 三相逆变器设计 1 概述 随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高，许多行业的 用电设备（如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等）都不是直接使用交流电网作 为

2、电源，而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式，它们所使用的电能大都 是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。 当今世界逆变器应用非常广泛。逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变 换器，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现，但由于其含有较大成分低次谐波 等缺点，近十余年来，由于电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器件 BJT，IGBT， GTO 等的发展和 PWM 的控制技术的日趋完善，使 SPWM 逆变器得以迅速发展并广泛使用。 PWM 控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，并通过控 制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制

3、电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压 变频目的的一种控制技术，SPWM 控制技术又有许多种，并且还在不断发展中，但从控制思 想上可分为四类，即等脉宽 PWM 法，正弦波 PWM 法（SPWM 法） ，磁链追踪型 PWM 法和电流 跟踪型 PWM 法，其中利用 SPWM 控制技术做成的 SPWM 逆变器具有以下主要特点： （1）逆变器同时实现调频调压，系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影 响。 （2）可获得比常规六拍阶梯波更接近正弦波的输出电压波形，低次谐波减少，在电 气传动中，可使传动系统转矩脉冲的大大减少，扩大调速范围，提高系统性能。 （3）组成变频器时，主电路只有一组可控的功率环节

4、，简化了结构，由于采用不可 控整流器，使电网功率因数接近于 1，且与输出电压大小无关。 本次课程设计要完成的是设计容量为 3KVA 的三相逆变器。初始条件为：输入直流电 压 220V。要求输出 220V 三相交流电，完成总电路的设计，并计算电路中各元件的参数。 2 2 设计方案 2.1 主电路结构选择 逆变器主电路结构的选取应该遵循以下几个原则：应选用尽量少的开关器件，这样可 以提高系统的可靠性，并且降低成本；尽量减少逆变电源中的电容值、电感值和电容电感 元件在逆变电源中的数量，这样可以减小整个逆变电源设备的体积，提高其可靠性，同时 也应该降低设备的成本；电路拓扑结构应该有利于逆变电源最终输出电压中谐波的消除， 输出电压频率及幅值的调节。鉴于以上诸项要求，本文所设计的逆变器主电路采用的是全 桥式结构。 2.2 方案论证 在逆变器电路的设计中，控制方法是核心技术。早期的控制方法使得输出为矩形波， 谐波含量较高，滤波困难，而 SPWM 技术较好地克服了这些缺点。 SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）正弦脉宽调制技术：通过对一系列宽窄 不等的脉冲进