电力电子习题集

(3)载波比越高,逆变器输出的频率中所含最低次谐波的次数越高,这样越容易滤除,基波幅值调节线性度越好,频率调节范围也越宽。但调制比越高,开关器件的工作频率也相应提高,使开关损耗增加,效率降低,严重时将影响装置的可靠运行。

(4)在工程设计中,一般将调制比设计在0.8左右。至于载波比,则根据所选中的开关器件的型号及电路的实际要求定。应保证逆变器的效率在85%以上。

例6.18 简述获得SPWM波形的基本方法。

[解] 理论上讲,在给出了正弦波幅值、频率,并按系统要求选定每半个周期内的脉冲数后,每个SPWM波中的脉冲宽度和间隔可明确地计算出来。但是实际的逆变器控制电路中,实时地在线计算每个脉冲间隔和宽度十分困难,特别是输出正弦波的幅值和频率变化时更不适用。目前采用方法三种:硬件生成法、微机控制法和专用芯片法。

图6 -14 例6.18的图

(1)硬件生成法:把期望的波形作为调制信号对载波信号(一般选用三角波)进行比较来获得所需要的SPWM波。如图6—14所示。改变载波信号uc的频率就可改变逆变器开关管的工作频率,改变调制波um的幅值就可调节逆变器的幅值,改变um的频率就可改变逆变器的输出频率。

(2)采用微机控制生成SPWM控制波:利用微机计算出调制波um与载波uc的交点时刻,以此作为逆变开关管的开关时刻,从而实现SPWM控制。微机执行程序要花时间,为了简化程序,提高运算速度,常运用查表法求取相应值。

(3)专用芯片生成:专用芯片生成SPWM波相比前两种电路简单、实时性好,这种芯片一般都与微机接口,受微机控制,通过软件很方便就可以改变SPWM的参数,且可靠性较高。目前使用的芯片如SA828

系列已广泛运用于各种逆变电路中。

例6.19 桥式逆变电路如图6—16(a)所示,逆变器输出电压U0为一方波,如图6—16(b)所示,已知E?110V,逆变器频率f?100Hz,负载R?10?,L?0.02H。求:

(1)输出电压基波分量U01; (2)输出电流基波分量I1; (3)输出电流有效值; (4)输出功率P0。

图6 -16 例6.19的图

解 (1)对图3—16(b)中u0(t)展开成傅立叶级数为

u0(t)?4E11(sin?t?sin3?t?sin5?t??) ?35其中基波分量为

U01(t)?4E?sin?t

基波分量有效值为

u01?4E2??4?1102??99V

(2)基波阻抗为

Z1?R2?(?L)2?102?(2??100?0.02)2?18.59?

则所求输出电流的基波分量为

I01?U01/Z1?99/18.59?5.33A

(3) Z3?R2?(3?L)2?102?(6??100?0.02)2?39?

Z5?R2?(5?L)2?102?(10??100?0.02)2?63.6? Z7?R2?(7?L)2?102?(14??100?0.02)2?88.56? Z9?R2?(9?L)2?102?(18??100?0.02)2?113.54?

1111U03?U01,U05?U01,U07?U01,U09?U01

3579I3?U03/Z3?99/(3?5.33)?0.85A

I5?U05/Z5?99/(5?63.6)?0.31A I7?U07/Z7?99/(7?88.56)?0.16A I9?U09/Z9?99/(9?113.54)?0.097A

9次以上的谐波电流因幅值太小忽略不计,故

2I?I12?I32?I52?I7?I92?5.41A

(4)输出功率P0为

22 P0?IR?5.41?10?292.6W

说明 从电流基波分量

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