SPWM逆变的拓扑结构

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　　并联系统的单机逆变主电路拓扑与常规逆变电源的主电路结构没有差异，一般有全桥型和半桥型两种。与全桥逆变电源相比，采用半桥拓扑结构可以节省两只功率开关管，控制简单，成本低。但是在同等容量条件下，其功率器件的额定电流却为全桥电路的两倍，而且对于相同的直流母线电压，半桥逆变电源的交流输出电压只是全桥逆变电源的一半。因而半桥电路多用在输出功率较小的场合，全桥逆变电源则一般用在中大功率场合。

　　为了实现逆变电源并联系统的逆变与并联功能一体化，本系统中各并联逆变单元的主电路均采用电压型全桥逆变主电路。逆变桥的后级经L-C滤波器来滤除输出电压中的高次诺波，其拓扑结构如图1所示，其中滤波电容的等效串联电阻没有考虑。图中Vdc为系统直流输入电压，T1-T4为功率开关器件IGBT模块，L和C为系统输出滤波电感和电容，r为滤波电感的等效串联电阻，R是系统的负载。

　　SPWM逆变电源是一个非线性环节，PWM驱动脉冲通过三角波调制法产生。为了能从理论上对逆变电源进行分析，必须得到PWM功率放大环节的线性化等效模型。当逆变电源的开关频率远远高于调制信号的基波频率，并且在不出现过调制时，信号波中的基波信号及低次谐波与逆变电源输出电压中的对应分量存在固定的比例关系，因此，在这种情况下脉宽调制环节可以等效为一个比例放大环节，其输入是正弦控制电压，输出为等效正弦调制电压，其放大倍数正比于直流母线电压。通常不希望直流母线电压变化，因而分析时可以把直流母线电压波动引起的输出基波电压变化作为一种扰动，认为线性放大的系数不变。则逆变电源开环系统结构图如图2所示。其中Usin是正弦控制电压，Uac是输出基波电压幅值，N(s)除了直流母线电压波动引起的输出基波电压变化外，还包括各次谐波电压，Kpwm=Vdc/Usin为脉宽调制环节等效增益。
　　本文由：逆变电源发布。

日期:2013-09-30

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