8KVA单相逆变器设计与仿真

8KVA单相逆变器设计与仿真

姓 名：班 级：学 号：同组同学：

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一．设计

1.1技术要求

1、输出电压V0（相）：220V 2、输出功率P0：8KVA 3、输出频率f：60HZ 4、过载倍数：2倍 5、负载功率因数cosφ：0.8-1

1.2单相逆变电路

因为输出功率为8KVA，所以选择单相全桥逆变电路。单相全桥逆变电路，如图1所示。

图1 单相全桥逆变电路

1.3负载参数计算

负载输出部分电路图，如图2所示

图2 负载输出电路

1.负载电阻最小值计算

当cosφ=1时，负载电阻计算计算公式为公式（3-1）；当cosφ=0.8时，负载电阻计算公式为公式（3-2）

V022202??6.05? (3-1) R?P80000 - 2 -

V2 （3-2） 22020R???7.5625?Scos?8000?0.802.负载电感最小值计算

负载无功功率QL1为

o QL1?S0sin??8?sin37?4.8145KVA (3-3)

负载电感感抗ZL1为 ZL1负载电感L1为 L1?V022202???10.053? (3-4) QL14814.5ZL110.053??26.667mH （3-5） 2?f2??601.4滤波电容计算

滤波电容与负载并联，对逆变电路输出电流影响较大，所以设计滤波电路时选

择滤波电容取滤波电容容抗等于负载电感感抗的2倍

滤波电容容抗ZC为

ZC?2ZL1?2?10.053?20.106? (4-1) 滤波电容C为

C?11??131.997uF (4-2)

2?fZL12??60?20.106实际取值130uF,由13个10uF的电容构成 电容阻抗实际值ZC1 为 ZC1?11??20.4148? （4-3） ?62?fC2??60?130?101.5无隔离变压器时，逆变器输出电流有效值

长期最大电流IO（长）为 IO(长）?(22022202)?()?37.9268? （5-1） 6.0520.4148- 3 -

短期最大电流I0(短）为 IO(短）?

(2?22022202)?()?73.5214? （5-2） 6.0520.41481.6无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值

长期电流峰值IOP(长）为 IOP(长）?短期电流峰值IOP(短）为 IOP(短）?2IO(长）?2?37.9268?53.6366? （6-1）

2IO(短）?2?73.5214?103.975? （6-2）

1.7滤波电感计算

1.滤波电感的作用

1).减小输出电压的谐波电压 2).保证滤波电压的传输

2.设计滤波器时应该注意以下问题

1).滤波电路固有频率应远离输出电压中可能出现的谐波频率（例60倍频） 2).?2LC应该远小于1（即?2LC??1) 3).

?L应较小 R根据设计滤波器时要注意的问题要求而选择?L?1.6 滤波电感L为 L?实际取值为5mH 所以滤波电感感抗ZL为

?3 ZL??L?2?fL?2??60?5?10?1.884? (7-2)

1.61.6??4.246mH （7-1） 2?f2??60滤波电路的固有频率f'为 f'?12?LC?12?5?10?130?10?3?6?197.511HZ （7-3）

?2LC?0.0923??1满足要求

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1.8逆变电路输出电压

滤波及负载部分电路图，如图3所以

图3 滤波及负载部分电路图

在过载2倍的情况下：

1.cos??1时（即纯阻性）

电感电流IL与IR间的夹角?为

??arctan(R2Z)?arctan(6.05.4148)?8.4286? C2?20电感电流IL为

II2?(2I222022?2202L?CR)?(20.4148)?(6.05)?73.521? (8-2)

电感L上的压降?VL为

?VL?ILZL?73.521?1.884?138.514V (8-3) 逆变电路的输出电压Vi为

Vi?2202?138.5142?2?220?138.514?cos(90??8.4268?)?242.1835V 2.cos??0.8时（即阻感性）

负载电感电流IL1与滤波电容电流IC之差为 I2?220L1?IC?Z?220Z?2?220?220?32.9915? (8-5) L1C10.05320.4148

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8-1）8-4）（ （

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