Title

逆变电路直流侧电压最低值有什么要求

6336次浏览

问题描述

隐约记得直流侧电压必须高于交流侧电压峰值的2倍,可是这个结论是针对半桥电路还是全桥电路?还是都适用?

这个结论又是依据什么得出的?对单相和三相逆变器以及整流器都适用吗?

头像

敏敏·0.00

2017-01-20提问

分数   时间  

全部答案 13

2
已采纳

已采纳

我个人觉得,有以下要求:

(1) 满足调制比要求。直流侧的电压决定了AC侧输出的电压峰值。对于单相全桥来说,调制比就是1;对于单相半桥来说,调制比是0.5。即直流侧必须至少高于交流侧电压峰值的2倍。对于三相逆变来说,略微复杂。对于常用的三相H桥(6开关),SVWM调制时,调制比是0.707。即直流侧至少需要时交流侧的1/0.707倍。SPWM调制时,调制比是0.5。需要满足直流侧是交流侧峰值的两倍。

(2)满足AC侧电压波动要求。如果逆变器并网的话,电网电压会有+/-10%的波动,所以确定直流侧的时候要考虑这个范围。

(3)满足滤波电感、开关器件的压降要求。电流流经开关器件、AC侧滤波器时,均会产生压降,从而“吃掉”一部分直流侧电压,因而设计时,也必须考虑这个余量。通常来说,这个余量大概有10%~20%。

(4)总结而言,直流侧电压的确定通常都是经验值。举例来说,中国常用的220VAC并网,单相全桥,直流侧电压大概400~450V。对于三相全桥,并网380VAC,直流侧通常取750V~800V。

评论 (0)条评论
头像555

  Dolorliu·10.00

2017-01-22回答

2
已采纳

已采纳

以半桥逆变器为例,逆变器输出电压V0= ( Vm / Vtri )*E  ,E为逆变器直流侧电压, Vm/Vtri为调制比,具体参考《逆变器建模与控制 徐德鸿》 P191,假设系统现在稳定的输出220V交流电压时候,E=400, 这样Vm/Vtri=0.777,即调制度等于0.777左右。以饱和调制度0.95计算,则电网电压有效值在268V时候,逆变器依然能够跟踪输出(逆变器在电压跟踪模式下)。所以,逆变器的指标有个正常工作范围就是这么来的。另外,400V是折中的考虑,因为电压选的过高那么PWM脉宽导通或者关断可能宽度很窄,而IGBT或者MOSFET都有一个上升下降时间,也许逆变器还没开通这个脉冲就已经过去了,或者导致输出的脉宽与实际要求的误差过大。选择400V的直流那么IGBT的开关管的耐压就要到1200V,如果选择更高的电压,那么IGBT的成本就上升更快了,所以400是个折中的考虑。 个人理解。

另外,现在的并网逆变器都是1500的系统居多,因为大功率的环境下,提高直流电压,可以大幅降低电流造成的损耗。这时候关注的不是控制器的调节范围了,而是损耗问题了。

评论 (0)条评论
头像555

  rainbowII·190.00

2017-01-22回答

2

1.高于两倍的原因,我认为是由于直流侧经过直流滤波以及逆变后,一定会有能源损失,所以直流侧电压一定要大一些。

2.给直流环节供电的一般为电池,如果直流电压低于交流电压,那么电池将会受到损坏,并且会导致逆变失败。所以直流电压最低值绝对不能低于交流电压。

3.如果,直流电压太大,有可能将支撑电容烧坏,也会导致逆变电路的IGBT发热甚至烧毁。

评论 (0)条评论
头像555

  拉布拉卡·10.00

2017-01-21回答

4
已采纳

已采纳

这个结论应该使用于半桥。对于全桥直流电压应该高于交流电压峰值,也就是单相220V系统,直流测最低220*1.414=311V,实际常取到400V。三相电压一般用线电压有效值表示,对于相电压为220V的系统, 线电压为220V*1.732=380V,直流测理论上最低为 380*1.414=537V,所以直流测最低也需要540V左右,实际考虑电网电压波动,直流测可以取到750V。对于采取直流侧电压利用率低的调制方法,最低直流测电压还不止540V。

补充一下直流电压利用率的问题:

1.对于单相系统,直流测电压输出Vdc可以直接成为相电压峰值,所以最小直流测电压就是相电压峰值

2.对于三相系统才有直流侧电压利用率的概念, 即线电压峰值Vm/Vdc

(1)对于SPWM调制方法,直流测输出只有Vdc/2可以转换成相电压峰值(考虑到直流测虚拟0点位在直流侧中点)。因此Vdc/2=sqrt(2)*V_phase=sqrt(2)*V_line/sqrt(3)=Vm/sqrt(3)。因此Vm/Vdc=sqrt(3)/2=0.886. 也就是SPWM调制下Vdc能产生线电压峰值最大为Vdc*0.866

(2)对于SVPWM调制方法。在矢量六边形中,每个矢量长度为Vdc*sqrt(2),而内切圆最大半径为sqrt(3/2)*Vm,根据三角关系可以求出V d c=Vm。因此这张方法可以使得直流电压利用率提高为1. 也就是SVPWM调制下Vdc能产生线电压峰值最大为Vdc。

评论 (0)条评论
头像555

  吴斌·250.00

2017-01-20回答

11 条记录 2/2 页 上一页 12

撰写答案

Document