抑制单相及三相正弦波逆变器偏磁的有效方

图2    全 桥 逆 变 主 电 路 原 理 图

3．2    控制框图

    图3为SPWM正弦波逆变器中一个桥臂的抗偏磁电路的控制框图。I是逆变桥，0为直流中点，Rp为调节中点之用。II为低通滤波器，用于检测高压SPWM脉冲序列中的直流分量Uxd(x=1，2，3)。Uxd送到PI调节器进行误差放大，其输出信号uc作为脉宽调制器（PWM）的控制信号，使其输出的脉宽跟踪Uxd的变化。由此得到的平均值u0去校正控制电路的参考正弦，使其对横轴对称。如逆变桥臂的输出正弦波向上偏，通过调节校正，使其向下偏。使各桥臂中点的Uxd为零，从而达到消除偏磁的目的。整个过程是闭环动态实现的。

图3    偏 磁 抑 制 电 路 的 控 制 框 图

3．3    电路实现

    抑制偏磁的硬件实现如图4所示。低通滤波器II，采用了RC无源低通滤波器实现，其中时间常数τ=RC。因为是对直流中点0滤波，应选择耐压大于400V，CBB类电容即可。核心电路III，IV可用一片双端输出PWM控制IC（例如TL494，SG3535，SG3524等）构成推挽式结构。脉冲变压器T用来隔离和获得需要的电压增益。u0是可调的，u0的不同，a点的电位也就不同，送到加法器的电压也就不同。如无偏磁，则u0=0，u0始终在零附近动态地闭环调节。

图 4    偏 磁 校 正 电 路

    三相电路应用方法与单相全桥完全相同，只是使用了3片集成芯片和3只小脉冲变压器（Φ26，2K磁罐作磁芯）。在实际应用中将三路控制电路制作在一小块印制电路板上（但要相互隔离 ） 。 如 是 单 相 正 弦 波 逆 变 电 源 ， 仅 装 两 路 即 可 ， 具 有 较 好 的 通 用 性 。

    图5比 较 了 在400 Hz正 弦 波 逆 变 电 源 中 ， 运 用 抗 偏 磁 电 路 和 不 运 用 抗 偏 磁 电 路 的 电 源 输 出 电 压 波 形 。 该 波 形 由Tektronix公 司 的TDS201示 波 器 采 样 获 得 。 从 图5（a） 可 以 看 出 ， 变 压 器 出 现 了 偏 磁 导 致 波 形 发 生 了 畸 变 ， 图5（b） 为 同 样 主 电 路 装 上 抗 偏 磁 电 路 后 的 电 压 输 出 波 形 ， 波 形 呈 正 弦 波 ，THD< 3％ 。

（a)    无抗偏磁电路电源输出电压

（b)    有抗偏磁电路电源输出电压

图5    抗偏磁电路对电源输出电压比较

纵轴：50V/格，横轴：500μs/格

4    结语

    通过对逆变桥每一桥臂中点直流电压分量进行检测，相应地在正弦信号中加入一自动可调的直流调整量，从而有效地解决了逆变电源直流偏磁问题。该方法不仅可用于单相全桥逆变电源，也可用于三相逆变电源，避免了三相电源耦合对偏磁的影响，不论是何种原因引发的偏磁（控制电路或主电路），均可有效地进行校正，是一种较为实用的消除偏磁的新方法。该方法从20世纪90年代初期设计成功之后，相继用于KZD，TAC，ATO，ATT等系列产品中，功率等级从2kVA到100kVA的单、三相400Hz正弦波逆变电源中。使变压器的温升降低约20℃，总谐波含量降低了3～4个百分点（THD<3％），较好地改善了装置的电特性。长期使用表明，该方法具有电路简单，效果好，成本低，可靠性高等诸多优点，可以产生较好的经济效益。

上一页  [1] [2] 

本文关键字：逆变器  经验交流，电工技术 - 经验交流