论文部分内容阅读
逆变器是新能源发电和电能回收利用中的核心器件，而目前市场上的逆变器多由模拟电路构成，其存在参数容易随时间和温度的变化而漂移，因器件的差异每个逆变器的电路都需单独调试，工作量大；控制系统单一、不易升级的缺点，所以逆变器朝数字化方向发展是一个新趋势，本论文以锂电池化成检测系统课题中的电能回收利用为依托，对数字化的单相工频并网逆变器进行了研究与设计。首先，分析了并网逆变器输入源和输出控制方式，比较了隔离型逆变器与非隔离型逆变器的特性，针对由模拟电路构成的控制系统存在的缺点，设计了采用TMS320F28335的数字信号处理器作为控制系统，以直流电压作为输入源，逆变器输出的电流作为反馈控制量，隔离型的单相工频并网逆变器拓扑结构。然后，对L、LC、LCL滤波器进行了MATLAB的仿真，结果表明电容电流闭环反馈的LCL滤波器能降低并网电流的高次谐波含量，体积小，综合性能最好；为了控制并网电流的大小和相位，把并网电流反馈形成闭环来控制，所以最终设计了一种并网电流和电容电流双闭环反馈的并网电流控制策略。并以TMS320F28335为核心控制器设计了控制并网电流大小、DSP软件锁相、输出SPWM波的流程图。然后对比分析了反孤岛的检测方法，提出了一种半周期主动频率偏移法的反孤岛检测方法。在Simulink中建立了单相工频并网逆变器的模型，仿真结果表明所设计的拓扑结构和并网电流控制策略是正确的，也证明了半周期主动频率偏移法能够提高并网电流的质量。最后根据单相工频并网逆变器的拓扑结构，设计了主电路和数字化控制系统的硬件电路。最后，搭建了一个小功率单相工频并网逆变器的实物平台，测得模拟电网电压或频率异常响应时间为0.09s，逆变器在纯阻性负载情况下输出电压电流为50HZ的同步正弦波，输出电压的有效值为220V，输出电流和模拟电网的相位差为3°，总谐波失真为3.6%。实验结果满足国家的标准要求，表明论文前面所做的研究和设计具有正确性与可行性，因此应用数字化技术的并网逆变器将更稳定，更方便升级，更有利于集成化生产。