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基于虚拟阻抗的并联逆变器设计

时间:2016-07-24 17:33:00 编辑:知网 阅读:

步入21世纪,我们现在的社会实际上已经步入了互联网时代,资源共享化,信息爱全球化这种大趋势已经逐渐来临,与此,我们所处的社会也不可避免的与时代同步一起大跨前进,现今社会在能源、金融、通信、建筑、生活等各个方方面面都越来越离不开电力资源,没有稳定可持续的提供电力保障,可以毫不夸张的说,一旦在突然毫无防备的断电一个小时,整个社会各方面领域都会陷入恐慌,甚至造成的损失无法逆转和挽回,所以为社会提供不间断可持续的电力能源供给,对整个社会、和国家都具有极其重大的意义。

本次设计我的最终目标是为社会提供不断电力供给可以实际利用的方案方法,知网论文查重采用的的主要技术手段是在虚拟阻抗,同时会辅助相关的下垂控制、滤波技术、PWM技术等手段进行课题的研究,最后又通过虚拟阻抗为主的以上相关技术对并联逆变器进行设计,最后我们通过计算机的软件仿真出相应的波形图,通过波形图对研究课题进行解释归纳、以至总结论证本设计的可行性。以此进行我们对并联逆变器的这个逆变系统进行性能优化,从而为达到我们所盼望的预期效果,以此为生活上相应需要的人提供方案可选。

1.1背景及意义

 

我们知道在传统的逆变器供电过程中,会经常选择多台逆变器的并联作为供能端,但经过我们认真的仔细分析后,不难发现,仅仅使若干个逆变器形成并联系统,当使其实际运行时会发现,各个逆变器之间的输出波形会不同步,会给系统带来很大的运行负担,并且在其自身的正常工作过程,会对整个系统产生非常大危害,于是本设计就是从这里开阔思路进行研究,最后引进虚拟阻抗作为主要的应对技术,以此来改进以往的并联系统的弊端劣势,从而优化原有系统的不足,演化出更加优越的并联逆变系统,使原有系统中的环流造成的危害降到最低。降低能耗、稳定系统的内部结构、增强系统的灵敏输出,使更加优秀性能可提供持续电力设备设计为我们的生产生活提供有利的辅助工具。

我们国家目前还停留在社会主义初级阶段,日常生活的持续推进包括产能在各个行业都离不开电能电力设备的持续供能,工业、能源开发、金融银行业、计算机通信行业等都统统离不开电力的能源供给,因此、提供不间断的电力支持,为生产生活的持续稳定的正常进行、对各个行业乃至整个社会都有着非常重大的现实意义。

1.2研究状态

 

自上个世纪中后半叶,以美国、日本等为首的发达资本主义国家,纷纷进入了对逆变器领域的研究探索,通常对于科技程度较高尤其是西欧等的部分国家,其在社会应用和科技探索的某些领域在一定水准上是优于世界上的其他国家的。面对其发展趋势实际上是往社会信息化、能源节约型的发展方向前进。而在前进过程,不可避免的会进行大面积的能源消耗,而其中之一的电能则成为了研究的重中之重,与此同时,拉开了并联逆变器的研究序幕。

从逆变器一直发展到现在,其对应的研究一直从未停止过,同时对应逆变器供电的性能也在不断地提升和在改进,所以逆变器也在一直不断地出现新的改变,现阶段的研究通常采用的是对逆变器进行无线并联从而形成整个系统,而其新行成的并联系统比原有的要更优质的性能和稳定,而在应用此技术时候,同时也会交叉进入下垂控制,但应用了下垂控制与之想带来的由此理论应用的相应弊端,故此,又进一步引入了虚拟阻抗进行研究,就这样在不停的更新技术、弥补不足的情形下,不断地进步一直演化应用到现在。目前我国逆变器的日常使用也相当广泛和普遍,当我们日常应用,像我们常见的电视、冰箱、空调等常见的家用电器、并且在需要运用到相关的交流输出功能时候,均会涉及到逆变器的应用。

现阶段我国也在加大力度对并联逆变器的设计研究,希望通过这方面的技术突破会产生新的社会效益。当然其他国家与逆变器相关的公司企业也推出了此类产品,目前可并联逆变器的数目基本可达到都在大于7台.

1.3 论文的内容及结构

 

此次设计的第一章我们对相关的研究对象的背景意义进行、研究现状等各个方面进行作出介绍,通过我们本章的分析,知道可以更加确定本次设计的实际意义,从而为下文的详细研究做出必要的铺垫。下一章也就是第二章我们的着重点则主要放在了虚拟阻抗的概述上,在本章中,主要阐述了为何选择虚拟阻抗,虚拟阻抗的基本原理,并且运用的这项技术可以为优化系统带来什么样的性能效果。第三、四章这两部分是我们文章的最重要的部分,在这一章我们则把重点放在了并联逆变器这方面内容的设计介绍上,除了介绍逆变器的构成、类别等基本的属性,接着对主电路、控制电路、控制环路等进行一一研究和设计。最后一章,这部分我们主要通过结合上文的设计构架,将基于虚拟阻抗的并联逆变器的设计运用计算机软件进行仿真,然后通过对最后输出波形图的分析,我们从侧面进一步论述论证本设计的实际可操作性和可行度。

 

2 虚拟阻抗的概述

2.1 相关的技术支持

在实现逆变器的整个控制系统中,要使最终的控制输出的电压波形及其相关参数与本设计的预期目标相符合,除了在应用半桥逆变技术外,还会涉及到其他相关的技术应用支持。首先是我们会应用到是脉冲脉宽调制(PWM)控制技术,它主要通过控制波形中的脉冲脉宽从而进行调节输出波形的波形控制法,具体可参考下图所示。

 

 

图2.1 单相半桥电路

根据上图,我们经过一步步设条件、做假设,经过演算我们容易得到如下对应的逆变器的传递函数:

 

结合上式和计算,易得相对应的等效图如下;

 

图2.2 等效电路

2.2 虚拟阻抗的形成原因

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