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19、整流平波电路的设计-小型发电机逆变器专题

发布时间2020-06-13 08:32??来源:汽油发电机 ??作者:萨登 查看:
整流平波电路的设计
整流电路是主电路的第一级,它由六个二极管组成整流桥,故也称为二极管整 流电路。本设计采用的整流电路为三相桥式不可控整流电路,带有电容滤波的三相 不可控整流电路如图3-2所示。在该电路中,当某一对二级管导通时,输出直流电 压等于交流侧线电压中最大的一个,该线电压既向电容供电,也向负载供电。当没 有二极管导通时,有电容向负载供电,按指数规律下降。


3-2电容滤波的三相不可控整流电路
Fig.3-2 Three phase rectifier circuit with capacitance filter
 
3.1.1.1整流桥器件参数的确定
逆变电源空载时,整流电路输出电压的平均值最大,整流电路输出电压平均值 为:
6 2* 3 无
U《=2 sin(otdot= 0 =2.35U2 (3.1)
其中U2为线电压值,随着负载增加,输出电压平均值减少,《在2.34% ~2.45% 之间变化,则组成整流桥的二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值,为夜/2。 线电压的峰值的最大值为330V,这里选择安全裕度为1.5,则二极管耐压应大于 1200V'2".
在阻性负载情况下,2. 2KVA装置流过整流桥的平均电流最大值为10A,这里选 择安全裕度为L5,则二级管电流的等级应为15Ae
3.1.1.2整流桥滤波电容的计算
电容作为储能元件,具有隔直通交,阻低频通高频的作用,对电压起平滑作用。 如图3-3和3-4所示为没有加电容滤波和加了电容滤波的不可控整流电路仿真波形 图。由图可知,电容滤波的不可控整流电路输出电压更加平稳,谐波分量更小。因 此在大多数整流电路后都要接滤波电容,以减少整流电压的脉动程度,来满足稳压 电路的需要。从为使电压的波形变得更为平滑、脉动更小来讲,滤波电容C1越大 越好。但如果不能合理的选择滤波电容C1的值,滤波电容过大会存在以下问题㈣:

1) 体积大、成本高、性能价格比低;
2) 在接通电路的瞬间,电路中的冲击电流大,易使元器件损坏;
3) 电路的过渡过程变长,限制了整个系统的快速性。
为解决以上问题,合理地选择滤波电容C1的值,本文这里将给出相应的计算 和设计依据㈣㈣。对于三相输入线电压为220 V逆变电源来说U=220V。当効e (0,
-)时,整流电路的输出电压:
3
Ur=Ua-Ub
=[sin(o/ + 30)- sin(履-90)]
=廁 cos伽-30) (3.2)
对于输出功率为P的逆变器,将其直流侧输入端阻抗用一个纯电阻R等效,则 /?=业 (3.3)
P
本文中,Um=42U =220^2 V.由于电容的充放电过程,整流后的直流电压有 波动,假设U,的波动幅度a%,则整流电路输出电压最小值为:
U 也=U,(l-a%) (3.4)
由已知得,t=RC,初始状态电容电压为最大值,即Uc=42U,则根据电容放
-t -t
电方程,Uc = Mu M由以上分析可令,U^u^,BP 42U e7>CJr(l-a%)M u=4iu代入上式,解得
 
在本设计中,以发电机输出交流电相电压为23OV~33OV,发电机功率为2kW, 计算逆变电源其直流中间电路所需的电解电容。已知,U=330V, t/w=330>/2 V,
仁600Hz, a% = 5%,由式(3.3)得
R匹=噸项川;
P 2000
本文电容放电时间板取0.2ms;将以上数据代入式(3.5),可得滤波电容

C>268uF,考虑到实际中电容大小,这里可以选择两个470uF的电解电容并联,这 里安全余量取2,则电容耐压值为1500V。
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