阶梯波合成逆变器没有调压功能,不能进行电压控制。为了实现调压功能,一般可以前置DC-DC变换器。这种调压技术简单可靠,但由于DC-DC变换器限制了阶梯波合成逆变器的输出功率,不适合在大功率场合下应用。下面仅对移相调压和脉宽调压做简单介绍。
将两台阶梯波合成逆变器的变压器二次绕组串联起来可以实现移相调压。这两台逆变器公用一个输入直流电源Ud。其电路结构如图2-20所示。移相调压阶梯波合成逆变器的输出电压UO为两台逆变器A和B的输出电压UA和UB的叠加,即
UO=UA+UB(2-79)
在单相逆变器的数量N足够大时,每台阶梯波合成逆变器的输出波形接近于正弦波形。设两台阶梯波合成逆变器输出的基波分量分别为UA1和UB1、相位差为2θ,并且UA1和UB1的幅值相等,即UA 1 m=UB 1m=U1m,则
UA1=U1msin(ωt+θ)此处0<θ<π/2
UB1=U1msin(ωt-θ)此处0<θ<π/2
UA1和UB1的叠加是移相调压式阶梯波逆变器输出的基波分量UO1,即
UO1=U1m[sin(ωt+θ)+sin(ωt-θ)]=2U1mcosθsinωt(2-80)
从上式可以看出,在U1m不变(即UA1m和UB1m不变)的情况下,UO1与初相角θ有关,改变θ值,就可调节输出电压的基波分量UO1,起到控制作用。
移相调压式阶梯波逆变器增加了逆变器的数量,即增加了系统的成本,这一点限制了它的应用。(www.daowen.com)
脉宽调制调压技术是将PWM调压技术与阶梯波合成技术相结合,通过PWM改变逆变器输出脉冲的宽度来调节输出电压。这样一来,综合了PWM技术和阶梯波合成技术的优点,可以得到输出波形近似于正弦波、具有调压和稳压功能的大功率逆变器。
图2-22是12阶梯波合成逆变器的变压器各二次绕组电压及其12阶梯波合成的波形。从图2-21可知,逆变器A相的输出电压为UAN。
图2-21 移相调压式阶梯波合成逆变器输出波形
式中 s1、s2——分别为变压器Tr 1和Tr2的电压比。
图2-22 12阶梯波合成逆变器的变压器二次 电压及其合成后电压
按“谐波抵消”理论设计各变压器的电压变比,12阶梯波合成逆变器可以做到抵消第5次、第7次、第2kN±5次、第2kN±7次等(k=1,2…)的各次谐波,从而大大降低了总的谐波含量THD。
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