2021年并网逆变器实验指导书.doc

并网逆变器实训系统
指导书
9月
北京海瑞克科技发展
试验一 并网逆变系统基础认识
一、试验目标
1、了解并网逆变系统基础知识。
2、了解并网逆变器基础结构。
3、了解并网逆变基础原理。
二、试验设备
光伏并网逆变试验箱一台。
试验原理
光伏并网逆变实训系统组成
光伏逆变器是一个由半导体器件组成电力调整装置，关键用于把直流电力转换成交流电力。
光伏并网逆变系统关键由升压回路和全桥逆变回路组成。
1、升压回路：升压回路包含BOOST升压电路、推挽升压电路和桥式整流电路。光伏组件输出电压（低压）经过BOOST升压电路和推挽升压电路以后变为高频高压交流电压，再经过桥式整流电路变为高压直流电压，为后级桥式逆变电路提供直流电压。
2、全桥逆变回路：高压直流电压经过全桥逆变电路后变为工频交流电压输出给电网。
并网逆变器原理
逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则经过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量逆变器，因为直流母线电压较高，交流输出通常不需要变压器升压即能达成220V，在中、小容量逆变器中，因为直流电压较低，如12V、24V，就必需设计升压电路。
中、小容量逆变器通常有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种。推挽电路将升压变压器中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，因为功光伏并网逆变器率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外因为变压器含有一定漏感，可限制短路电流，所以提升了电路可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载能力较差。
全桥逆变电路克服了推挽电路缺点，功率晶体管调整输出脉冲宽度，输出交流电压有效值即随之改变。因为该电路含有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路缺点是上、下桥臂功率晶体管不共地，所以必需采取专门驱动电路或采取隔离电源。另外，为预防上、下桥臂发生共同导通，必需设计先关断后导通电路，即必需设置死区时间，其电路结构较复杂。
试验一 升压电路驱动波形测量
试验目标
了解BOOST电路工作原理。
了解推挽升压电路工作原理。
学会硬件调整信号脉宽及频率并学会使用示波器观察。
试验设备
并网逆变试验箱一台、示波器一台。
试验原理
BOOST电路
BOOST电路原理
BOOST电路是一个开关直流升压电路，它能够使输出电压比输入电压高。
（下图）
假定那个开关已经断开了很长时间，全部元件全部处于理想状态，电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路
充放电过程
在充电过程中，开关闭合，等效电路以下图，开关处用导线替换。这时，输入电压流过电感。二极管预防电容对地放电。因为输入是直流电，所以电感上电流以一定比率线性增加，这个比率跟电感大小相关。伴随电感电流增加，电感里储存了部分能量。
放电过程以下图，这是当开关断开时等效电路。当开关断开时，因为电感电流保持特征，流经电感电流不会立即变为0，而是缓慢由充电完成时值变为0。而原来电路已断开，于是电感只能经过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了，升压完成。
说起来升压过程就是一个电感能量传输过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。
假如电容量足够大，那么在输出端就能够在放电过程中保持一个连续电流。
假如这个通断过程不停反复，就能够在电容两端得到高于输入电压电压。
BOOST电路计算及元器件选型
占空比
Vi *Ton/L=(Vo-Vi)*Toff/L
D = (Vo-Vi)/Vo
D—占空比
电感选择
dIL= Vi*Ton/L
dIL= avg=
Iin=Vo*Io/Vi
IL_avg = Iin
IL_peak =
IL_rms = ILavg*(1+)
L电感量选择标准使电感纹波电流为电感电流20%（可依据应用改变）
dIL—电感纹波电流峰峰值
IL_avg—电感电流平均值  
IL_peak—电感峰值电流 
IL_rms—电感电流有效值
  肖特基二极管选