单相PWM逆变器输出滤波器优化设计

ELECTRICDRIVE 2010 Vol.40 No.11电气传动 2010年 第40卷 第11期

单相PWM逆变器输出滤波器优化设计

贺映光,任小洪,方刚,王天文

(四川理工学院自动化与电子信息学院,四川自贡643000)

摘要:在研究中发现用传统设计采用的LC滤波器去滤除PWM波中含有的谐波,当负载稍变动时,LC滤波器输出的波形会发生较大的变动。为了滤除PWM波中所含有的谐波,且有良好的输出波形,在本设计采用了2个串联的LC滤波器对PWM波进行滤波处理。前级LC滤波器让PWM波全部通过,形成含有大量谐波的正弦波,后级LC滤波器对前级LC滤波器输出的波形进行谐波滤除。通过实验证明,采用该方法进行设计的滤波器,在负载变化时,输出电压波形稳定、质量较高,且设计中所得参数几乎不用调整。

关键词:逆变器;LC滤波器;谐波

中图分类号:TM464 文献标识码:A

OptimumDesignofFilterforSingle-phasePWMInverter

HEYing-guang,RENXiao-hong,FANGGang,WANGTian-wen

(InstituteofAutomationandElectronicInformation,SichuanUniversityofScience&

Engineering,Zigong643000,Sichuan,China)

Abstract:ItwasfoundthatwhentheloadaftertheLCfilterwhichiswidelyusedintraditionaldesigntofilterharmonicofPWMwavehasalittlechange,theoutputwaveformofLCfilterhasabigchangeinthere search.InordertofilterharmonicwhichiscontainedinthePWMwaveandcreatebetteroutputwaveform,thedesignappliesaLCfiltersseriestoanothertofilterharmonicofthePWMwave.ThePWMwavewhichallpassesthefirstLCfilterbecomesasinewavewithalargenumberofharmonics.ThesecondLCfilterfilterstheharmonicsinthewaveformwhichthefirstLCfilteroutput.Thefilterwasdesignedbythismethod.Theexperimentalresultsshowthattheoutputvoltagewaveformiswithstability,highqualityandthedesignpa rametersobtainedbythismethodcanalmostnotbeadjustedwhentheloadchanges.

Keywords:inverter;LCfilter;harmonics

1 引言

在逆变技术中,目前主要采用脉宽调制(PWM)技术,因此决定了在输出电压含有较多的谐波分量,在逆变输出中必须采用滤波器进行滤波处理,使输出的波形达到平滑的正弦波形,减少谐波对负载的影响。对谐波分量进行滤除一般都采用LC滤波器。对滤波器中L和C的参数选取,以及对LC滤波器的优化是设计的重点。使设计的滤波器最大限度输出功率达到最大,整机效率最高,谐波含量最少。

在逆变器独立运行模式下进行,采用正弦脉宽调制(SPWM)技术。假设:1)直流电压Ud为理想电压源;2)逆变器的开关为理想开关;3)忽略电感与电容的寄生参数;4)负载为纯阻性负载[1]

。

图1 单相PWM逆变器

Fig.1 Thesingle-phasePWMinverter

2 LC滤波器的结构和设计

单相电压型PWM逆变器拓扑如图1所示,

在对滤波器设计中,一般先设计电感的取值。电感的选取和纹波电流的大小和系统功耗有关。

基金项目:人工智能四川省(高校)重点实验室项目基金资助(2008RK002) 作者简介:贺映光(1973-),男,硕士研究生,Email:QQQ781225@163.com