风力发电系统中正弦波逆变技术的研究

摘要

风能作为一种清洁无污染的可再生能源,日益受到世界各国的重视,是目前最有大规模开发利用的能源之一,也是一种最有竞争力的非常规能源。风力发电是风能的主要利用形式,正弦波逆变技术在风力发电系统中是一个极其关键的技术,它承担着将直流电调制成稳压稳频的交流电直接供给负载或安全并联到交流电网的任务。因此,正弦波逆变技术的性能直接决定着风力发电系统的推广和应用。文中,首先对逆变技术的现状与发展做了简要的介绍,通过对低频逆变技术和高频逆变技术的比较,选用了高频变压器实现电压比调整和电气隔离,省掉了体积庞大且笨重的工频输出变压器,降低了音频噪声。其次,对脉宽调制技术和单相电压源高频环节逆变器电路结构做了分析,选用了SPWM控制方式,对逆变器的各个部分的电路参数和所用器件进行了选择、设计与计算。对所采用的电路结构进行了Matlab/Simulink仿真,根据理论计算来设置模型参数,通过初步仿真实现了正弦波逆变器的稳定控制,取得了较好的效果。最后,在理论分析和仿真的基础上,搭建了一台实验样机,实验结果表明设计方案合理、可行。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 课题的目的和意义

1.2.1 课题的目的

1.2.2 课题的意义

1.3 逆变技术的现状与发展

1.4 脉宽调制逆变技术

1.4.1 多脉宽调制逆变技术

1.4.2 正弦脉宽调制

第二章 主电路的设计

2.1 主电路的结构

2.2 主电路的设计

2.2.1 单极LC 直流输入滤波电路

2.2.2 直流升压斩波电路

2.2.3 逆变变压器

2.2.4 整流及输出滤波

2.2.5 全桥逆变

2.2.6 输出滤波

2.2.7 缓冲电路

2.2.8 散热器的设计

第三章 控制和驱动电路的设计

3.1 控制电路的结构和工作原理

3.2 SG3524 与ICL8038 芯片介绍

3.3 控制电路的设计

3.4 驱动电路的设计

3.5 保护电路的设计

第四章 正弦波逆变电路的仿真研究

4.1 仿真环境的介绍

4.2 仿真模型的建立

4.3 仿真结果及分析

第五章 实验结果分析

第六章 结论

6.1 课题的总结

6.2 课题的展望

参考文献

致谢

作者简介

附录一：主电路图

附录二：DC-DC 控制电路图及驱动电路图

附录三：DC-AC 控制电路图