運(yùn)用多重化技術(shù)改善逆變電源質(zhì)量的研究

摘要：本文的研究目的是為了探索一些改善逆變電源質(zhì)量的有效方法，并且能夠減少諧波分量。方法上是采用多重化技術(shù)，首先給出基本電路原理說(shuō)明，然后在采用先進(jìn)的器件基礎(chǔ)上構(gòu)造一重單相橋式逆變電路，觀察仿真結(jié)果，由于不夠理想后又進(jìn)一步深入地做了二重逆變電路和三重逆變電路的構(gòu)造并不斷地做出污真實(shí)驗(yàn)。從這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著逆變電路重?cái)?shù)的增多，逆變電路的仿真輸出效果越來(lái)越接近理想的正弦波形，而且發(fā)現(xiàn)重?cái)?shù)越多，逆變效果越好。因此得出結(jié)論，改善逆變電源質(zhì)量可以采用多重逆變電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：多重化技術(shù)；逆變電源；諧波分量；仿真實(shí)驗(yàn)

0 引言
隨著世界能源日益緊張，綠色環(huán)保浪潮的來(lái)臨，無(wú)害能源急劇增多，諸如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能的出現(xiàn)對(duì)新一輪的能源利用技術(shù)提出了更多的要求。這些能源往往要通過(guò)蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)，使用的時(shí)候通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成所需要的交流電源形式。交流電源的最佳波形是正弦波，而簡(jiǎn)單逆變電源電路的輸出波形和正弦波相去甚遠(yuǎn)，這種不規(guī)則的波形在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，而諧波對(duì)公用電網(wǎng)和其他應(yīng)用系統(tǒng)的危害較大，具體表現(xiàn)在：
(1)使公用電網(wǎng)中的元器件產(chǎn)牛諧波損耗，降低效率，容易使中線發(fā)熱，引起火災(zāi)；
(2)諧波引起的噪聲機(jī)械振動(dòng)使得電機(jī)和變壓器局部過(guò)熱，絕緣老化，降低壽命；
(3)產(chǎn)生的諧振使得繼電保護(hù)誤動(dòng)作和測(cè)量準(zhǔn)確性能降低；
(4)強(qiáng)電產(chǎn)生的干擾信號(hào)使得附近的通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。
上述理由使簡(jiǎn)單逆變電源電路的進(jìn)一步推廣使用遇到了瓶頸，而使用較為復(fù)雜的電路將會(huì)增加成本。本文以單相逆變電源電路為例，將簡(jiǎn)單逆變電路做成多重化結(jié)構(gòu)，并采用NI公司的仿真軟件multism 10對(duì)各逆變電路進(jìn)行仿真分析，得到較為理想的正弦波形。

1 基本單相橋式逆變電路
基本單相橋式逆變電路如圖1所示。S1～S4是逆變電路的四個(gè)臂，由電力電子器件及其輔助電路構(gòu)成。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1，S4閉合，S2，S3斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓為正；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1，S4斷開(kāi)，S2，S3閉合時(shí)，負(fù)載電壓為負(fù)，即把直流電變成了交流電。改變兩組開(kāi)關(guān)的切換頻率，可改變輸出交流電的頻率。