一种单相全桥工频逆变器滤波器设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电路设计方法，尤其涉及一种单相全桥工频逆变器滤波器设计方 法。
【背景技术】
[0002] 滤波器是工频逆变器必不可少的装置，它和方波逆变电路构成逆变器，实现滤除 高频成分而保留低频成分的目的，最终实现低频交流源。而滤波器的设计往往以滤波理论 为基础展开设计。现有滤波器设计技术无法确定滤波器参数与整个逆变器负载瞬态特性 的数量关系，因为现有技术以滤波理论为基础，而不是以逆变电路负载瞬态特性为基础，因 此，需要一种新的设计方法诞生。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种单相全桥工频逆变器滤波器 设计方法。
[0004] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
[0005] 本发明包括以下步骤：
[0006] (1)调出逆变器设计指标中的最大允许输出电压跌落量参数；
[0007] (2)将步骤（1)中的参数带入滤波参数公式进行计算；
[0008] (3)仿真运行单相全桥工频逆变器，捕捉输出电压在稳态和负载突变运行状态的 THD ；
[0009] (4)比对步骤（3)所得THD和设计指标THD ;
[0010] (5)步骤⑷中前者小于后者，设计完成。
[0011] 具体地，所述步骤（1)中所述设计指标暂态调节时间满足ts= t sl"，tsin*最大的 最优加载时间，BP :tsim= max{t si= f(A i。）I Δ i。〉〇}。
[0012] 所述步骤（2)中的滤波参数公式为：
[0015] 本发明的有益效果在于：
[0016] 本发明是一种单相全桥工频逆变器滤波器设计方法，与现有技术相比，本发明能 直接实现逆变器负载特性指标，并清晰描述了滤波器参数与逆变器负载特性参数的数量关 系，实验表明该方法所得滤波参数实现的负载瞬态特性误差小于5%，具有推广应用的价 值。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的滑模控制单相全桥工频逆变器实验示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0019] 如图1所示：本发明包括以下步骤：
[0020] (1)调出逆变器设计指标中的最大允许输出电压跌落量参数；
[0021] (2)将步骤（1)中的参数带入滤波参数公式进行计算；
[0022] (3)仿真运行单相全桥工频逆变器，捕捉输出电压在稳态和负载突变运行状态的 THD ；
[0023] (4)比对步骤（3)所得THD和设计指标THD ;
[0024] (5)步骤⑷中前者小于后者，滤波设计完成。
[0025] 具体地，所述步骤（1)中所述设计指标暂态调节时间满足ts= t sl"，tsin*最大的 最优加载时间，BP :tsim= max{t si= f(A i。）I Δ i。〉〇}。
[0026] 所述步骤（2)中的滤波参数公式为：
[0029] 依据本方法设计的滤波器能直接实现逆变器负载特性指标，并清晰描述了滤波器 参数与逆变器负载特性参数的数量关系，实验表明该方法所得滤波参数实现的负载瞬态特 性误差小于5% (当输出电压跌落量（超调量）低于5%)。
[0030] 实验数据如下：
[0031] 表1最优加载特性公式与数值仿真对比
CN 105184028 A 说明书 3/3 页
[0033] 其中：
[0034] 由表1可知，当负载阶跃加载引起的输出电压跌落率小于5%时，输出电压跌落量 的偏差率低于10% (9. 665% )，最优加载时间偏差率低于10% (6. 05% )，最优负载特性公 式计算结果与仿真结果基本吻合。当△ i。多36A时，输出电压跌落量高于峰值电压的5%， 最优加载特性公式出现较大偏差。反之，若约束输出电压最大跌落量，则可确定逆变器的加 载能力；若最大加载发生在空载和满载之间，便能确定逆变器的功率。
[0035] 表2最优减载特性公式与数值仿真对比
[0038] 由表2可知，最优减载特性公式的计算结果与仿真实验结果几乎一致，偏差主要 由近似分析、仿真精度等因素引起。综合分析表1和2的数据可知，暂态过程越短，最优瞬 态特性公式计算结果越准确；表2中最优减载瞬态特性数值总是小于表1，根据加载要求设 计的逆变器性能一定能够满足减载要求。
[0039] 以主要设计指标为条件，结合最优加载特性设计单相全桥工频逆变器滤波参数C 和L。主要设计指标为：（1)输入电压为E，输出电压幅值Uom，频率50Hz ; (2)逆变器功率 P(W) ; (3)负载调整率γ ; (4)暂态调节时间ts; (5)总谐波畸变率THD彡5%。
[0040] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种单相全桥工频逆变器滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 调出逆变器设计指标中的最大允许输出电压跌落量参数； (2) 将步骤（1)中的参数带入滤波参数公式进行计算； (3) 仿真运行单相全桥工频逆变器，捕捉输出电压在稳态和负载突变运行状态的THD ; (4) 比对步骤（3)所得THD和设计指标THD ; (5) 步骤（4)中前者小于后者，设计完成。2. 根据权利要求1所述的单相全桥工频逆变器滤波器设计方法，其特征在于：所述步 骤（1)中所述设计指标暂态调节时间满足ts= tsl"，tsl"为最大加载的最优加载时间，即： tsin= max{t sl= f(A i 〇) I Δ io> 〇} 03. 根据权利要求1所述的单相全桥工频逆变器滤波器设计方法，其特征在于：所述步 骤（2)中的滤波参数公式为：
【专利摘要】本发明公开了一种单相全桥工频逆变器滤波器设计方法，包括调出逆变器设计指标中的最大允许输出电压跌落量参数；然后将参数带入滤波参数公式进行计算；仿真运行单相全桥工频逆变器，捕捉输出电压在稳态和负载突变运行状态的THD；比对步骤(3)所得THD和设计指标THD；前者小于后者，设计完成。与现有技术相比，本发明能直接实现逆变器负载特性指标，并清晰描述了滤波器参数与逆变器负载特性参数的数量关系，实验表明该方法所得滤波参数实现的负载瞬态特性误差小于5％，具有推广应用的价值。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105184028
【申请号】CN201510719387
【发明人】倪雨
【申请人】成都信息工程大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月29日