運用多重化技術(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)的器件基礎上構造一重單相橋式逆變電路，觀(guān)察仿真結果，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造并不斷地做出污真實(shí)驗。從這個(gè)過(guò)程中發(fā)現，隨著(zhù)逆變電路重數的增多，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)現重數越多，逆變效果越好。因此得出結論，改善逆變電源質(zhì)量可以采用多重逆變電路來(lái)實(shí)現。
關(guān)鍵詞：多重化技術(shù)；逆變電源；諧波分量；仿真實(shí)驗

0 引言
隨著(zhù)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)能的出現對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)蓄電池儲存起來(lái)，使用的時(shí)候通過(guò)逆變器轉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，這種不規則的波形在使用時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的諧波，而諧波對公用電網(wǎng)和其他應用系統的危害較大，具體表現在：
(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(xiàn)發(fā)熱，引起火災；
(2)諧波引起的噪聲機械振動(dòng)使得電機和變壓器局部過(guò)熱，絕緣老化，降低壽命；
(3)產(chǎn)生的諧振使得繼電保護誤動(dòng)作和測量準確性能降低；
(4)強電產(chǎn)生的干擾信號使得附近的通信系統無(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構，并采用NI公司的仿真軟件multism 10對各逆變電路進(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成。當開(kāi)關(guān)S1，S4閉合，S2，S3斷開(kāi)時(shí)，負載電壓為正；當開(kāi)關(guān)S1，S4斷開(kāi)，S2，S3閉合時(shí)，負載電壓為負，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。