一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源制造技术

本发明专利技术提出一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源，包括信号控制模块、A相功率逆变模块、B相功率逆变模块、C相功率逆变模块和变压器模块；所述信号控制模块根据采样电压进行实时闭环控制生成高频SPWM信号，并将高频SPWM信号分别送至A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块；三相功率逆变模块均包括两个SPWM信号高速分离电路、两个SPWM信号死区生成电路、四个驱动电路和四个大功率IGBT，所述四个大功率IGBT组成H桥电路；所述变压器模块中每组变压器初级并联、次级串联，滤波电容并联在次级输出端；H桥电路分别输出高压SPWM信号到变压器模块中的三相变压器组。本发明专利技术电源输入输出完全隔离，输出电压谐波极小、品质高。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源
本专利技术属于电源
，具体涉及一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源。
技术介绍
目前纯正弦波逆变电源主要有以下两大类：一是输入输出隔离型纯正弦波逆变电源，大功率输出频率为800Hz以下，此类电源大功率输出时，频率很难提高；二是输入输出非隔离型正弦波逆变电源，大功率1200Hz电压输出时，电压波形畸变大，此类电源输出电压品质差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源，电源输入输出完全隔离，输出电压谐波极小、品质高。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源，包括信号控制模块、A相功率逆变模块、B相功率逆变模块、C相功率逆变模块和变压器模块；所述信号控制模块包括电压电流采集板、A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板；电压电流采集板将变压器模块输出的电压和电流信号均转换为采样电压；A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板分别根据采样电压进行实时闭环控制生成高频SPWM信号，并将高频SPWM信号分别送至A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块；所述A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块均包括两个SPWM信号高速分离电路、两个SPWM信号死区生成电路、四个驱动电路和四个大功率IGBT，所述四个大功率IGBT组成H桥电路；所述高频SPWM信号分两路输入至两个SPWM信号高速分离电路，两个SPWM信号高速分离电路将两路高频SPWM信号转换为相位相反的两路SPWM信号并分别输入两个SPWM信号死区生成电路，两个SPWM信号死区生成电路共输出四路带有一定死区时间的SPWM信号并送至四个驱动电路；四个驱动电路分别将四路带有死区时间的SPWM信号进行隔离放大后驱动四个大功率IGBT；所述变压器模块包括六个带漏感变压器和三个滤波电容，两个带漏感变压器和一个滤波电容为一组，六个带漏感变压器和三个滤波电容共同组成三相变压器；每组变压器初级并联、次级串联，滤波电容并联在次级输出端；A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块中的H桥电路分别输出高压SPWM信号到变压器模块中的三相变压器组。进一步，电压电流采集板将变压器模块的230V输出电压转换为小信号交流1V采样电压，并将100A输出电流转换为2V采样电压；A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板分别将1V采样电压和2V采样电压进行实时闭环控制输出高频SPWM信号；所述H桥电路输出630V高压SPWM信号至变压器初级；所述带漏感变压器为1200Hz变压器，次级输出经过LC滤波器后输出230V、1200Hz纯正弦波电压。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于；(1)本专利技术A、B、C三相采用三个独立的功率逆变模块，可以降低单个功率逆变模块的功率容量；(2)信号控制模块对采样的电压电流进行实时闭环控制输出高频SPWM信号，高频SPWM信号可以确保输出频率高达1200Hz；(3)本专利技术输出变压器为漏感变压器，利用变压器次级等效漏感来充当滤波电感，可以减小电源体积、重量，改善正弦波电压输出谐波特性，变压器次级采用串联连接方式，增加了电感量，大大提高了LC滤波器性能，使1200Hz三相纯正弦波电源输出谐波低至2％。附图说明图1为本专利技术大功率高频三相纯正弦波逆变电源的原理框图。图2为本专利技术信号控制模块的原理框图。图3为本专利技术功率逆变模块的原理框图。图4为本专利技术变压器模块的原理框图。具体实施方式容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本专利技术带内置电源和控制功能的无刷直流电机的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限制或限定。实施例本实施例为40kVA/1200Hz三相纯正弦波逆变电源，包括信号控制模块、功率逆变模块、变压器模块。所述信号控制模块中，包括电压电流采集板、A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板。电压电流采集板将AC230V输出电压转换为小信号交流1V采样电压，将100A输出电流转换为2V采样电压；A/B/C相电压控制板将1V采样电压和2V采样电流进行实时闭环控制输出高频SPWM(正弦脉宽调制)信号到A/B/C相功率逆变模块。所述A/B/C相功率逆变模块中，包括包含SPWM信号高速分离电路、SPWM信号死区生成电路、4只大功率IGBT(绝缘栅双极型晶体管)及驱动电路。SPWM信号高速分离电路将高频SPWM信号快速转换为两路相位相反、幅度可控的正弦脉宽调制信号；SPWM信号死区生成电路将两路反相信号进行信号变换输出带有一定死区时间的正弦脉宽调制信号到驱动模块；驱动模块将带有死区时间的正弦脉宽调制信号进行隔离放大驱动大功率IGBT；4只大功率IGBT的功能是组成H桥电路，输出630V电压SPWM波到变压器模块。所述变压器模块包括六个1200Hz变压器，三个滤波电容。六个1200Hz变压器两两初级并联次级串联，滤波电容分别并联在变压器次级之间，组成A、B、C三相变压器。1200Hz变压器为带漏感变压器，次级串联可以有效增加变压的等效漏感，提高输出滤波器的性能，利用变压器次级等效漏感来充当滤波电感，可以减小电源体积、重量,改善输出电压电磁兼容特性。变压器次级漏感和滤波电容组成LC(电感电容)滤波器，630V电压SPWM波输入到变压器初级，次级输出经过LC滤波器后输出230，1200Hz纯正弦波电压。前述40kVA/1200Hz三相纯正弦波逆变电源输出频率高可达1200Hz、40kVA大功率三相隔离输出、1200Hz三相纯正弦波电源输出谐波低至2％。上述实施例具有如下优点：1、40kVA大功率三相隔离输出频率可高达1200Hz。本实施例采用A、B、C三相采用三个独立的功率逆变模块，可以降低单个功率逆变模块的功率容量，每个功率逆变模块只要按照15kVA设计就可以达到总输出功率45kVA；本专利技术采用1200Hz变压器实现输入输出的隔离；信号控制模块对采样的电压电流进行实时闭环控制输出高频SPWM信号，高频SPWM信号可以确保输出频率高达1200Hz。2、1200Hz三相纯正弦波电源输出谐波低至2％。本实施例中输出变压器为漏感变压器，利用变压器次级等效漏感来充当滤波电感，可以减小电源体积、重量,改善正弦波电压输出谐波特性，变压器次级采用串联技术，增加了电感量，大大提高了LC滤波器性能，使1200Hz三相纯正弦波电源输出谐波低至2％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源，其特征在于，包括信号控制模块、A相功率逆变模块、B相功率逆变模块、C相功率逆变模块和变压器模块；所述信号控制模块包括电压电流采集板、A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板；电压电流采集板将变压器模块输出的电压和电流信号均转换为采样电压；A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板分别根据采样电压进行实时闭环控制生成高频SPWM信号，并将高频SPWM信号分别送至A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块；所述A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块均包括两个SPWM信号高速分离电路、两个SPWM信号死区生成电路、四个驱动电路和四个大功率IGBT，所述四个大功率IGBT组成H桥电路；所述高频SPWM信号分两路输入至两个SPWM信号高速分离电路，两个SPWM信号高速分离电路将两路高频SPWM信号转换为相位相反的两路SPWM信号并分别输入两个SPWM信号死区生成电路，两个SPWM信号死区生成电路共输出四路带有一定死区时间的SPWM信号并送至四个驱动电路；四个驱动电路分别将四路带有死区时间的SPWM信号进行隔离放大后驱动四个大功率IGBT；所述变压器模块包括六个带漏感变压器和三个滤波电容，两个带漏感变压器和一个滤波电容为一组，六个带漏感变压器和三个滤波电容共同组成三相变压器；每组变压器初级并联、次级串联，滤波电容并联在次级输出端；A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块中的H桥电路分别输出高压SPWM信号到变压器模块中的三相变压器组。...

【技术特征摘要】
1.一种大功率高频三相纯正弦波逆变电源，其特征在于，包括信号控制模块、A相功率逆变模块、B相功率逆变模块、C相功率逆变模块和变压器模块；所述信号控制模块包括电压电流采集板、A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板；电压电流采集板将变压器模块输出的电压和电流信号均转换为采样电压；A相电压控制板、B相电压控制板和C相电压控制板分别根据采样电压进行实时闭环控制生成高频SPWM信号，并将高频SPWM信号分别送至A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块；所述A相功率逆变模块、B相功率逆变模块和C相功率逆变模块均包括两个SPWM信号高速分离电路、两个SPWM信号死区生成电路、四个驱动电路和四个大功率IGBT，所述四个大功率IGBT组成H桥电路；所述高频SPWM信号分两路输入至两个SPWM信号高速分离电路，两个SPWM信号高速分离电路将两路高频SPWM信号转换为相位相反的两路SPWM信号并分别输入两个SPWM信号死区生成电路，两个SPWM信号死区生成电路共输出四路带有一定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮，付寒瑜，张俊，王杰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32