正弦波逆变器的设计
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称：电力电子技术
题目：正弦波逆变器的设计
专业班级：电气工程0904
学生姓名：胡传亮学号： 200901010807
指导老师：谢卫才
审批：
任务书下达日期2012年 6 月 10日
设计完成日期2012 年 6月 21日
设计内容与设计要求
一.设计内容：
1.分析逆正弦波逆变器的结构及功能
2.介绍正弦波逆变器技术要求和主回路
3.正弦波逆变器主电路设计 ( 主电路的选用依据和原则 ,主电路的设计及分析,主开关的选用依据
和原则 ,
元器件定额及选型 )
4.正弦波逆变器控制电路设计及选型
二、设计要求：
1、思路清晰，给出整体设计和电路图；
2、给出具体设计思路和电路；
3、写出设计报告；
主要设计条件
1.正弦波逆变器输入电源是直流电压
DC180-285V, 输出电压是单相交流 AC220V, 50HZ;输出功率 1000W.
2.提供设计要求 , 提供实验室 .
说明书格式
1．课程设计封面；
2．任务书；
3．说明书目录；
4．正文
5．总结与体会；
6.参考文献
7、课程设计成绩评分表
进度安排1:课题内容介绍和查找资料；
2 : 总体电路设计和分电路设计；
3 : 写设计报告，打印相关图纸；
4.答辩
参考文献
1.《电力电子技术》
2.《现代逆变技术及其应用》
3.《交流电机变频调速技术》
目录
第一章概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1
第二章总体设计思路 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4
2.1总体框架图 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4
2.2主电路形式选择 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5
第三章正弦波逆变器主电路设计 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6
3.1有工频变压器的逆变电源主电路设计.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6
3.2无工频变压器的逆变主电路设计.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8
第四章正弦波逆变器输出变频调制方式.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10
4.1SPWM 正弦脉宽调制方式 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10
第五章正弦波逆变器控制电路 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13
5.1总控制电路 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13
5.2局部控制电路 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15
第六章总结与心得。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 17第七章
附录（总电路图）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 18
参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19
第一章概述
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、
生活关系日益密切，而这些设备都离不开可靠的电源，所以逆变器的作用也是越来越重要。当铁路、冶金等行业的一些大功率非线性用电
设备运行时，给电网注入大量的谐波，导致电网电压波形畸变。以至
于一般的电力用户难以接受，这时候逆变器就发挥了不可取代的地
位。
逆变器，是指整流器的逆向变换装置。其作用是通过半导体功
率开关器件（例如GTO,GTR,功率 MOSFET和 IGBT 等）的开通和关断作用，把直流电能换成交流电能，它是一种电能变换装置。我们现在
说所的正弦波逆变器，其主要用途是用于交流传动，静止变频和UPS 电源。逆变器的负载多半是感性负载。为了提高逆变效率，存储在负
载电感中的无功能量应能反馈回电源。因此要求逆变器最好是一个功
率可以双向流动的变换器，即它既可以把直流电能传输到交流负载
侧，也可以把交流负载中的无功电能反馈回直流电源。
逆变器的原理早在1931 年就在文献中提到过。 1948 年，美国西屋（Westinghouse）电气公司用汞弧整流器制成了3000HZ 的感应加热用逆变器。
1947 年，第一只晶体管诞生，固态电力电子学随之诞生。1956年，第一只晶体管问世，这标志着电力电子学的诞生，并开始进入传
统发展时代。在这个时代，逆变器继整流器之后开始发展。首先出现
的是 SCR电压型逆变器。 1961 年， W.McMurray与 B.D.Bedford 提出了
改进型SCR强迫换向逆变器，为SCR逆变器的发展奠定了基础。1960
年以后，人们注意到改善逆变器波形的重要性，并开始进行研究。 1962
年， A.Kernick提出了“谐波中和消除法” ，即后来常用的“多重叠
加法”，这标志着正弦波逆变器的诞生。1963 年，F.G.Turnbull提出
了“消除特定谐波法” ，为后来的优化PWM法奠定了基础，以实现特
定的优化目标，如谐波最小，效率最优，转矩脉动最小等。
20 世纪 70 年代后期，可关断晶闸管GTO、电力晶体管 GTR及其
模块相继实用化。 80 年代以来，电力电子技术与微电子技术相结合，
产生了各种高频化的全控器件，并得到了迅速发展，如功率场效应管Power MOSFET、绝缘门极晶体管IGT 或 IGBT、静电感应晶体管SIT 、静电感应晶闸管SITH、场控晶闸管 MCT，以及 MOS晶体管 MGT等。这
就是、使电力电子技术由传统发展时代进入到高频化时代。在这个时
代，具有小型化和高性能特点的新逆变技术层出不穷。特别是脉宽调
制波形改善技术得到了飞速的发展。
1964 年，由 A.Schonung 和 H.Stemmler 提出的、把通信系统调制技术应用到逆变技术中的正弦波脉宽调制技术（Sinusoida-PWM，
简称 SPWM），由于当时开关器件的速度慢而未得到推广。直到 1975
年才由 Bristol 大学的 S.R.Bowse 等把 SPWM技术正式应用到逆变技术
中，使逆变器的性能大大提高，并得到了广泛的应用和发展，也使
正弦波逆变技术达到了一个新高度。此后，各种不同的PWM技术相继出现，例如注入三次谐波的PWM、空间相量调制（ SVM）、随机 PWM、