基于matlab的微逆变器谐波分析及滤波器的设计仿真.pdfVIP

第 14 届中国光伏大会 （CPVC14 ）论文集 基于 matlab 的微逆变器谐波分析及 滤波器的设计仿真 郝鑫，吴迪常，蔡敏 （华南理工大学电子与信息学院四号楼 4325 室，广州，510641） 摘 要：通过对单极性倍频 spwm 逆变电路输出电压的傅里叶分析，以及matlab 仿真 验证，进一步设计了 LC-LC 串联的滤波器，滤除逆变电路的大量谐波，使具有良好的 输出波形，THD 较小，并且在负载发生变化的时候，输出波形稳定，为后续的并网奠 定了基础。 关键词：逆变器，谐波分析，matlab，滤波器。 1 引言 随着太阳能电池的快速发展，对逆变 器的研究越来越重要，逆变器是将太阳能 电池板输出的直流电压，逆变为我们正常 使用的交流电。在逆变的技术控制中，目 前主要采用脉宽调制 （PWM ）技术，在正 弦逆变中，主要有单极性 spwm，双极性 spwm，和单极性倍频 spwm 调制技术，这 使得在输出电压除了含有正弦基波外，还 图 1 全桥逆变拓扑图 含有大量的谐波。文献[1-6]介绍了 pwm 单极性倍频调制是使用两个反相的 调制对逆变器的影响，文献[7-11]介绍了 正弦调制波和一个三角载波来控制两个 几种逆变器的滤波器的设计。本文通过理 桥臂的通断，其调制方式如图 2 ： 论计算在单极性倍频调制下，其输出电压 的傅里叶分析，分析其输出电压的谐波含 量，进而设计了 LC-LC 串联的滤波器，使 得能够在负载发生变化时，其输出波形稳 定，总谐波畸变率低。 2 单极性倍频调制的谐波分析 图2 单极性 SPWM 调制 单相全桥逆变器的拓扑图如图 1： 设正弦调制波幅值为 Uc ，频率为 fc， 246 第 14 届中国光伏大会 （CPVC14 ）论文集 三角载波幅值为 Ur ，频率为 fr ，则调制比 ，载波比 N ，在单极性倍频调制 中，分析计算其傅里叶分 析可得输出电压的含有角频率为 图4 LC 滤波电路 的谐波幅值为 在滤波器的设计中，滤波电感的值一 般是由电感电流的最大纹波所决定，一般 取电流峰值的 15%-25%之间，对上述电路 其基波分量为 图分析可知： 分析和计算表明，在单极性倍频调制 （1） 中，其最低次谐波的次数 ，同理分 析在单极性 spwm 下，其最低次谐波次数 对上式分析，当Uo 时， 有最大 为 N-