系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

  汽油發(fā)電機(jī)逆變電源主要由汽油機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和控制器組成。設(shè)計(jì)中同步交流機(jī)發(fā)出的三相交流電頻率為350～640Hz,電壓為300～500V,控制器所完成的主要是負(fù)載變化時(shí)的穩(wěn)壓功能和系統(tǒng)的過(guò)壓、過(guò)流和過(guò)熱時(shí)的保護(hù)功能。具體工作原理如圖1所示。首先將汽油機(jī)輸出的三相交流電通過(guò)三相整流橋變成直流高電壓,然后經(jīng)過(guò)降壓環(huán)節(jié)將電壓降至350V左右,最后通過(guò)逆變環(huán)節(jié)和LC濾波器將輸出電壓變換成220V/50Hz的交流電供負(fù)載使用。

  系統(tǒng)以降壓電路輸出的直流電壓作為反饋量進(jìn)行控制,通過(guò)調(diào)節(jié)降壓電路的脈寬占空比和汽油機(jī)的油門開(kāi)度來(lái)保持降壓部分輸出電壓的恒定。逆變器采用SPWM調(diào)制比為定值的開(kāi)環(huán)控制方式。采用降壓環(huán)節(jié)的輸出作為反饋量主要是考慮到經(jīng)過(guò)整流以后電壓較高,此舉可以降低逆變部分的壓力和為逆變電路的開(kāi)環(huán)控制創(chuàng)造條件。

  逆變環(huán)節(jié)采用開(kāi)環(huán)控制也有一些不足之處,如輸出波形質(zhì)量和波形畸變率等性能指標(biāo)都不如閉環(huán)控制。但后者需要對(duì)輸出的交流電壓和電流等參數(shù)進(jìn)行精確的采樣檢測(cè),響應(yīng)速度較慢,要滿足調(diào)節(jié)要求需采用高速處理器如DSP等。其次,如果它的算法和參數(shù)設(shè)計(jì)不好,容易造成逆變器輸出電壓振蕩不穩(wěn)定,使系統(tǒng)的可靠性降低。實(shí)驗(yàn)證明,本系統(tǒng)通過(guò)采用降壓環(huán)節(jié)和汽油機(jī)油門的調(diào)節(jié)已經(jīng)很好地滿足了產(chǎn)品要求的性能指標(biāo)。因此,從可靠性和產(chǎn)品的性價(jià)比等綜合考慮,逆變環(huán)節(jié)采用了開(kāi)環(huán)控制方案,圖1中AC輸出部分的檢測(cè)僅是為了系統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)和輸出平均電壓在一定的范圍之內(nèi),并不需要對(duì)輸出電壓的波形質(zhì)量和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的精確檢測(cè)。