单相逆变器并联运行系统（A 题）--2023 年全国大学生电子设计竞赛试题

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一、任务

设计并制作由 2 个单相逆变器组成的并联系统，系统框图如图 1 所示，逆变器并联后可为电阻负载 RL供电，也可通过变压器 T 并入 220V 电网。

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（1）断开 S2，闭合 S1，仅用逆变器 1 向 RL 供电。输出电压有效值 Uo 为24V±0.2V，频率 fo为 50Hz±0.2Hz 时，输出电流有效值 Io为 2A。
（2）在基本要求（1）的工作条件下，输出交流电压总谐波畸变率（THD）不大于 2%。
（3）在基本要求（1）的工作条件下，逆变器 1 的效率 ƞ 不低于 88%。
（4）断开 S2，闭合 S1，仅用逆变器 1 向负载供电，Io 在 0A~2A 间变化时，负载调整率 SI1≤0.2%。

（1）断开 S2，闭合 S1，逆变器 1 和逆变器 2 并联，共同向 RL供电，Uo=24V，fo=50Hz 时，Io=4A。
（2）断开 S1，闭合 S2，逆变器 1 与逆变器 2 并联且能并网，能在 2A~4A 范围内按数字设定输出电流 Io，其误差绝对值应小于设定值的 6%。
（3）断开S1，闭合S2，逆变器1与逆变器2并联且并网，Io在1A~3A间变化时，逆变器1及逆变器2的输出电流比值K=Io1: Io2可在指定范围（0.5~2）内按数字设定自动分配，其相对误差的绝对值不大于5%。
（4）其他。

（1）制作时须考虑测试方便，合理设置测试点，测试过程中不得重新接线
（2）可使用功率分析仪等测试逆变器的效率、THD 等。
（3）逆变器 1（含直流辅助电源）仅由直流电源 1 供电，逆变器 2（含直流辅助电源）仅由直流电源 2 供电。进行基本要求（3）测试时，直流辅助电源的耗能应计入效率 ƞ 计算中。
（4）本题定义：
- 1）负载调整率:
  
  其中 Uo1 为 Io=0A 时的输出电压，Uo2 为 Io=2A 时的输出电压；
- 2）逆变器 1 的效率 ƞ 为逆变器 1 输出功率除以直流电源 1 的输出功率。
（5）进行基本要求（1）（3）（4）测试时，Io应达到 2A，低于 1.8A 不得分；进行发挥部分（1）测试时，Io应达到 4A，低于 3.8A 时，该电流项目不得分。
（6）发挥部分（3）中的相对误差绝对值
其中 K 设定为设定的数值，K 实测为实测出的数值。
（7）逆变器 1 与逆变器 2 各自独立，不得共用一个控制器。
（8）本题的直流电源 1 和直流电源 2 自备。
（9）逆变器并网时，应满足并网条件，确保人员及设备安全。