近年来,随着国家工业的发展和科技的进步。各行业对于电力的供给提出了更高的要求。另外,国家把能量战略研究列入“十二五”规划。在这个大背景下,提供稳定的、高可靠性的、高效率的、节能环保的电力供给就成为了能量领域研究的重点之一。目前太阳能光伏发电在能源领域研究中越来越受到重视,而逆变器作为太阳能光伏发电的重要载体,研究如何使逆变器高效、稳定的转换电能已成为一个具有重要应用价值的研究课题。逆变器技术在国内外发展迅猛,并且在更多的场合需要使用到逆变器。例如：逆变器在航空航海中的使用、风力发电中的运用、不间断供电系统(UPS)中的使用、太阳能光伏发电中的使用以及新能源电力汽车中的运用等。纵观逆变器的发展历程,可以发现逆变器的研究已由传统的以低速开关管作控制器件、非数字化控制、通过多重叠加法改善输出电压波形,逐步发展到以高速开关管作控制器件,数字化控制,追求高效率,通过PWM技术改善输出波形。目前,PWM高频软开关技术、多电平叠加技术、大功率和良好的谐波抑制技术、变频技术以及逆变器并网供电技术等正成为逆变器研究的趋势。本文主要研究了单相电压型逆变器的设计、实验与性能测试问题。首先介绍课题的研究背景,逆变器的研究历史和现状分析,研究的主要内容和工作安排,然后介绍逆变器的分类,研究单相电压型逆变器的工作原理、建立相应的数学模型用于分析,通过优化控制方法改善逆变器波形输出并抑制谐波量。接着在完成单个逆变器的基础上,研究多个逆变器并联问题。阐述了逆变器并联主要使用的控制方法,建立逆变器并联的数学模型,讨论了逆变器并联时,输出电压相位、输出电压幅值以及有功功率和无功功率对逆变器并联的影响。本文在均流母线的方案上设计并改善控制方法,实现了逆变器的并联。最后完成了系统的硬件设计和相关软件设计,成功研制了一台逆变器样机。本文具体完成了以下工作：(1)单相电压型逆变器分析和研究在研读了国内外相关的文献和技术资料的基础上,确定了单相电压型逆变器的设计方案。对于单个逆变器选用电流、电压双闭环控制。使用STM32F103VE芯片产生数字化的SPWM波对输出波形进行控制,在此基础上研究基于前向和后前预测的方法改善输出波形并抑制谐波量。对于逆变器并联问题,在分析了逆变器并联的模型后,本文设计了优化的基于均流母线逆变器并联控制方案。(2)单相电压型逆变器硬件系统的设计和研制硬件系统包括主控板和功率板。主控板根据ARM芯片STM32F103VE的特点,设计外围电路和相应的接口电路,这些外围电路和接口电路主要有：开关管驱动电路、ADC采样电路、SPWM波产生处理电路、LCD液晶接口、RS232通信接口、CAN总线通信接口以及PWM波电路等。功率板主要由两部分组成DC/DC升压电路和DC/AC的逆变桥电路。最后运用Altium Designer软件设计出原理图并画出PCB板,制板后焊接元件即可用于测试和使用。通过把功率部分和控制部分分开以实现系统的稳定、高效、安全运行。系统建立在数字化控制的基础上,使得系统控制和调整更为方便、可靠。(3)单相电压型逆变器系统控制程序的编写根据系统控制要求以及ARM芯片STM32F103VE程序编写规则,计和编写了单相逆变器系统运行程序代码,程序包含主程序、中断处理程序和系统异常处理程序等。综上所述：本单相电压型逆变器系统具有设计合理、反应速度快、可靠性高、效率高等优点,具有较大的实际应用价值。
