三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计

三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计
三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计

电力电子技术课程设计报告

有源逆变电路的设计

姓名

学号

年级20级

专业电气工程及其自动化

系(院)

指导教师

2012年12 月10 日

课程设计任务书

课程《电力电子技术》

题目

有源逆变电路的设计

引言

任务:

在已学的《电力电子技术》课程后,为了进一步加强对整流和有源逆变电路的认识。可设计一个三相全控桥式整流电路及有源逆变电路。分析两种电路的工作原理及相应的波形。通过电路接线的实验手段来进行调试,绘制相关波形图

要求:

a. 要有设计思想及理论依据

b. 设计出电路图即整流和有源逆变电路的结构图

c. 计算晶闸管的选择和电路参数

d. 绘出整流和有源逆变电路的ud(t)、id(t)、uVT(t)的波形图

e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求

设计题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计

一.设计目的

1.更近一步了解三相全控桥式整流电路的工作原理,研究全控桥式整流电路分别工作在电阻负载、电阻—电感负载下Ud, Id

及Uvt的波形,初步认识整流电路在实际中的应用。

2.研究三相全控桥式整流逆变电路的工作原理,并且验证全控桥式电路在有源逆变时的工作条件,了解逆变电路的用途。二.设计理念及思路

晶闸管是一种三结四层的可控整流元件,要使晶闸管导通,除了要在阳极—阴极间加正向电压外,还必须在控制级加正向电压,它一旦导通后,控制级就失去控制作用,当阴极电流下降到小于维持电流,晶闸管回复阻断。因此,晶闸管的这一性能可以充分的应用到许多的可控变流技术中。

在实际生产中,直流电机的调速、同步电动机的励磁、电镀、电焊等往往需要电压可调的直流电源,利用晶闸管的单向可控导电性能,可以很方便的实现各种可控整流电路。当整流负载容量较大时,或要求直流电压脉冲较小时,应采用三相整流电路,其交流侧由三相电源提供。三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。三相半波可控电路只用三只晶闸管,接线简单,但晶闸管承受的正反向峰值电压较高,变压器二次绕组的导电角仅120°,变压器绕组利用率较低,并且电流是单向的,会导致变压器铁心直流磁化。而采用三相全控桥式整流电路,

流过变压器绕组的电流是反向电流,避免了变压器铁芯的直流磁化,同时变压器绕组在一个周期的导电时间增加了一倍,利用率得到了提高。

逆变是把直流电变为交流电,它是整流的逆过程,而有源逆变是把直流电经过直-交变换,逆变成及交流电源同频率的交流电反送到电网上去。逆变在工农业生产、交通运输、航空航天、办公自动化等领域已得到广泛的应用,最多的是交流电机的变频调速。另外在感应加热电源、航空电源等方面也不乏逆变电路的身影。

在很多情况下,整流和逆变是有着密切的联系,同一套晶闸管电路即可做整流,有能做逆变,常称这一装置为“变流器”。

三.关键词

晶闸管,三相全控桥式,整流,有源逆变,波形

四.设计主要设备

1.MCL系列教学试验台主控制屏;

2.NMCL-002电源控制屏;

3.NMCL-001交直流仪表;

4.NMCL-33触发电路和晶闸管主回路;

5.NMEL-03三相电阻器;

6.NMEL-05开关板;

7.NMCL-331平波电抗器;

8.双踪示波器;

9.万用电表。

五.设计电路图及工作原理

1.电路结构

三相全控桥式整流电路是利用晶闸管的单向可控导电性能,实现直流电变交流电,电路结构采用共阴极接法的三相半波(VT1,VT3,VT5)和共阳极接法的三相半波(VT4,VT6,VT2)的串联组合,由于共阴极组在正半周导电,流经变压器的是正向电流;而共阳极组在负半周导电,流经变压器的是反向电流。因此变压器绕组中没有直流磁通,且每相绕组正负半周都有电流通过,提高了变压器的利用率。共阴极组的输出电压是输入电压的正半周,共阳极组的输出电压是输入电压的负半周,总的输出电压是正负两个输出电压的串联。

电压型逆变电路有以下主要特点:1)直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻态。2)由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且及负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗角情况不同而不同。3)当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

1.4 三相电压型桥式逆变电路用三个单相逆变电路可以组合成一个三相逆变电路。但在三相逆变电路中,应用最为广泛的还是三相桥式逆变电路。采用IGBT 作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图3 所示,可以看成是由三个半桥逆变电路组成。图3 三相

电压型桥式逆变电路电路的直流侧通常只有一个电容器就可以了,但为了方便分析,画作串联的两个电容器并标出假想中点N ′ 。和单相半桥、全桥逆变电路相同,三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是180° 导电方式,即每个桥臂的导电角度为180° ,同一相(即同一半桥)上下两个臂交替导电,各相开始导电的角度以此相差120° 。这样,在任一瞬间,将有三个桥臂同时导通。可能是上面一个臂下面两个臂,也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。因为每次换流都是在同一相上

逆变电路逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波,经低通滤波器滤波后,从而使负载上得到的实际电压为正弦波,逆变电路是由4 个IGBT 管(VT1、VT2、VT3、VT4)组成的全桥式逆变电路组成,如图2 所示。+ VT1 VT2 直直电直VT4 L1 VT3 C 三三- 图2 逆变电路当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时,称为有源逆变;当交流侧直接和负载连接时,称为无源逆变。此外,逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种:直流侧是电压源的称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的称为电流型5 武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书逆变电路。本次课程设计任务要求为电压型逆变电路的设计。

有源逆变是将直流电变成和电网同频率的交流电并送回到交流电网中去。逆变的两个条件,一是要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压,因此主电路图采用了一个用整流二极管VD1~VD6组成三相不可控整流电

路来提供一个直流电动势,为了保证其值大于变流电路直流侧的平均电压,应该给变流电路直流侧加一个变压器来满足条件;二是晶闸管的控制角ɑ>90°(即0<β<90°),使Ud为负值。只有同时满足这两个条件,才能实现逆变。

三相全控桥式整流及有源逆变主电路图

700mH

L

U

V

W

U

V

W

VT1

VT2

VT3

VT4

VT5

VT6

G1

G2

G3

G4

G5

G6

Uct

U

V

图1

2.电路工作原理

⑴整流电路

在上图所示的三相全控桥式整流电路中,设ωL>>Rd,在ɑ=0°时,其对应的各电压、电流波形如下图所示:

根据晶闸管的导通条件可知,对共阴极组来说,哪相电位较其他两相高时,就触发该相晶闸管使其导通;对共阳极组来说,哪相的电位较其他两相低时,就触发该相晶闸管使其导通。为保证整流电流id 有通路,必须保证在同一时刻里共阴极组和共阳极组中各有一个晶闸

三相桥式全控整流电路课程设计.

目录 1. 绪论 (1) 2. 主电路设计及原理 (2) 2.1总体框架图 (2) 2.2三相桥式全控整流电路的原理 (2) 2.3 实验内容 (5) 3. 单元电路设计 (7) 3.1 主电路 (7) 3.2 触发电路 (7) 3.3 保护电路 (8) 3.4 硬件电路PCB版图 (11) 3.4.1 顶层视图 (11) 3.4.2 底层视图 (12) 3.4.3 顶层覆盖图 (12) 3.4.4 3D视图 (13) 4 .电路分析与仿真 (14) 4.1 带电阻负载的波形分析 (14) 4.2 三相桥式全控整流电路定量分析 (16) 4.2.1 仿真模型图 (19) 4.2.2 仿真实验结论 (19) 5. 结论 (20) 6. 参考文献 (22) 7. 附录 (23)

第一章绪论 整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求,或者为了提高可控整流装置的功率因数,一般可在输入端加接整流变压器,把一次电压U1,变成二次电压U2。由晶闸管等组成的全控整流主电路,其输出端的负载,我们研究是电阻性负载、电阻电感负载(如直流电动机的励磁绕组,滑差电动机的电枢线圈等)。以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。为此,只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚,就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间,这样负载上直流平均值就可以得到控制。

三相桥式全控整流电路的设计

电力电子技术课程设计报告 不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计姓名陈营 学号0317 年级03班 专业电气工程及其自动化 系(院)汽车学院 指导教师齐延兴 2011年12月24日

一、引言 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路, 不仅用于一般工业, 也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域. 因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义, 这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环, 而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用. 因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 二、设计任务 课程设计目的 1、培养文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 2、培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、通过对不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计,掌握三相桥式全控整流电路的工作原理,综合运用所学知识,三相桥式全控整流电路和系统设计的能力 4、培养运用知识的能力和工程设计的能力。 5、提高课程设计报告撰写水平。 课程设计指标内容及要求 三相桥式全控整流电路设计要求: (1)电网:380V,50HZ; (2)直流电机额定功率17KW,额定电压220V,额定电流90A,额定转速1500r/min. (3)变压器漏感: 设计的步骤 ⑴根据给出的技术要求,确定总体设计方案 ⑵选择具体的元件,进行硬件系统的设计 ⑶进行相应的电路设计,完成相应的功能 ⑷进行调试与修改 ⑸撰写课程设计说明书 三、设计方案选择及论证 三相半波可控整流电路 特点:阻感负载,L值很大,i d波形基本平直: a≤30°时:整流电压波形与电阻负载时相同; a>30°时(如a=60°时的波形如图2-16所示)u2过零时,VT1不关断,直到VT2的脉冲到来,才换流,由VT2导通向负载供电,同时向VT1施加反压使其关断——u d波形中出现负的部分阻感负载时的移相范围为90°。

三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计

电力电子技术课程设计报告 有源逆变电路的设计 姓名 学号 年级20级 专业电气工程及其自动化 系(院) 指导教师 2012年12 月10 日 课程设计任务书

课程《电力电子技术》 题目 有源逆变电路的设计 引言 任务: 在已学的《电力电子技术》课程后,为了进一步加强对整流和有源逆变电路的认识。可设计一个三相全控桥式整流电路及有源逆变电路。分析两种电路的工作原理及相应的波形。通过电路接线的实验手段来进行调试,绘制相关波形图 要求: a. 要有设计思想及理论依据 b. 设计出电路图即整流和有源逆变电路的结构图 c. 计算晶闸管的选择和电路参数 d. 绘出整流和有源逆变电路的u d(t)、i d(t)、u VT(t)的波形图 e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求

设计题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计 一.设计目的 1.更近一步了解三相全控桥式整流电路的工作原理,研究全控桥式整流电路分别工作在电阻负载、电阻—电感负载下Ud, Id及Uvt的波形,初步 认识整流电路在实际中的应用。 2.研究三相全控桥式整流逆变电路的工作原理,并且验证全控桥式电路在有源逆变时的工作条件,了解逆变电路的用途。 二.设计理念与思路 晶闸管是一种三结四层的可控整流元件,要使晶闸管导通,除了要在阳极—阴极间加正向电压外,还必须在控制级加正向电压,它一旦导通后,控制级就失去控制作用,当阴极电流下降到小于维持电流,晶闸管回复阻断。因此,晶闸管的这一性能可以充分的应用到许多的可控变流技术中。 在实际生产中,直流电机的调速、同步电动机的励磁、电镀、电焊等往往需要电压可调的直流电源,利用晶闸管的单向可控导电性能,可以很方便的实现各种可控整流电路。当整流负载容量较大时,或要求直流电压脉冲较小时,应采用三相整流电路,其交流侧由三相电源提供。三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。三相半波可控电路只用三只晶闸管,接线简单,但晶闸管承受的正反向峰值电压较高,变压器二次绕组的导电角仅120°,变压器绕组利用率较低,并且电流是单向的,会导致变压器铁心直流磁化。而采用三相全控桥式整流电路,流过变压器绕组的电流是反向电流,避免了变压器铁芯的直流磁化,同时变压器绕组在一个周期的导电时间增加了一倍,利用率得到了提高。 逆变是把直流电变为交流电,它是整流的逆过程,而有源逆变是把直流电经过直-交变换,逆变成与交流电源同频率的交流电反送到电网上去。逆变在工农业生产、交通运输、航空航天、办公自动化等领域已得到广泛的应用,最多的是交流电机的变频调速。另外在感应加热电源、航空电源等方面也不乏逆变电路的身影。 在很多情况下,整流和逆变是有着密切的联系,同一套晶闸管电路即可做整流,有能做逆变,常称这一装置为“变流器”。 三.关键词

SPWM逆变电路原理

对于大多数应用场合需要的是工频电源,例如我们的电冰箱,洗衣机,电风扇等都需要正弦波的220伏、50赫兹电源,各种动力设备,远距离输电也都需要正弦波的交流电。更多的太阳能光伏发电装置输出的是正弦波交流电,目前生成正弦波仍采用前面介绍的全桥电路,只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。这里仅介绍最常用的PWM脉宽调制方式。 面积等效原理转换 把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理,在图1上图中的正弦半波(红线)分成n等份,把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形,为简单清晰,划分为7等份。7个脉冲的幅值按正弦规律变化,每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同,这一连续脉冲就等效正弦波。 图1 用面积等效原理转换为SPWM波形 如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲(图1下图),脉冲中心位置不变,并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同,得到图1下图所示的脉冲序列,脉冲宽度按正弦波规律变化,这就是PWM波形。根据面积等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的,图中红线就是该序列波形的平均值。 对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM 波形。这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称SPWM波形。要改变等效输出的正弦波的幅值时,只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。 SPWM波形的生成 输出SPWM波形仍需全桥逆变电路,在“光伏用DC-DC变换器”课件中已介绍过这种电路,通过控制开关晶体管的通与断在负载上产生交变电压,见图2。

s 图2 全桥逆变电路的工作状态 输出SPWM波形的矩形波必须生成序列的控制信号来控制桥式电路中开关晶体管的通与断,普遍使用的是调制法来生成控制信号,可采取单极性调制也可采用双极性调制来生成控制信号,下面介绍常用的单极性调制方式。 图3上部分是SPWM波形控制信号生成的原理图,下部分是生成的SPWM波形。在调制法中,把所希望输出的波形称为调制波ur,把接受调制的信号称为载波uc,通常采用等腰三角波作为载波,正弦波作为调制信号。在两波交点时对电路中的开关器件进行通断控制,就可得到宽度正比于调制信号幅值的脉冲。 在ur正半周时,T2与T3保持关断,在ur和uc的交点时刻控制开关晶体管T1与T4开通与关断:当ur>uc时控制T1与T4导通,R上的电压为Ud,当ur<uc时控制T1与T4关断,R上的电压为0。在ur负半周时,T1与T4保持关断,当uc>ur时控制T3与T2导通,R上的电压为-Ud,当uc<ur时控制T1与T4关断,R上的电压为0。这样在R上产生宽度按正弦波规律变化的SPWM波形,见图2下图,其中红线uof表示输出等效的正弦波交流电电压。 SPWM逆变器输出的正弦波交流电电压uof的峰值uofm小于输入的直流电压ud,把uofm/ud 称为直流电压利用率,对于单相SPWM电路直流电压利用率的理论值最大为1,实际上由于种种原因,直流电压利用率要小于1。对于输出相电压(有效值)为220V单相交流电的逆变电路输入直流电压要高于310V。 SPWM逆变器输出电压与ur/uc成正比,保持载波uc不变,改变调制波ur的大小即可控制输出交流电压的大小。当然,调制波ur峰值要小于载波uc峰值。

三相可控整流电路课程设计

二.三相晶闸管全控整流电路原理说明 2.1主电路原理说明 晶闸管按从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。编号如图示,晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 。 带电阻负载时的工作情况 晶闸管触发角α=0o时的情况:此时,对于共阴极组的3个晶闸管,阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图所示。 α=0o时,各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出,各自然换相点既是相电压的交点,同时也是线电压的交点。从相电压波形看,以变压器二次侧的中点n为参考点,共阴极组晶闸管导通时,整流输出电压 ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线,总的整流输出电压ud = ud1-ud2是两条包络线间的差值,将其对应到线电压波形上,即为线电压在正半周的包络线。将波形中的一个周期等分为6段,每段为60度,如图2-18所示,每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示。由该表可见,6个晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 时段 1 2 3 4 5 6 共阴极组中 导通的晶闸 管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共阳极组中 导通的晶闸 管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流输出电 压ud ua-ub=uab ua-uc=uac ub- uc=ubc ub- ua=uba uc- ua=uca uc-ub=ucb

电力电子三相桥式全控整流电路课程设计讲解

三相桥式全控整流电路的设计 摘要:整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流变压触发过电压保护电路。 1前言 整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求,或者为了提高可控整流装置的功率因数,一般可在输入端加接整流变压器,把一次电压U1,变成二次电压

三相桥式PWM逆变电路

湘潭大学 课程设计报告书题目:三相桥式PWM逆变电路设计 学院信息工程学院 专业自动化 学生 同组成员 指导教师 课程编号 课程学分 起始日期

目录 一、课题背景 (1) 二、三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求 (2) 三、SPWM逆变器的工作原理 (3) 1.工作原理 (4) 2.控制方式 (5) 3.正弦脉宽调制的算法 (8) 四、MATLAB仿真分析 (17) 五、电路设计 (11) 1.主电路设计 (11) 2.控制电路设计 (12) 3.保护电路设计 (14) 4.驱动电路设计 (15) 六、实验总结 (21) 附录 (22) 参考文献 (23)

三相桥式SPWM逆变电路设计 一、课题背景 随着电力电子技术的飞速发展,正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中,与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面:一是稳态精度高;二是动态性能好。因此,研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略,已成为电力电子领域的研究热点之一。 在现有的正弦波输出变压变频电源产品中,为了得到SPWM波,一般都采用双极性调制技术。该调制方法的最大缺点是它的6个功率管都工作在较高频率(载波频率),从而产生了较大的开关损耗,开关频率越高,损耗越大。本实验针对正弦波输出变压变频电源SPWM 调制方式及数字化控制策略进行了研究,以SG3525为主控芯片,以期得到一种较理想的调制方法,实现逆变电源变压、变频输出。 正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装 置被广泛地应用于国民经济生产生活中 ,其中有:针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源 UPS (Uninterruptle Power Supply) ;针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器;针对智能楼宇消防与安防的应急电源 EPS ( Emergence Power Supply) ;针对船舶工业用电的岸电电源 SPS(Shore Power Supply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新 ,特别是以绝缘栅极双极型晶体管 IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)为代表的自关断可控型功率半导体器件出现 ,大大简化了正弦逆变电源的换相问题 ,为各种 PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法 ,从而进一步简化了正弦逆变系统的结构与控制. 电力电子器件的发展经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体管(IGBT)等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展,与其他电力电子器件相比,IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点,为了达到这些高性能,采用了许多用于集成电路的工艺技术,如外延技术、离子注入、精细光刻等。 IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它的并联不成问题,由于本身的关断延迟很短,其串联也容易。尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛,但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题,其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度,另外,绝缘材料的缺陷也是一个问题。

电力电子课程设计三相可控整流电路

目录 第1章概述 (2) 第2章方案确定 (3) 2.1原始数据 (3) 2.2设计任务 (3) 2.3设计要求 (3) 2.4方案分析 (3) 2.5方案选择 (4) 第3章电路设计 (5) 3.1主电路 (5) 3.2触发电路 (9) 3.3保护电路 (10) 3.4控制电路 (13) 第4章主电路元件计算及选择 (14) 4.1变压器参数计算 (14) 4.2电力电子器件电压、电流等定额计算 (15) 4.3平波电抗器电感值的计算 (16) 4.4电容滤波的电容计算 (16) 第5章设计总结与体会 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)

第1章概述 目前,各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。这类整流电路结构简单,控制技术成熟,但交流侧输入功率因数低,并向电网注入大量的谐波电流。据估计,在发达国家有60%的电能经过变换后才使用,而这个数字在本世纪初达到95%。 电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说,如果离开电力电子技术,电力系统的现代化就是不可想象的。 而电能的传输中,直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。

最新三相桥式全控整流电路课程设计

三相桥式全控整流电路课程设计

电力电子技术课程设计说明书三相桥式全控整流电路 系、部:电气与信息工程系 专业:自动化

目录 第1章绪论 0 1. 电子技术的发展趋势 (1) 2. 本人的主要工作 (2) 第2章主电路的设计及原理 (2) 1. 总体框图 (3) 2. 主电路的设计原理 (3) 2.1带电阻负载时 (5) 2.2阻感负载时 (7) 3. 触发电路 (8) 4. 保护电路 (9) 5. 参数计算 (10) 5.1 整流变压器的选择 (10) 5.2 晶闸管的选择 (11) 5.3 输出的定量分析 (11) 第3章 MATLAB的仿真 (13) 1. MA TLAB仿真软件的简介 (13) 2. 仿真模拟图 (13) 3. 仿真结果 (13) 第4章结束语 (16) 参考文献 (17) 第1章绪论

1. 电子技术的发展趋势 当今世界能源消耗增长十分迅速。目前,在所有能源中电力能源约占40%,而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。预计十年后,电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换,电力电子技术在21世纪将起到更大作用。 电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分,是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展,电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关,已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。 电力电子技术作为一门高技术学科,由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,现在已广泛的应用于传统工业(例如:电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)和高新技术产业(例如:航天、现代化通信等)。下面着重讨论电力电子技术在电力系统中的一些应用。 在高压直流输电(HVDC)方面的应用 直流输电在技术方面有许多优点:(1)不存在系统稳定问题,可实现电网的非同期互联;(2)可以限制短路电流;(3)没有电容充电电流;(4)线路有功损耗小;(5)输送相同功率时,线路造价低;(6)调节速度快,运行可靠;(7)适宜于海下输电。随着大功率电子器件(如:可关断的晶闸管、MOS控制的晶闸管、绝缘门极双极性三极管等)开断能力不断提高,新的大功率电力电子器件的出现和投入应用,高压直流输电设备的性能必将进一步得以改善,设备结构得以简化,从而减少换流站的占地面积、降低工程造价。 在柔性交流输电系统(FACTS)中的应用 20世纪80年代中期,美国电力科学研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔性交流输电技术的概念。近年来柔性交流输电技术在世界上发展迅速,已被国内外一些权威的输电工作者预测确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术(柔性输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术)之一”。现代电力电子技术、控制理论和通讯技术的发展为FACTS的发展提供了条件。采用IGBT

三相全控桥式整流电路

课程设计任务书 学生:专业班级:自动化0602班 指导教师:工作单位:自动化学院 题目:三相桥式全控整流电路的设计(带反电动势负载) 初始条件: 1.反电动势负载,E=60V,电阻R=10Ω,电感L无穷大使负载电流连续; 2.U2=220V,晶闸管触发角α=30°; 3.其他器件如晶闸管自己选取。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作得及其技术要求,以及说明书撰写待具体要求) 1.主电路的设计及原理说明; 2.触发电路设计,每个开关器件触发次序及相位分析; 3.保护电路的设计,过流保护,过电压保护原理分析; 4.各参数的计算(输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率计算,输出波形分析); 5.应用举例; 6.心得小结。 时间安排: 7月6日查阅资料 7月7日方案设计 7月8日- 9日馔写电力电子课程设计报告 7月10日提交报告,答辩 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

摘要 整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流,变压,触发,过电压,保护电路。

电力电子课程设计三相整流电路的设计教材

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称_______ 电力电子技术______________ 题目三相整流电路的设计________ 专业班级________ 电气工程______________ 学生姓名___________ 学号__________ 指导老师_____________ 杨青____________________ 审批_________________ 谢卫才___________________ 任务书下达日期2014年2月24日

设计完成日期2014年3月8日 设计内容与设计要求 ?设计内容 1.设计出三相整流电路的主电路。 (电压0-220V,功率1KW,阻感负载) 2 ?设计三相整流电路的控制电路。 3.设计三相整流电路的驱动电路。 ?设计要求 1.给出整体设计框图,画出三相整流电路的总体原理图; 2.说明所选器件的型号,特性。 3.给出具体电路画出电路原理图; 4.编写设计说明书; 5.课程设计说明书要求用手写,所绘原理图纸用计算机打印

(16K) 主要设计条件1 ?提供计算机一台; 说明书格式 1.课程设计封面; 2.任务书; 3.说明书目录; 4.设计总体思路,基本原理和框图; 5.电路设计; 6.编写设计说明书; 7.总结与体会; 8.附录; 9.参考文献; 10.三相整流电路原理图。

进度安排 第一周星期一:下达设计任务书,介绍课题内容与要求; 第一周星期一一一第一周星期五:查找资料,确定设计方案,画出草图。第二周星期一上午一一星期二下午:电路设计,打印出图纸。 星期三:书写设计报告; 星期四:书写设计报告; 星期五:答辩。 参考文献

三相SPWM逆变器

第四章三相SPWM逆变器 4.1三相SPWM逆变器的结构 SPWM逆变器与PWM逆变器在主电路方面没有本质的区别,将电压型PAM主电路结构中的晶闸管替换为IGBT就成了SPWM型逆变器的主电路结构。SPWM脉宽调制时,瞬时电压以极高的速度切换方向而输出半波内不改变方向,因此,输出电压与输出电流常常方向不一致,这时就需要续流二极管来提供与电压极性相反的电流通道。加上了续流二极管的三相逆变桥,我们就设计好了SPWM逆变器的基本主电路。图4.1是SPWM逆变器的主电路结构,它由六只IGBT组成三相桥式结构,每个桥上反并联了续流二极管。 4.1 SPWM逆变器的主电路图 IGBT器件有自己特有的驱动电路及保护电路,实际中IGBT通常不以单独的形式供货,而是以包括了驱动及保护电路的智能模块(IPM)方式提供的。 IPM不仅为IGBT器件提供了驱动电路及保护电路,也为整个模块提供了过热保护等。在容量比较小的情况下,IPM常常做成多器件结构,例如六单元或七单元结构。六单元结构集成了一个完整的SPWM逆变器,图4.2就是一个六单元IPM的结构示意图。七单元IPM除一个逆变器外,还把能耗制动用的斩波元器件及附属电路集成在里边了。 4.2 IPM结构

从图4.2看到,六单元模块为五个主电路端子,即直流正负极输入和交流三相输出端子。另外有驱动和保护的控制端子若干,它们是能够和常规控制芯片直接连接或者通过光耦合连接的电压型接口。驱动端子是输入端子,接受外部触发器件,保护端子是输出端子,在保护电路封锁驱动电路的同时发出保护动作信号给外部控制器。主电路端子通常是接线桩形式,控制端子通常是集中插口形式。七单元IPM增加了一个连接制动电阻的主电路端子及相应的控制端子。 当容量比较大时,如果IPM仍然集成整个逆变器,会产生两个方面的缺点:一是模块的体积和重量加大,给安装和布置带来困难,也不利于散热;二是当模块中局部元器件损坏时需要更换整个模块,而大容量的模块的成本必然更高,因此使维护成本增加了。 所以,容量比较大时,IPM以两个或者一单元的形式提供。两单元IPM包括一个逆变桥臂的所有器件,即两个IGBT、续流二极管、驱动及保护电路。一单元IPM包括一个IGBT和它的续流二极管、驱动及保护电路。 逆变器的输出主电路中,还需要连续用于限制电压变化率的缓冲电路。IGBT的驱动电路、保护电路以及包括缓冲电路在内的其他附加辅助电路的具体接线原理。 4.2异步电动机按磁通定向的矢量控制原理 一、电动机合成磁通势及磁链 合成磁通势及磁链是指气隙合成磁通势和气隙磁链。如果计及定转子绕组漏磁影响,还有另外两个合成磁通势和磁链:定子合成磁通势和定子磁链;转子合成磁通势和转子磁链,三种合成磁通势和磁链定义如下。 (一)气隙磁链 是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链: = + (4-1) 式中:为定、转子绕组之间的互感;为由定子电流产生,穿过气隙与转子绕组交链的那部分磁链; 为由转子电流产生,穿过气隙与定子绕链的那部分磁链。 是由气隙合成磁通势产生的。 (二)定子磁链 是气隙磁链与定子漏磁链之和。 = + = ++ =+(4-2) 式中:为定子绕组漏感;为定子绕组全电感,=+;为定子电流产生的全部磁链。 是由定子合成磁通势产生的。 (三)转子磁链 是气隙磁链与转子漏磁磁链之和。 = += ++ =+(4-3) 式中:为转子绕组漏感;为转子绕组全电感,=+;为转子电流产生的全部磁链(包括漏磁 链)。 是由转子合成磁通势产生的。 根据上述分析结果,可以作出磁链方向图,如图4-3所示。、、均可以同步角速度旋转。

三相全桥不控整流电路的设计

三相全桥不控整流电路的设计 1 三相整流的原理和参数计算 1.1 三相不控整流原理 三相桥式不控整流电路的原理图如图1-1所示。该电路中,某一对二极管导通是,输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个,改线电压既向电容供电,也向负载供电。当没有二极管导通时,由电容向负载供电,d u 按指数规律下降。 设二极管在距线电压过零点δ角处开始导通,并以二极管6VD 和1VD 开始同时导通的时刻为零点,则线电压为 2sin()ab u t ω+δ 在t=0时,二极管6VD 和1VD 开始导通,直流侧电压等于ab u ;下一次同时导通的一对管子是1VD 和2VD ,直流侧电压等于ac u 。着两段导通过程之间的交替有两种情况,一种是1VD 和2VD 同时导通之前和6VD 和1VD 是关断的,交流侧向直流侧的充电电流d i 是断续的;另一种是1VD 一直导通,交替时由6VD 导通换相至2VD 导通,d i 是连续的。介于两者之间的临界情况是,6VD 和1VD 同时导通的阶段与1VD 和2VD 同时导通的阶段在t πω+δ=2/3处恰好衔接起来,d i 恰好连续,可以确定临界条件 wRC = 当wRC >wRC

三相桥式PWM逆变电路

《电力电子技术》课程设计说明书三相桥式PWM逆变电路的设计院、部:电气与信息工程 学生姓名:刘远治 指导教师:桂友超职称副教授 专业:电气工程及其自动化 班级:电气本1104班 完成时间:2014年06月

摘要 本文设计了一个三相桥式PWM控制的逆变电路。PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,如果脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称为SPWM波形。该设计包括主电路、驱动电路、SPWM信号产生电路、过流保护等方面的设计。该逆变器主电路采用的开关器件是IGBT;如需实物制作,驱动电路可采用现在大功率MOSFET、IGBT专用驱动芯片IR2110;PWM信号产生电路可采用CD4538芯片控制产生。 关键词:三相桥式;主电路;IR2110;CD4538

Abstract This paper designed a three-phase PWM controlled inverter bridge circuit. PWM control is on the pulse width modulation technology, if the pulse width changes according to sine law and the sine wave PWM waveform equivalent, also known as SPWM waveform. The design includes the main circuit, driver circuit, SPWM signal generation circuit, over-current protection and other aspects of design. The inverter main circuit uses IGBT; If you need make it real, driver circuit can use high-power MOSFET, IGBT dedicated driver chip IR2110; PWM signal generation circuit controlled by the CD4538 chip produced。 Key words three-phase bridge; main circuit; IR2110; CD4538

三相全控桥式整流电路

课程设计任务书 学生姓名:专业班级:自动化0602班 指导教师:工作单位:自动化学院 题目:三相桥式全控整流电路的设计(带反电动势负载) 初始条件: 1.反电动势负载,E=60V,电阻R=10Ω,电感L无穷大使负载电流连续; 2.U2=220V,晶闸管触发角α=30°; 3.其他器件如晶闸管自己选取。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作得及其技术要求,以及说明书撰写待具体要求) 1.主电路的设计及原理说明; 2.触发电路设计,每个开关器件触发次序及相位分析; 3.保护电路的设计,过流保护,过电压保护原理分析; 4.各参数的计算(输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率计算,输出波形分析); 5.应用举例; 6.心得小结。 时间安排: 7月6日查阅资料 7月7日方案设计 7月8日- 9日馔写电力电子课程设计报告 7月10日提交报告,答辩 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

摘要 整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流,变压,触发,过电压,保护电路。

三相桥式全控整流电路设计

电气工程学院课程设计报告 课程名称:电力电子技术 设计题目:三相桥式全控整流电路设计 专业班级:自动化1班 学号: 20120220 姓名: 时间: 2015年9月2日--9月30日 ——————以下由指导教师填写——————分项成绩:出勤成品答辩及考核 总成绩:总分成绩 指导教师(签名):

前言 课程设计是《电力电子技术》课程的实践性教学环节,通过课程设计,可 使学生在综合运用所学理论知识,拓展知识面,理论分析和计算,实验研究以及系统地进行工程实践训练等方面得到训练和提高,从而培养学生具有独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力。通过设计过程,可是学生初步建立正确的设计思想,熟悉工程设计的一般顺序呢、规范和方法,提高正确使用技术 资料、标准、手册等工具书的能力。通过设计工作还可以培养学生实事求是和一丝不苟的工作作风,树立正确的生产观点、经济观点和全局观点,为后续课程的学习和毕业设计,乃至向工程技术人员的过渡打下基础。 目录 前言 1 一课程设计的内容和具体要求 2 二变压器设计 3 三晶闸管的选择 3 四晶闸管的保护设计 4 五触发电路设计 5 六触发电路供电电源设计 6 七Matlab仿真7 八实验总结8

一.课程设计的内容和具体要求 要求设计一个完整的三相桥式全控整流电路,包括主电路、触发电路、整流变压器的设计,晶闸管的选型和保护等。 (一)技术指标 1、整流器负载为10KW 直流电动机 额定电压D C 220V,额定电流55A,电枢电阻0.5?,总电阻1? 2、输入电压A C 380V(+5~10%) 3、输入电压D C 0~220V,输出最大电流λI nom (λ=1.5) 4、最小α角为15° 5、触发电路采用K J004 6、主变压器采用Y/Y12 联接。 7、主电路采用三相桥式全控整流电路。 (二)设计要求 1、变压器 设计 1)二次相电压U 2 的计算 2)二次电流I 2 和一次电流I 1 的计算 3)变压器容量的计算 2、晶闸管的选择 3、晶闸管保护设计 1)晶闸管过流保护 2)晶闸管过压保护 4、触发电路设计 1)同步变压器设计及同步电压的相位选择2)三相触发电路设计(双窄脉冲) 5、触发脉冲供电电源设计 (三)成品要求 1、课程设 计报告一份 2、电路图一份

三相桥式全控整流电路地设计与仿真

三相桥式全控整流电路的设计与仿真 一.设计要求 1)完成三相桥式全控整流电路的设计、仿真; 2)设计要求: 输入AC3*110V,50Hz,输出电流连续,阻感负载,要求输出直流电压60V~200V,计算其主开关器件所承受的最大正反向电压,器件的额定电流,并建立合适的仿真模型,对主电路进行仿真。然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求,设计其控制电路,产生符合电路驱动所要求的触发波形。 二.题目分析 三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。它是由半波整流电路发展而来的。由一组共阴极的三相半波可控整流电路(共阴极组晶闸管依次编号T1.T3.T5)和一组共阳极接法的晶闸管(依次编号T4.T6.T2)串联而成。六个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通,来实现对三相交流电的整流,当改变晶闸管的触发角时,相应的输出电压平均值也会改变,从而得到不同的输出。 根据要求的输入电压值与输出的电压围,计算出晶闸管承受的最大正、反向电压值。然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求,设计其控制电路,产生符合电路驱动所要求的触发波形。再用Multisim软件进行仿真,调试,得到仿真图形。 1.主电路图原理图

图一主电路原理图 2.三相桥式全控整流电路的特点及其要求: 一般变压器一次侧接成三角型,二次侧接成星型,晶闸管分共阴极和共阳极。一般1、3、5为共阴极,2、4、6为共阳极。 ①两管同时导通形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各一个,且不能为同一相器件。 ②对触发脉冲的要求: a.按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序,相位依次差60°。 b.共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°,共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°。 c.同一相的上下两个桥臂,即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180°。 ③ U一周期脉动6次,每次脉动的波形都一样,故该电路为6脉波整流电路。 d ④需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲,可采用两种方法:一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发(常用)。

基于MATLAB的三相桥式PWM逆变电路资料

交流调速系统课程设计题目:三相桥式SPWM逆变器的仿真设计 班级:0 姓名: 学号: 指导老师:

目录 摘要 (2) 关键词 (2) 绪论 (2) 三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求 (3) SPWM逆变器的工作原理 (3) 1 工作原理 (5) 2 控制方式 (6) 3 正弦脉宽调制的算法 (9) MATlAB仿真设计 (12) 硬件实验 (19) 实验总结 (23) 附录 Matab简介 (24) 参考文献 (24)

三相桥式SPWM逆变电路设计 摘要: 随着电力电子技术的飞速发展,正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中,与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面:一是稳态精度高;二是动态性能好。因此,研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略,已成为电力电子领域的研究热点之一。 在现有的正弦波输出变压变频电源产品中,为了得到SPWM波,一般都采用双极性调制技术。该调制方法的最大缺点是它的6个功率管都工作在较高频率(载波频率),从而产生了较大的开关损耗,开关频率越高,损耗越大。本实验针对正弦波输出变压变频电源SPWM调制方式及数字化控制策略进行了研究,以SG3525为主控芯片,以期得到一种较理想的调制方法,实现逆变电源变压、变频输出。 关键词:逆变器SPWM逆变器的工作原理正弦脉宽调制的调制算法单极性正弦脉宽调制双极性正弦脉宽调制自然采样法规则采样法双极性正弦波等面积法 一、绪论 正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装置被广泛地应用于国民经济生产生活中,其中有:针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源UPS (Uninterruptle Power Supply) ;针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器;针对智能楼宇消防与安防的应急电源EPS ( Emergence Power Supply) ;针对船舶工业用电的岸电电源SPS(Shore Power Supply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新,特别是以绝缘栅极双极型晶体管IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)为代表的自关断可控型功率半导体器件出现,大大简化了正弦逆变电源的换相问题,为各种PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法,从而进一步简化了正弦逆变系统的结构与控制. 电力电子器件的发展经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体管(IGBT)等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展,与其他电力电子器件相比,IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点,为了达到这些高性能,采用了许多用于集成电路的工艺技术,如外延技术、离子注入、精细光刻等。 IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它

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