【正文】 .................................................................7 第四章 臺燈調(diào)光電路的設(shè)計.................................................................................................................8.......................................................................................................8 .......................................................................................................................................8 第五章 綜合設(shè)計與仿真.........................................................................................................................9...........................................................................................................................9 運行仿真并檢驗是否滿足性能指標(biāo)的要求..................................................................................9 第六章 心得體會...................................................................................................................................11第一章 緒論 課程設(shè)計的目的1）掌握三相全橋相控整流電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理，明確觸發(fā)脈沖的相位關(guān)系，熟悉整流電路交流側(cè)與直流側(cè)電流、電壓關(guān)系。2）掌握單相全橋逆變電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理，明確調(diào)制信號與載波信號之間的幅值關(guān)系，明確驅(qū)動脈沖的分配關(guān)系，熟悉逆變電路輸出電壓與直流電壓、調(diào)制信號幅值之間的關(guān)系。3）熟悉電力電子電路的計算機(jī)仿真方法。 課程設(shè)計的任務(wù)與要求1）使用Matlab仿真軟件實現(xiàn)三相橋式全控整流電路仿真模型，構(gòu)建觸發(fā)延時角為0度，30度，60度的三相橋式全控整流電路直流側(cè)平波電感10mH、濾波電容10mF及負(fù)載電阻10Ω。采用寬脈沖觸發(fā)方式。觀測電網(wǎng)電壓波形、觸發(fā)脈沖波形、直流側(cè)電壓波形和負(fù)載電流波形。2）使用Matlab仿真軟件實現(xiàn)三相橋式全控整流電路仿真模型，構(gòu)建三相全橋PWM逆變電路。直流側(cè)使用400V直流電壓源。調(diào)制波信號為50Hz正弦波信號。載波信號為1080kHz雙極性三角波。3）將1）、2）構(gòu)建的仿真模型相組合，實現(xiàn)交直交變頻電路仿真模型。其中觸發(fā)延時角設(shè)為60度，調(diào)制波信號為250Hz正弦波信號。載波信號為10kHz雙極性三角波。負(fù)載使用5mH+5Ω阻感性負(fù)載。觀測交流側(cè)A相電網(wǎng)電壓波形、相控整流觸發(fā)脈沖波形、直流電壓波形、輸出電壓給定波形、負(fù)載電壓波形及電流輸出波形。 MATLAB的原理應(yīng)用及SIMULINK仿真MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計、測試和測量、財務(wù)建模和分析以及計算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨提供的專用MATLAB函數(shù)集）擴(kuò)展了MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。本次實驗采用MATLAB軟件中的SIMULINK平臺進(jìn)行電路設(shè)計，并進(jìn)行仿真。在開環(huán)控制時，改變電壓，可以實現(xiàn)整流輸出電壓在不同觸發(fā)角時波形有著明顯的區(qū)別，都是對稱六脈波。在閉環(huán)控制時，其觸發(fā)角主要由電壓反饋電路，電流反饋電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，在示波器時基因數(shù)足夠大的觀察前提下，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使該實驗輸出穩(wěn)定的六脈波波形。第二章 主電路設(shè)計及仿真 設(shè)計方案的論證交交變頻電路是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路。交交變頻電路是一種直接變頻電路。和交直交變頻電路比較，優(yōu)點是只用一次變流，效率較高?？煞奖愕貙崿F(xiàn)四象限工作。低頻輸出波形接近正弦波。缺點是接線復(fù)雜，如采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管。受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸入功率因數(shù)較低輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。交交變頻電路主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路中。 主電路結(jié)構(gòu)框圖與說明。三相交流電源380V/50Hz整流電路濾波電路三相逆變電路合成電路三相交流負(fù)載電壓與相位采集電路同步六脈沖觸發(fā)電路SPWM脈沖觸發(fā)電路 主電路系統(tǒng)框圖整流電路：用來把三相交流電整流成直流電。濾波電路：用來把整流后的脈動的直流通過儲能元件，變?yōu)檩^為平滑的的直流。逆變電路：用來把直流電逆變?yōu)榻涣麟?。最常見的是?個逆變模塊組件組成三相橋式逆變電路。 電路類型選擇依據(jù)整流電路：是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。濾波電路：用來把整流后的脈動的直流通過儲能元件，變?yōu)檩^為平滑的的直流。，逆變電路：用來把直流電逆變?yōu)榻涣麟姟?整流電路的工作原理及設(shè)計 整流電路的基本工作原理整流電路是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 整流元件的選擇晶閘管額定電壓：=(2~3)，晶閘管的額定電流:=(1~)K 整流電路的設(shè)計與仿真。 三相橋式整流電路圖。 三相橋式整流電路仿真圖 逆變電路的工作原理及設(shè)計 逆變電路的基本工作原理逆變電路是把直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的電路。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時，稱為有源逆變；當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時，稱為無源逆變。 SPWM波的產(chǎn)生設(shè)計SPWM(Sinusoidal PWM)法是一種比較成熟的，目前使用較廣泛的PWM法。前面提到的采樣控制理論中的一個重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時,其效果基本相同。SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。第三章 驅(qū)動保護(hù)電路的設(shè)計 IGBT 驅(qū)動電路IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。IGBT驅(qū)動電路是驅(qū)動IGBT模塊以能讓其正常工作，并同時對其進(jìn)行保護(hù)的電路。 觸發(fā)電路選擇與設(shè)計觸發(fā)電路常用的國產(chǎn)單結(jié)晶體管的型號主要有BT3BT3BT35。單結(jié)晶體管在一定條件下具有負(fù)阻特性，即當(dāng)發(fā)射極電流I增加時，發(fā)射極電壓Ve反而減小。利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性和RC充放電電路，可制作脈沖振蕩器。，電路較簡單，溫度性能比較好，有一定的抗干擾能力，脈沖前沿陡，