3kva逆變器設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-免費(fèi)閱讀
【正文】 通過翻閱課本以及查閱資料，我都一一的解決了問題，受益良多。也找到我在某些方面的不足，另外在本次設(shè)計(jì)前，我通過MATLAB 通系統(tǒng)原理進(jìn)行了仿真，所以加強(qiáng)了我基于 MATLAB 的電力電子 方面的仿真設(shè)計(jì)能力。 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說明書 20 圖 52 SPWM波形圖 系統(tǒng)仿真 后，其濾波前的 AB 線電壓的仿真結(jié)果圖如圖 53所示。則電路各元件選取如下： 開關(guān)管和二極管的選擇 (1)開關(guān)管的選擇 最大輸出情況下，電流有效值為 AV PI o sm a x ????? ? 開關(guān)管額定電流 CEI AII CE m a x ????? 開關(guān)管額定電壓 CERV 2 2 2 2 0 4 4 0C E R MV V V? ? ? ? ? (2)二極管的選擇 二極管 額定電壓 RRV 220RRMVV? 最大允許的均方根正向電流 FRFRfrm s III ?? ? 二極管的額定電流為 AII FR m a x ??? L、 C 濾波器的設(shè)計(jì) 最低 次諧波為 12 ?p 次。 LC濾波電路如圖 38所示。由 IR2110 構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路如圖 36 所示。 R2R1RES1234567 891011121314ICL8038ICL8038R+15V15VC正弦波三角波方波 圖 34 ICL8038用于正弦波信號(hào)發(fā)生 正弦波的頻率由 1R 、 2R 和 C 來決定 ，其中： 12= +RR（ ） C ， 為了調(diào)試方便，將 1R 、 2R 都用可調(diào)電阻， 2R 和 R 是用來調(diào)整正弦波失真度用的。 脈寬控制電路的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用 ICL8038產(chǎn)生正弦波給 SG3524集成 PWM控制器產(chǎn)生控制信號(hào)。UNUU? 得出，當(dāng) 1和 6 通時(shí)， UV dUU?? ，當(dāng) 3和 4通時(shí)， UV dUU?? ，當(dāng) 1和 3或 4和 6通時(shí)， UVU =0。 該電路采用雙極性控制方式， U、 V和 W三相的 PWM 控制通常公用一個(gè)三角載波 cu ，三相的調(diào)制信號(hào) rUu 、 rVu 和 rWu 依 次相差 120 度。 其中非對(duì)稱規(guī)則采樣法因階數(shù)多而更接近正弦 ， 故選擇 規(guī)則采樣法 。 直流側(cè)電流基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗 ； 交流側(cè)輸出電流為矩形波 ； 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用 ， 反饋無功能量時(shí)直流電流并不反向等特點(diǎn)。 電壓 型逆變電路輸出 電壓波形為矩形波 ，輸出 電流波形近似正弦調(diào)制波、載波 SPWM 波 觸發(fā)脈沖 AC220Vpk IGBT 三相橋式逆變電路 三相變壓器 SPWM 信號(hào)發(fā)生器 DC220V AC220Vrms LC 濾波電路 驅(qū)動(dòng)電路 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說明書 9 波 。由信息電子電路組成的控制電路 按照系統(tǒng)的工作要求形成控制信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路去控制主電路中電力電子器件的導(dǎo)通或者關(guān)斷，來完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。 圖 23 雙極性 PWM控制方式 采用雙極性方式時(shí)，在 Ut 的半個(gè)周期內(nèi)，三角波載波不再是單極性的，而是有正有負(fù)，所得到的 PWM 波也是有正有負(fù)。 單極性 PWM 控制方式 調(diào)制信號(hào) ur 為正弦波，載波 uc在 ur 的正半周為正極性的三角波，在 ur的負(fù)半周為負(fù)極性的三角波。按照計(jì)算結(jié)果控制逆變電路中各開關(guān)器件的通斷，就可以得到所需要的 PWM 波形， 把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，這就是 PWM 波形。和單相半橋，全橋逆變電路相同，三相電壓型橋式逆變電路的基本工作方式也是 180? 導(dǎo)電方式，即每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為 180? ，同一相上下橋臂交替導(dǎo)通。這就為數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 功率變換技術(shù)是現(xiàn)代逆變系統(tǒng)中最重要的技術(shù)，決定著逆變器的性能。 目前， GTO 的最高研究水平為 6000V/6000A 以及 9000V/10000A。 60 年代后期，可關(guān)斷晶 閘管 GTO 實(shí)現(xiàn)了門極可關(guān)斷功能，并使斬波工作頻率擴(kuò)展到 lkHz 以上。隨著開關(guān)頻率的提高，會(huì)引起開關(guān)損耗的增加，逆變效率和直流利用率的降低，因此，對(duì)逆變電源技術(shù)進(jìn)行深入地研究有很大的現(xiàn)實(shí)意 義 。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源逆變；當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時(shí)，稱為無源逆變。 完成電路中各元件的參數(shù)計(jì)算。 時(shí)間安排： 6 月 5 日 ~6 月 6 日 ：完成選題，領(lǐng)取設(shè)計(jì)任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，規(guī)劃總體設(shè)計(jì)方案； 6 月 7 日 ~6 月 11 日 ：完成電力電子裝置的具體設(shè)計(jì)方案，包括參數(shù)設(shè) 計(jì)、器件選取等； 6 月 12 日 ~6 月 14 日 ：整理資料，完成設(shè)計(jì)論文撰寫。 逆變電路應(yīng)用非常廣泛，在已有的各種電源中，蓄電池，干電池，太陽能電池等都是直流電源，當(dāng)需要這些電源向交流負(fù)載供電時(shí)，就需要逆變電路 。 設(shè)計(jì)要求 初始條件： 輸入直流電壓 220V。 70年代中期，高功率晶體管和功率 MOSFET 問世，功率器件實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)控功能，使高頻化成為可能。這種 GTO采用了大直徑均勻結(jié)技術(shù)和全壓接式結(jié)構(gòu)，通過少子壽命控制技術(shù)折衷了 GTO導(dǎo)通電壓與關(guān)斷損耗兩者之間的矛盾。功率變換技術(shù)研究的目標(biāo)主要是：節(jié)約能源，提高效率，同時(shí)減小變換器的大小和減輕變換器的重量，降低諧波失真和成本；而在電機(jī)傳動(dòng)應(yīng)用中，有時(shí)還要求高的精度，快速響應(yīng)，寬的輸出電壓、電流或頻率的調(diào)節(jié)范圍等 。要對(duì)逆變器進(jìn)行數(shù)字控制，實(shí)質(zhì)上就是要在數(shù)字控制系統(tǒng)中應(yīng)用各種先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理算法：如空間矢量 PWM 控制算法（ SVPWM 算法）、快速傅立葉變換算法（ FFT 算法）、數(shù)字濾波算法、數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)算法等。因?yàn)槊看螕Q流都是在上下橋臂之間進(jìn)行，因 此也被稱為縱向換流。 對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到 PWM 波形。其單極性 PWM 控制 方式圖如圖 22所示。在 Ut的一個(gè)周期內(nèi)，輸出的 PWM 波只有正負(fù) Ud兩種電平，而不像單極性控制時(shí)還有零電平。 目前應(yīng)用最為廣泛的是電壓型 PWM 逆變電路 ,脈寬控制方法主要有計(jì)算機(jī)法和調(diào)制法兩種，但因?yàn)橛?jì)算機(jī)法過程繁瑣，當(dāng)需要輸出的正弦波的頻率、幅值或相位發(fā)生變化時(shí)，結(jié)果都要變化，而調(diào)制法在這些方面有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此，調(diào)制法應(yīng)用最為u r u c u O w t O w t u o u of u o U d U d 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說明書 8 廣泛。 直流側(cè)電 壓 基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn) 低 阻抗 ； 交流側(cè)輸出電 壓 為矩形波 ； 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電 容 起緩沖無功能量的作用 等特點(diǎn)。 采用 IGBT 作為開關(guān)器件的三相電流型橋式逆變電路如圖 26 所示： 圖 26 三相電流型橋式逆變電路 方案選擇： 電流型逆變 直流側(cè) 需加大 電感 ，價(jià)格 比較昂貴 ，而 電壓型逆變器整流武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說明書 10 變頻裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、諧波含量少、定轉(zhuǎn)子功率因數(shù)可調(diào)等優(yōu)異特點(diǎn) 。 ucuO turTcA DBO tuotAtDtB? ?? 39。 當(dāng) 2RU UN dU U U? ? ?時(shí)，給 V4導(dǎo)通信號(hào)，給 V1關(guān)斷信號(hào) 2UN dUU?? ，給 V V4 加導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，可能是 V V4 導(dǎo)通，也可能是 VD VD4 導(dǎo)通。輸出線電壓 PWM 波由 dU? 和 0三種電平構(gòu)成 ， 負(fù)載相電壓 PWM 波由 (177。 SG3524可以產(chǎn)生鋸齒波 ，作為載波與正弦波比較，產(chǎn)生 SPWM 信號(hào)。 通過查詢資料得知，當(dāng) f=50 zH 時(shí)，取 12+ = R K?，其中 = FC ? 。 1234567891011121314IR2110C1R2D?C2R1控制及
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1