【正文】 圖 45 C1 參數(shù)設置 濾波電容 C2：選擇“ Series RLC Branch ”模塊，將參數(shù)“ Capaciatance（ F） ”設置為： 320e6。在 u2負半周，仍在觸發(fā)延遲角 ? 處出發(fā) VT2和 VT 3， VT2 和 VT3 導通，其電流電壓情況與正半周情況相同。 ddm UUU ?? ? (43) dd UUU ?? ? (44) 由于輸出的電壓由開關 管的開通與關斷頻率決定的，所以輸出電壓為無數(shù)的寬度極小的矩形波組成，在 MATLAB 中，逆變電路輸出電壓頻率有 PWM 脈沖觸發(fā)器參數(shù)設置。載波比 N 的大小會影響輸出波形，若 信號波 頻率較低 ，載波比 N 較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù) 量較多，正負半周期不對稱以及半周期內(nèi) 四分之一 周期的脈沖不對稱 所 產(chǎn)生的不利影響都 比 較小， PWM 波形近似正弦波。如果把脈沖序列運用相等量的等幅但是 寬 度不等的矩形脈沖替代，把 矩形脈沖的中點以及 相 對 應 的 正弦波部分的中點 相互 重合， 并讓 矩形波 的脈沖以及 相 對 應的正弦波部分 的面積相同就可以獲 到相 對應的脈沖序列，也 就是PWM 波 。 逆變部分的仿真電路圖如圖 412 所示。 致謝 30 第 5 章 總結(jié)與展望 課題 單相交直交變頻電路由兩部分組成，交流 電源轉(zhuǎn)化為 直流 是整流環(huán)節(jié)，選 用 了不可控的整流二極管 電路，直流 電源 側(cè) 則選用電容和電感來濾波，能夠獲得比較平直的直流電壓。這 中 間，最為常用和基本的一種方法是調(diào)制法，調(diào)制法里 最 為基礎的就是通過三角載波和正弦信號波來比較進行調(diào)制 ， 其中可以分成單極性調(diào)制與雙極性調(diào)制。老師們 在上課時的激情洋溢，課后對我們的諄諄教誨以及同學們學習中的認真熱枕，生活里的 互相 關心熱愛，這些點點滴滴都使 我的四年充滿了感激 。 致謝 31 致謝 大學四年學習時光 有如白駒過隙般地 接近 了尾聲，我的母校，我的 父母，以及我的同學們， 我 想由衷地表示我的謝意。逆變電路 中 PWM 控制技術的影響非常深遠 。 第 4 章 MATLAB 的仿真與分析 29 圖 416 阻感負載電流電壓輸出波形 由此，可以直觀的看出，當負載是純電阻負載時，電流與電壓的相位相同，當負載為電阻電感 （阻感）負載時，電流與電壓的相位發(fā)生了改變。 經(jīng)過濾波電路，可以得到正弦波輸出， 以負載為純電阻負載為例 如圖 411所示。 圖 410 逆變電壓輸出波形 第 4 章 MATLAB 的仿真與分析 26 除此之外 ， 采樣理論里 有一個 非常重要的結(jié)論：沖量相等但是形狀不相同的窄脈沖加在擁有慣性 環(huán)節(jié)上 的 時 候，它們的效果大致相同，沖量就是指窄脈沖的面積。異步調(diào)制方法里，大多將載波頻率 fc 固定不 發(fā)生 變 化，因此若 信號波 的 頻率 fr變化 的 時 候 ，載波比 N 就會變化。把橋臂 1 和 4 作為一對，橋臂 2和 3 作為一對，成對的兩個橋臂同時導通，兩對交替導通 180 度，其輸出電壓如公式 42 所示。當 u2 過零時，流經(jīng)晶匣管的電流也降到零， VT1 和 VT4 關斷。 圖 44 L2 參數(shù)設置 濾波電容 C1：選擇“ Series RLC Branch ”模塊，將參數(shù)“ Capaciatance（ F） ”設置為： 1800e6。仿真圖如圖 41 所示。 對模塊進行操作，以方便模型的建立。 （ 3）然后在 MATLAB 的左側(cè)中 workspace 中可看到變量 I，如果沒有的話，可在菜單中設置顯示該欄。 Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采用速率。 電力電子技術里關于電能的變換以及 控制 的 過程， 還有有各類的電路原理的研究和分析、批量的計算、測量電能轉(zhuǎn)換的波形、繪制以及 分析等 等，相關的 工作 都 特別適合 使用 MATLAB。 （ 7） 能夠輸出 正弦波、三角波和 方波 等多種函數(shù)信號 。適當調(diào) 節(jié)外部電路參數(shù)是，還可以獲得占空比可調(diào)的矩形波和鋸齒波。圖 38 給出了控制電路的原理圖。 圖 34 集成驅(qū)動芯片 M57962L 原理圖 第 3 章 逆變電路的設計 12 O C 1O C 2O C 3O C 4D5Q1C L K3Q2R4S6V C C14GND7+ 5V+ 5VS TOP4 0 13保護電路： 圖 35 保護電路 4013芯片原理 ： 如圖 36 所示，設電路初始狀態(tài)均在復位狀態(tài)， Q Q2 端均為低電平。光電耦合器的原邊已串聯(lián)限流電阻（約 185? ），可 以把 5V 電壓直接與 輸入側(cè) 直接相連，擁有相對 高的 輸入和 輸出 的 隔離度（ U=2500V,有效值）。 3）具有過流保護功能，通過檢測 IGBT 管的飽和壓降來判斷 IGBT 是否過流。IGBT管 的驅(qū)動方法和 MOSFET基本相同，只需 要 控制輸入極 N溝道 MOSFET，因此其擁 有高輸入阻抗特性 [4][5]。交直流變換部分（ AC/DC）為不可控整流電路；逆變部分（ DC/AC）由四只 IGBT 管組成單相橋式逆變電路，采用雙極性調(diào)制方式。選 用雙極性 的 PWM 調(diào)制技術的 時 候，是為了獲 到的 正弦 交流輸出波形作為信號波，把三角波當作載波，使信號波和 載波進行 相互的比較，當信號波和載波相 交 的 時刻控制各 個開關的通斷。在負載電流為負的區(qū)間，仍然為 V1和 V4 導通時，因 i0為負，故 i0實際上從 VD1和 VD4流過，仍有 u0= Ud； V4關斷， V3開通后， i0從 V3和 VD1續(xù)流， u0=0。 本設計 采用的單相橋式逆變電路既可以選 用單極性調(diào)制 的方法，第 2 章 單相交 直 交變頻電路的總體 設計 7 也可以選 用雙極性調(diào)制 的方法。 逆變電路 逆變電路以及 整流電路 剛好相反，逆變電路即把直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽仡l率的交流電壓。 圖 24 整流濾波電路和輔助電源 第 2 章 單相交 直 交變頻電路的總體 設計 6 濾波電路 濾波電路的原理以及 作用：濾波電路 通常用以濾掉 整流輸出電壓中的 一些紋波，通常情況下是由阻抗元件組成，比方在 電阻 的 兩端 可以 并聯(lián)電容器 C，或和 電阻 串聯(lián)電感 L，以及把電容和電感組合成的 復式 的 濾波電路。橋式整流電路如圖 23 所示， 主要是由電源變壓器、四只電力 二極管 D1~4以及 負載電阻 RL組合而成 。 交直流變換 部分電路采用 不可控整流電路，輸入的交流 電源 通過變壓器和橋式整流電路轉(zhuǎn)化為直流電，濾波電路 部分采 用電感和電容 的 濾波，逆變部分則選 用四只 IGBT 管構 成 的單相橋式逆變電路， 輸出 電流 經(jīng) LC 低通 濾波器，濾去高次諧波，獲得 頻率 和電壓都 可調(diào)的交流電輸出。總體方案框圖如圖 21 所示。 PWM 逆變是最 為 常見的一種 控制 方法， 本設計 采用 PWM 的正弦波脈寬調(diào)制，可以 改變調(diào)制頻率 來實現(xiàn)交 直 交變頻的目的。近 幾年來，隨著電力電子技術、計算機技術 的迅速發(fā)展，交流傳動及 控制技術 也 成為如今發(fā)展最快速 的技術之一，電氣傳動 技術面臨著一場歷史 性的 革命， 其發(fā)展 的 趨勢 即交流調(diào)速 將代替 直流調(diào)速以及 計算機 控制技術 將代替 模擬控制技術。 其顯著作用： （ 1）優(yōu)化電能使用。 filtering section using LC lowpass filter to obtain a highfrequency sine wave AC output。 課題研究的單相交 直 交變頻電路設計 主要 分為主電路和控制電路 兩部分，其中主電路還 分為整流電路、濾波電路和 單相橋式 PWM 逆變 電 路， 而逆變部分則需要 用到控制 電路，控制電路分為控制電路、驅(qū)動電路和保護電路。 protection circuit uses dual D flipflop CD4013. Using MATLAB software simulation of the design of the circuit, in which the purely resistive load and inductive load resistor respectively for data analysis and waveforms, and take measures to make the final output of nearly sinusoidal waveform. Keyword: Rectifier filter inverter IGBT PWM MATLAB目錄 I 目錄 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 1 電力電子技術概況 ........................................................................................... 1 電子電力技術基本概念 ........................................................................ 1 電力電子技術的基本應用 .................................................................... 1 課題的設計內(nèi)容 .............................................................................................. 2 第 2 章 單相交 直 交變頻電路的總體設計 ............................................................... 3 總體框圖 ........................................................................................................... 3 總電路設計 ...................................................................................................... 4 主電路原理圖 ........................................................................................ 4 整流電路 ................................................................................................ 4 濾波電路 ................................................................................................ 6 逆變電路 ................................................................................................ 6