【導讀】輸入直流電壓220V。6月12日~6月14日：整理資料，完成設計論文撰寫。逆變器，該三相逆變器是基于DSP的SPWM調制設計。系統(tǒng)硬件部分包括輔助電源模塊，用的規(guī)則采樣法。在本次設計中，查閱許多逆變器方面的資料，有感先進的功率器件。靠性，達到以往設計無法達到的技術指標。與整流相對應，把直流電變成交流電稱為逆變。有電源時，稱為有源逆變；當交流側直接和負載連接時，稱為無源逆變。

　　

【正文】 1mHL21mHL31mHL4C10C9C8 圖 38 LC 濾波電路 變壓器升壓模塊 變壓器升壓電路如圖 39所示。由于輸入的直流電位 220V，故其基波最大的峰峰值為 220V，相電壓最大有效值為 ,而設計要求輸出為 220Vrms，故需要加入升壓變壓器。設計采用三個單相變壓器組合而成 ,220V 直流電通過電容 C17 和 C18分壓得到110V 作為電壓參考點。 W _ I NV _ INU _ IN UVWNT1T2T3+C 1 71 0 0 0 u F /1 5 0 V+ C 1 81 0 0 0 u F /1 5 0 VR 3 05 .1 kR 2 95 .1 k2 2 0 V 圖 39 變壓器升壓電路 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 17 4 系統(tǒng)元件有關參數的計算 在電路中輸入為 220V直流電壓 ，輸出為 220V交流電壓 ，輸出功率為 WP 3000? ，功率因數設為 1cos ?? 。則電路各元件選取如下： 開關管和二極管的選擇 (1)開關管的選擇 最大輸出情況下，電流有效值為 AV PI o sm a x ????? ? 開關管額定電流 CEI AII CE m a x ????? 開關管額定電壓 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 濾波器的設計 最低次諧波為 12 ?p 次。因此，最低次諧波的頻率 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 18 Hzf 1 9 9 5 050)12 0 02( ????? 以選 1/10為例，選濾波電感為 1mH，則 L、 C濾波電容為 FLC ?? 1101 1)1 9 952 1(1 632 ???????? ? 變壓器參 數設計 變壓器參數計算： 單個變壓器輸出功率為： 2 1000PW? 單個變壓器輸入功率： 21 1 1 1000* 1 0 5 2 . 60 . 9 5PP U I W?? ? ? ? 式中η為變壓器的效率，這里取 變壓器的額定功率為 : 12 10 00 10 52 .6 10 26 .322PPPW? ?? ? ? 一次側電流為： 1111 0 5 2 .61 .2 * 8 .11 5 5 .6PI K AU? ? ? 式中 K 是變壓器空載電流大小決定的經驗系數，容量越小的變壓器， K 越大，一般選~。 二次側電流為： 22 2 1000 4 .5220PIAU? ? ? 故選用三個初級電壓為 、電流為 ，功率 為 ,次級電壓為 220V、電流為 ，功率為 1000W 的單相變壓器。 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 19 5 基于 matlab 的原理仿真 在具體電路設計之前，本次設計先利用 MATLAB 進行仿真驗證，其仿真主體框圖如圖 51所示。框圖中包括 IGBT 三相逆變半橋模塊， LC濾波器模塊， SPWM 產生模塊，其中三相電壓幅值控制采用的閉環(huán)控制。 圖 51 系統(tǒng)仿真框圖 通過圖中的 Measure 模塊（即電壓測量模塊）得到三相電壓值，然后經過 Voltage regulartor 塊，其內部是采用的 PI 控制器控制方式，得到所需要的正弦波。 在將其輸入到 PWM 產生模塊，從而得到三相 SPWM 波。其中一路開關的 SPWM 波形如圖 52所示。 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 20 圖 52 SPWM波形圖 系統(tǒng)仿真后，其濾波前的 AB 線電壓的仿真結果圖如圖 53所示。 圖 53 濾波前輸出電壓波形 其經過三相 LC 濾波器濾波后的三相輸出電壓波形如圖 54所示。 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 21 圖 54 濾波后輸出電壓波形 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 22 結束語 通過一 個星期的課程設計學習， 我掌握并鞏固了 電力電子 裝置及系統(tǒng)的相關 知識，對各種開關元件及 芯片有了一定的了解，并且學會了運用它們。 并且通過繪制電路圖了解并熟悉了 Altium Designer 的使用。 在課程設計過程中，先按照課本上的知識畫出設計的系統(tǒng)框圖，選擇合適的方案，然后根據框圖對電路各個模塊進行設計，最后確定各器件的參數。在部分電路的設計過程中， SPWM 信號發(fā)生器與驅動電路部分都是理論課上沒有學習過的，因此，在這一部分遇到了很大的麻煩，最后通過查閱資料，和同學討論，設計出這兩個模塊的電路。 通過本次設計，了解當前先進的電力電子技術和電力電子裝置技術，加深了課本逆變部分理論知識的理解，掌握了逆變電路的基本設計以及 SPWM 技術。同時我加強了我的基于 DSP 設計的能力。也找到我在某些方面的不足，另外在本次設計前，我通過MATLAB 通系統(tǒng)原理進行了仿真，所以加強了我基于 MATLAB 的電力電子方面的仿真設計能力。在本次設計中，查閱許多逆變器方面的資料，有感先進的功率器件及逆變控制器件對電力電子技術進步的推動作用，大大簡化設計，極大提高系統(tǒng)的可靠性，達到以往設計無法達到的技術指標。由于時間有限，無法對 SVPWM 逆變電路進行研究，而是采用正弦 SPWM 技術，實現了 220V 直流電到 220V 正弦交流電 3KW 的逆變，并且輸出電壓還可以在一定范圍內調整。 平時我們只學習了理論 知識，沒有將理論知識運用于實踐中，當然在實驗課上，也鍛煉了自己的動手能力?？墒?，畢竟課上時間有限，不能深入的完成實驗。課程設計為我們提供了這樣的機會。 課設過程中，大家自己獨立思考，完成老師布置的題目，學習了很多東西，把自己所學用于實際，課設期間，遇到問題，獨立解決或同學在一起討論， 還鍛煉了自己獨立分析、歸納、解決問題的能力。當然，光靠平時所學的知識完成本次課程設計還是有一定難度的，因此，課設中存在許多障礙，這些阻礙都是我知識點的漏洞，為我敲響了警鐘。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 。 本次課設 讓我 知道自己平時學習的不足 ，明白了自己哪里欠缺。理論知識的不足在這次課程設計中給我?guī)砹撕芏嗦闊?，這也算是提醒。今后，在學習中，我要端正自己武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 23 的態(tài)度努力學習，只有這樣我們才能 真正的掌握好知識，才能在實際中熟練的運用我們所學的知識。 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設計說明書 24 參考文獻 [1] 王兆安，劉進軍 .電 力電子技術 （第 5版 ）， 機械工業(yè) 出版 社 ， 2020 [2] 劉力 .PWM 技術在電源中的應用 ,武漢大學出版社， 2020 [3] 楊蔭福 .電力電子裝置及系統(tǒng) ,清華大學出版社， 2020 [4] 徐向民 .Altium Designer 快速入門 (第 2 版 ),北京航空航天大學出版社 ,2020 [5] 石玉 ,栗書賢 .電力電子技術題例與電路設計指導 ,機械工業(yè)出版社 ,2020