3kva逆變器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(參考版)
2025-03-07 13:44本頁(yè)面
【正文】 今后，在學(xué)習(xí)中，我要端正自己武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 的態(tài)度努力學(xué)習(xí)，只有這樣我們才能 真正的掌握好知識(shí)，才能在實(shí)際中熟練的運(yùn)用我們所學(xué)的知識(shí)。 本次課設(shè) 讓我 知道自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足 ，明白了自己哪里欠缺。當(dāng)然，光靠平時(shí)所學(xué)的知識(shí)完成本次課程設(shè)計(jì)還是有一定難度的，因此，課設(shè)中存在許多障礙，這些阻礙都是我知識(shí)點(diǎn)的漏洞，為我敲響了警鐘。課程設(shè)計(jì)為我們提供了這樣的機(jī)會(huì)。 平時(shí)我們只學(xué)習(xí)了理論 知識(shí)，沒(méi)有將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中，當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)課上，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力。在本次設(shè)計(jì)中，查閱許多逆變器方面的資料，有感先進(jìn)的功率器件及逆變控制器件對(duì)電力電子技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用，大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，極大提高系統(tǒng)的可靠性，達(dá)到以往設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)我加強(qiáng)了我的基于 DSP 設(shè)計(jì)的能力。在部分電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中， SPWM 信號(hào)發(fā)生器與驅(qū)動(dòng)電路部分都是理論課上沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的，因此，在這一部分遇到了很大的麻煩，最后通過(guò)查閱資料，和同學(xué)討論，設(shè)計(jì)出這兩個(gè)模塊的電路。 并且通過(guò)繪制電路圖了解并熟悉了 Altium Designer 的使用。 圖 53 濾波前輸出電壓波形 其經(jīng)過(guò)三相 LC 濾波器濾波后的三相輸出電壓波形如圖 54所示。其中一路開(kāi)關(guān)的 SPWM 波形如圖 52所示。 圖 51 系統(tǒng)仿真框圖 通過(guò)圖中的 Measure 模塊（即電壓測(cè)量模塊）得到三相電壓值，然后經(jīng)過(guò) Voltage regulartor 塊，其內(nèi)部是采用的 PI 控制器控制方式，得到所需要的正弦波。 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 5 基于 matlab 的原理仿真 在具體電路設(shè)計(jì)之前，本次設(shè)計(jì)先利用 MATLAB 進(jìn)行仿真驗(yàn)證，其仿真主體框圖如圖 51所示。因此，最低次諧波的頻率 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 Hzf 1 9 9 5 050)12021( ????? 以選 1/10為例，選濾波電感為 1mH，則 L、 C濾波電容為 FLC ?? 1101 1)19952 1(1 632 ???????? ? 變壓器參 數(shù)設(shè)計(jì) 變壓器參數(shù)計(jì)算： 單個(gè)變壓器輸出功率為： 2 1000PW? 單個(gè)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 1 0 0 0 1 0 5 2 . 6 1 0 2 6 . 322PPPW? ?? ? ? 一次側(cè)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(jīng)驗(yàn)系數(shù)，容量越小的變壓器， K 越大，一般選~。 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(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 4 系統(tǒng)元件有關(guān)參數(shù)的計(jì)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(shù)設(shè)為 1cos ?? 。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(shè)計(jì)要求輸出為 220Vrms，故需要加入升壓變壓器。但亦不可武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 太低，否則容易產(chǎn)生低頻振蕩。由于變壓器出來(lái)的 SPWM 波含有較多基波外的雜波，故需加 LC 濾波器濾除雜波得到正弦信號(hào)波。因此，濾波電容的選取原則是在保證輸出電壓的 THD滿(mǎn)足要求的情況下，取值盡量小。 LC 濾波 濾波電容 C的作用是和濾波電感 L一起來(lái)濾除輸出電壓中的高次諧波，保證輸出電壓的 THD 要求，從減小輸出電壓 THD 的角度考慮， C越大越好。 IR2110 的最大不足是不能產(chǎn)生負(fù)偏壓，由于密勒效應(yīng)的作用，在開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)，集電極與柵極間電容上的充放電電流很容易在柵極上產(chǎn)生干擾。 1234567891011121314IR2110C1R2D?C2R1控制及保護(hù)電路HINSDLINi1UssLOCOMIccIsIbHOVccIdc=500V 圖 36 IR2110 構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路 IR2110 自身的保護(hù)功能非常完善：對(duì)于低壓側(cè)通道，利用 2 片 IR2110 驅(qū)動(dòng)全橋逆武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 變電路的電路圖如圖 37所示。邏輯輸入采用施密特觸發(fā)電路，以提高抗干擾能力。 IR2110 是一種雙通道、柵極驅(qū)動(dòng)、高壓高速、單片式集成功率驅(qū)動(dòng)模塊，具有體積小 (DIP14)、集成度高 (可驅(qū)動(dòng)同一橋臂兩路 )、響應(yīng)快 (典型 ton/toff=120/94ns)、偏置電壓高 (600 V)、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)還具有外部保護(hù)封 鎖端口，常用于驅(qū)動(dòng) MOSFET和 IGBT 等電壓驅(qū)動(dòng)型功率開(kāi)關(guān)器件。 ICL8038 的引腳圖如圖 35 所示 ： 1 14 2 13 3 12 4 11 5 10 6 9 7 8 SIN ADJ1 SIN OUT TRI OUT DF ADJ1 DF ADJ2 V+ FMBLAS NC NC SIN ADJ2 V C SO OUT FMIN 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 圖 35 ICL8038 引腳 圖 載波可以是等腰三角波或者鋸齒波，由于 SG3524 可以直接產(chǎn)生鋸齒波，所以，直接用 SG3524 本身產(chǎn)生的鋸齒波作為載波即可。 通過(guò)查詢(xún)資料得知，當(dāng) f=50 zH 時(shí)，取 12+ = R K?，其中 = FC ? 。 調(diào)制波及載波的產(chǎn)生 正弦波信號(hào) tu 由函數(shù)發(fā)生器 ICL8038 產(chǎn)生。振蕩器頻率 f由外接電阻 RT 和電容 CT決定， f=。＋ 5V 再送到內(nèi)部（或外部）電路的其他元器件作為電源。 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)。死區(qū)時(shí)間會(huì)給輸出的 PWM 波帶來(lái)影響，使其稍稍偏離正弦波。LNUVWUd/2CC++Ud/2 武漢理工大學(xué)《電力電子 裝置及系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 防直通的死區(qū)時(shí)間同一相上下兩臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，為防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加關(guān)斷信號(hào)的死區(qū)時(shí)間。 1/3) dU 和 0 共 5 種電平組成。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。 VN39。 /2UN dUU?? 。WNU的 PWM 波形只有 /2dU? 兩種電平。 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。三角載波信號(hào) CU 是共用的，分別與每相參考電壓比較后，給出 “ 正 ” 或 “ 零 ” 的飽和輸出，產(chǎn)生 SPWM 脈 沖序列 波。一組三相對(duì)稱(chēng)的正弦參考電壓信號(hào) 由參考信號(hào)發(fā)生器提供，其頻率決定逆 變器輸出的基波頻率，應(yīng)在所要求的輸
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