【正文】 ??????????? 06 第二章 三相整流電路的設計???????????? 07 第一節(jié) 常用整流電路 ????????????? 07 第二節(jié) 電容濾波整流電路???????????? 07 第三章 三相逆變電路的設計????????????? 11 第一節(jié) 逆變電路的最 基本工作原理???????? 11 第二節(jié) 三相電壓型逆變電路??????????? 12 第四章 PWM 控制的逆變電路的設計????????? 16 第一節(jié) PWM 控制的基本原理 ?????????? 16 第二節(jié) PWM 控制的逆變電路 ????????? ? 18 第五章 驅(qū)動電路 ????????????????? 21 第六章 器件參數(shù)的選擇 ?????????????? 22 第七章 MATLAB 的仿真及波形分析 ????????? 24 心得體會 ????????????????????? 33 附錄 ?????????????????????? 34 三相交直交變頻電路圖?????????????? 34 參考文獻 ???????????????????? 35 引言 課程設計的要求 1．題目：三相變頻電源的設計 注意事項： ① 學生也可以選擇規(guī)定題目方向外的其它電力電子裝置設計，如開關電源、鎮(zhèn)流器、 UPS 電源等， ② 通過圖書館和 Inter 廣泛檢索和閱讀自 己要設計的題目方向的文獻資料，確定適應自己的課程設計方案。首先要明確自己課程設計的設計內(nèi)容。 交直變換采用二極管整流橋電容濾波電路，無源逆變橋采用三相橋式電壓型逆變主電路，控制方法為 SPWM 控制原理 輸出交流： 電流為正弦交流波形，輸出頻率可調(diào)，輸出負載為三相星形 RL 電路， R=10Ω， L=15mH ? 設計內(nèi)容： 1）、整流電路的設計和參數(shù)計算及選擇（整流電路工作 原理、輸出波形分析、整流模塊的計算及選型、濾波電容參數(shù)計算及選型） 2）、三相逆變主電路的設計和參數(shù)選擇（結合負載闡述三相電壓型無源逆變電路的工作原理，分析輸出相電壓、線電壓波形；對開關器件和快恢復二極管進行計算選擇及選型） 3）、三相 SPWM 控制及驅(qū)動電路的設計：根據(jù) SPWM 調(diào)制原理分析逆變電路的輸出相電壓、線電壓波形；設計驅(qū)動電路； 選擇控制模塊和驅(qū)動模塊。驅(qū)動模塊有：日本富士 EXB 系列或三菱 M579 系列） 4）、畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖，并進行仿真研究 和分析 2. 在整個設計中要注意培養(yǎng) 靈活運用所學的電力電子技術知識和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力 要求具體電路方案的選擇必須有論證說明，要說明其有哪些特點。課程設計從確定方案到整個系統(tǒng)的設計，必須在檢索、閱讀及分析研究大量的相關文獻的基礎上，經(jīng)過剖析、提煉，設計出所要求的電路（或裝置）。設計報告最后給出設計中所查閱的參考文獻最少不能少于 5 篇，且文中有引用說明，否則也不能得優(yōu)）。嚴禁抄襲，嚴禁兩篇設計報告基本相同，甚至完全一樣。 報告最后給出所設計的主電路和控制電路標準電路圖，不同頻率下輸出電壓電流波形，驅(qū)動控制電路中驅(qū)動信號波形以及其它主要波形， 5. 課程設計用紙和格式統(tǒng)一 課程設計用紙在學校印刷廠統(tǒng)一購買和裝訂，封面為學校統(tǒng)一要求。 第一章 電力電子器件的了解 第一節(jié)二極管 它的基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管是一樣的，都以半導體 PN 結為基礎，實現(xiàn)正向?qū)?、反向截止的功能；電力二極管是不可控器件，其導通和關斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。該電流由 PN 結的結面積和散熱條件決定。例如 1N4000 系列二極管的 IF 為 1A。若大于此值，則反向電流 (IR)劇增，二極管的單向 導電性 被破壞，從而引起反向擊穿。例如 1N4001 的 VR 為 50V， 1N4007 的 VR 為1OOOV 。因此 這個電流值越小，表明二極管質(zhì)量越好。反向為軟特性時，則指給定反向漏電流條件下的電壓值。 GTR 飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大 。 IGBT 綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。 IGBT 的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP 晶體管提供基極電流，使 IGBT 導通。 IGBT 的參數(shù) 1）最大集射極間電壓 UCES 這是由器件內(nèi)部的 PNP 所能承受的擊穿電壓確定的。晶閘管的導通順序為 VT VT VT VT VT VT6。而對共陽極組的三個晶閘管，則是陰極所接交流電壓值最小的一個導通。 第二節(jié) 電容濾波整流電路 在交直交變頻器等應用場合中，大都采用不可控整流電路經(jīng)電容濾波后提供直流電源，供后級的逆變器使用。 )6s in (2 2 ??? ??? tUu a 在電容 濾波的三相不可控整流電路中，最常用的是三相橋式結構。當沒有二極管導通時，由電容向負載供電， ud 按指數(shù)規(guī)律下降。這兩段導通過程之間的交替有兩種情況，一種是在VD1和 VD2同時導通之前 VD6和 VD1是關斷的，交流側(cè)向直流側(cè)的充電電流 id是斷續(xù)的；另一種是 VD1一直導通，交替時由VD6導通換相至 VD2 導通， id是連續(xù)的。由 “電壓下降速度相 等”的原則，可以確定臨界條件。隨著負載加重，輸出電壓平均值減少，至3?RC? 進入 id 連續(xù)情況后，輸出電壓波形成為線電壓的包絡線，其平均值為 Ud=。 與電容濾波器的單相橋式不可控整流電路相比， Ud的變化范圍小得多，當負載加重到一定程度后， Ud 穩(wěn)定在 不變了。與單相電路情況一樣，電容電流 iC 平均值為零，因此 Id = IR。 ： 由設計要求可知： VU 2202 ? ， VUU F 3112 2 ?? ， zHf 50?三相負載，星形接法， R=10Ω， L=15mH,， 輸出電壓平均值：空載時，輸出的電壓平均值最大，為 222 UUU ?? ?？梢?， dU 在 ～ 之間變化 。 由以上數(shù)量關系得：二極管的額定電流： 二極管的額定電壓： UN＝（ 2~3） 6 U2＝（ 1077~1616） V ： 為了保證逆變電路和控制電路能夠得到高質(zhì)量的直流電壓或電流，必須對直流電壓或電流進行濾波，以減少電壓或電流的脈動。 交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。 第一節(jié)逆變電路的最基本的工作原理 1. 以單相橋式逆變電路為例說明其最基本的工作原理。它們的開關狀態(tài)由加于其控制極的電壓信號決定。當 S S3 關合而 SS4 打開時， u0＝ Ud。于是當橋中各臂以頻率 f（由控制極電壓信號重復頻率決定）輪番通斷時，輸出電壓 u0 將成為交變方波，其幅值為Ud。 1）器件換流：課程設計過程中用器件換流。 tUu d ?? s in40 ? 圖 1 三相電壓型橋式逆變電路 電路的直流側(cè)通常只有一個電容器就可以了，為了分析方便，畫作串聯(lián)的兩個電容器并標出假想中點 N’ 。導電方式，即每個橋臂的 導電角度為 180176。這樣，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導通。因為每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進行，因此也被稱為縱向換流。因此 uUN’ 的波形是幅值為 Ud/2 的矩形波。 uUN’ 、 uVN’ 、 uWN’ 可由下式求出 由上分析，1UNu的波形是幅值為 2/dU 的矩形波， V、 M 兩相情況跟 U 相類似。 所以1NNu也 是矩形波，其頻率為1UNu的 3 倍，幅值