【正文】 或者說(shuō)是強(qiáng)弱電相結(jié)合的新科學(xué)。電力電子課程設(shè)計(jì) 1 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 報(bào)告 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 專 業(yè)： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 電力電子課程設(shè)計(jì) 2 目錄 緒論 ………………………………………………………… ……… .3 一． 降壓斬波電路 …………………………………………… …… ..6 二． 直 流斬波電路工作原理及輸出輸入關(guān)系 …………… 12 三． D c／ D C變換器的設(shè)計(jì) ………………………………………… 18 四． 測(cè)試結(jié)果 ………………………………………………………… 19 五． 直流斬波電路的建模與仿真 ......................................29 六． 課設(shè)體會(huì)與總結(jié) ....................................................30 七． 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………… 31 電力電子課程設(shè)計(jì) 3 緒 論 1. 電力電子技術(shù)的內(nèi)容 電力電子學(xué) ,又稱功率電子學(xué) (Power Electronics)。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構(gòu)成的各式各樣的電路或裝置，以完成對(duì)電能的變換和控制。電力電子學(xué)是橫跨 “電子 ”、 “電力 ”和 “控制 ”三個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)新興工程技術(shù)學(xué)科。前者有電壓幅值和極性的不同，后者除電壓幅值和極性外，還有頻率和相位的差別。 變換器共有四種類型： 交流 直流 (ACDC)變換：將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。這是與整流相反的變換，也稱為逆變。 交 交 (ACAC)變換，將交流電能的參數(shù) (幅值或頻率 )加以變換。 直流 直流 (DCDC)變換，將恒定直流變成斷續(xù)脈沖輸出，以改變其平均值。與這些旋轉(zhuǎn)式的交流機(jī)組比較 ,利用電力電子器件組成 的靜止的電能變換器 ,具有體積小、重量輕、無(wú)機(jī)械噪聲和磨損、效率高、易于控制、響應(yīng)快及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 70年代以后，出現(xiàn)了通和斷或開(kāi)和關(guān)都能控制的全控型電力電子器件 (亦稱自關(guān)斷型器件 )，如：門極可關(guān)斷晶閘管 (GTO)、雙極型功率晶體管 (BJT/ GTR)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (PMOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)等。現(xiàn)在已有專為各種控制功能設(shè)計(jì)的專 用集成電路，使變換器的控制電路大為簡(jiǎn)化。 各種新穎、復(fù)雜的控制策略和方案得到實(shí)現(xiàn)，并具有自診斷功能，并具有智能化的功能。 綜上所述可以看出，微電子技術(shù)、電力電子器件和控制理論則是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力。通過(guò)電力電子技術(shù)對(duì)電能的處理，使電能的 使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了電能使用最佳化。 (2) 改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。 (3) 電力電子技術(shù)高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展，將使機(jī)電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，向高頻化方向發(fā)展。 (4) 電力電子智能化的進(jìn)展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)一體化，其發(fā)展有可能引起電子技術(shù)的重大改革 。 4. 電力電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)要求 (1) 熟悉和掌握常用電力電子器件的工作機(jī)理、特性和參數(shù)，能正確選擇和使用它們。 (3) 了解各種開(kāi)關(guān)元件的控制電路、緩沖電路和保護(hù)電路。 (5) 掌握基本實(shí)驗(yàn) 方法與訓(xùn)練基本實(shí)驗(yàn)技能。 根據(jù)對(duì)輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)制的方式不同，斬波電路有三種控制方式： 1） 保持開(kāi)關(guān)周期 T不變，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ont 不變，稱為 PWM。 3） ont 和 T都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小通常使串接的tttOOOb)TEiGtonto f fio i1i2I10I20t1uoOOOtttTE Ec)iGiGtonto f fiotxi1i2I20t1t2uoEMEV+MRLVDa)ioEMuoiG電力電子課程設(shè)計(jì) 8 電感 L值較大 ? 基于 “分段線性 ”的思想，對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解析 ? 從能量傳遞關(guān)系出發(fā)進(jìn)行的推導(dǎo) ? 由于 L為無(wú)窮大，故負(fù)載電流維持為 Io不變 ? 電源只在 V處于通態(tài) 時(shí)提供能量，為 E0I ont ? 在整個(gè)周期 T中，負(fù)載消耗的能量為 （ R0I T+ ME 0I T） 一周期中，忽略損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等 REUIEETttt EtUMono f fonon??????000 ? 輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器 該電路使用一個(gè)全控器件 V，途中為 IGBT，也可使用其他器 件，若采用晶閘管，需設(shè)置晶閘管關(guān)斷的輔助電路。斬波電路的典型用途之一個(gè)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，也可以帶蓄電池負(fù)載，兩種情況句會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)。本文針對(duì)實(shí)際研究項(xiàng)目中提出的要求，摒棄采用上述各種變換器，設(shè)計(jì)了一 種新穎的具有升降壓功能和正極性輸出的 D C／ D C變換器，并采用該 DC／DC變換器研制出達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的直流開(kāi)關(guān)電源，獲得了良好的應(yīng)用價(jià)值。機(jī)械特性上通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)或外加工電壓等方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而改變電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和工作特性機(jī)械特性的交點(diǎn)，使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)電樞電壓的直流調(diào)速是應(yīng)用最廣泛的一種調(diào)速方法，除了利用晶閘管整流器獲得可調(diào)直流電壓外，還可利用其它電力電子元件的可控性能，采用脈寬調(diào)制技術(shù)，直接將恒定的直流電壓調(diào)制成極性可變，大小可調(diào)的直流電壓，用以實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓的平滑調(diào)節(jié)，構(gòu)成直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，隨著電力電子器件的迅速發(fā)展，采用門極可關(guān)斷晶體管 GTO、全控電力晶體管 GTR、 PMOSFET、絕緣柵晶體管 IGBT）等一些大功率全控 型器件組成的晶體管脈沖調(diào)寬型開(kāi)關(guān)放大器（ Pulse Width Modulated） ,已逐步發(fā)展成熟，用途越來(lái)越廣。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能自動(dòng)校正與給定轉(zhuǎn)速的偏差的調(diào)