單相pwm整流電路設(shè)計(jì)(電力電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告)-在線瀏覽
2024-09-01 02:23本頁(yè)面
【正文】 電壓400V，開關(guān)頻率10KHz20KHz； 設(shè)計(jì)單相電壓型PWM整流電路，并計(jì)算各元器件的參數(shù)，開關(guān)器件選用IGBT，采用雙極性PWM調(diào)制方式，運(yùn)用matlab/simulink對(duì)所設(shè)計(jì)電路仿真，得出波形和數(shù)據(jù)。目前資料收集情況（含指定參考資料）：張興，張宗巍．PWM整理器及其控制[M]單相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J]單相電壓型PWM整流電路原理分析與仿真[J]PWM整流電路的原理分析[J]課程設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃：6月3日——6月7日，查閱相關(guān)論文和參考文獻(xiàn)，理解整流原理6月7日——6月11日，PWM整流電路的參數(shù)計(jì)算，主電路的設(shè)計(jì)6月11日——6月16日，建立simulink仿真模型驗(yàn)證理論計(jì)算6月16日——6月23日，完成電路仿真和課程設(shè)計(jì)報(bào)告任務(wù)下達(dá)日期 年 月 日完成日期 年 月 日指導(dǎo)教師 （簽名）學(xué) 生 （簽名） 單相橋式可控整流電路設(shè)計(jì)摘要：本文主要研究單相橋式PWM整流電路的原理，并運(yùn)用IGBT去實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)。在元器件選型上，較為詳細(xì)地介紹了IGBT的選型，分析了交流側(cè)電感和直流側(cè)電容的作用，以及它們的選型。實(shí)現(xiàn)了單相電壓型PWM整流器的高功率因數(shù)，低紋波輸出等功能。 電力電子技術(shù)根據(jù)用戶對(duì)電能要求的不同，對(duì)電能進(jìn)行不同形式的變換，實(shí)現(xiàn)電能更好的滿足人們的需求，并通過(guò)功能和性能的提高，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。這些現(xiàn)代的電力電子裝置中，許多都以直流電壓為輸入，或者中間級(jí)需要直流電壓。特別是諧波對(duì)于電網(wǎng)是一種污染，諧波會(huì)影響線路的穩(wěn)定運(yùn)行，影響掛在電網(wǎng)中的變壓器工作效率，損壞低壓開關(guān)設(shè)備，對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾等等[1]。高頻 PWM 整流器不僅能夠提供正弦化的輸入電流，可控的功率因數(shù)，而且能夠?qū)⒅绷鱾?cè)能量逆變至電網(wǎng)側(cè)，實(shí)現(xiàn)整流器的四象限運(yùn)行。 與傳統(tǒng)的整流器相比，PWM整流器不僅獲得了可控的AC/DC電能變換性能，而且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)和正弦電流控制，能使電能雙向傳輸。從80年代開始，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可關(guān)斷功率開關(guān)器件產(chǎn)品日趨完善，對(duì)單相PWM整流器有了更加深入的研究，其應(yīng)用也更加廣泛。同時(shí)單相PWM整流器的應(yīng)用也成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，如交流傳動(dòng)、UPS電源、柔性交流電傳輸、光伏及風(fēng)能并網(wǎng)發(fā)電等，同時(shí)，這些應(yīng)用的研究對(duì)單相PWM整流器的研究起到促進(jìn)作用。 和 等比較系統(tǒng)的建立起了 PWM 整流器時(shí)域模型，在此基礎(chǔ)上，Hengchun Mao 等人建立了降階小信號(hào)模型。在此同時(shí)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法得到了快速的發(fā)展，并由此將 PWM 整流器的應(yīng)用拓展到更加廣闊的領(lǐng)域，例如風(fēng)力光伏發(fā)電技術(shù)、有源電力濾波器、統(tǒng)一潮流控制器、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器、直流輸電技術(shù)等等[1]。為了使 PWM 整流器實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)和輸入電流含有較小的諧波，必須控制整流器輸入電流呈現(xiàn)正弦特性，對(duì)于整流器的控制策略，關(guān)鍵在于電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計(jì)分析。在器件上，本文全控型器件選用IGBT，通過(guò)要求計(jì)算所需選擇IGBT的參數(shù)，并簡(jiǎn)單分析研究其H橋死區(qū)問題、損耗問題、開關(guān)速度問題。單相橋式電壓型PWM整流電路,其電路如圖1所示。L為交流側(cè)附加的電感,在PWM整流電路中是一個(gè)重要的元件，起平衡電壓、支撐無(wú)功功率和儲(chǔ)存能量的作用。直流側(cè)電容C在全控型器件關(guān)斷時(shí)，為電感電流提供電流路徑，緩沖沖擊電流，同時(shí)該電容還儲(chǔ)存能量，穩(wěn)定直流側(cè)電壓，抑制直流側(cè)的諧波電壓。圖 1單相橋式電壓型PWM整流電路除必須具有輸入電感外,PWM整流器的電路結(jié)構(gòu)和PWM逆變電路是相同的。在uab中含有和正弦信號(hào)波同頻率且幅值成比例的基波分量,以及和三角波載波有關(guān)的頻率很高的諧波,但不含有低次諧波。由于雙極性控制簡(jiǎn)單有效，本文主要講述采用雙極性調(diào)試的工作原理。因此雙極型調(diào)制時(shí)，單相電壓PWM整流過(guò)程只存在兩種開關(guān)模式，并可用雙極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)p進(jìn)行描述，即兩種開關(guān)模式見表1。單相電壓型PWM整流電路雙極性不同開關(guān)模式時(shí)的電流回路如下圖2所示。交流電源吸收能量，直流側(cè)釋放能量，處于能量反饋狀態(tài)。 PWM控制信號(hào)分析采用雙極性PWM調(diào)制方法時(shí)，單相PWM整流器的四個(gè)功率開關(guān)管通過(guò)兩個(gè)不同的控制信號(hào)控制，圖1中開關(guān)管V1和V4同時(shí)開通或關(guān)斷，而開關(guān)管V2和V3同時(shí)開通或關(guān)斷，其調(diào)制的PWM控制信號(hào)如下圖3。 交流測(cè)電壓電流的矢量關(guān)系穩(wěn)態(tài)條件下，PWM整流電路交流側(cè)電壓、電流矢量
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