《电力电子技术》课程设计-单相桥式逆变课程设计.docx
- 文档编号:101843
- 上传时间:2022-10-03
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:362.53KB
《电力电子技术》课程设计-单相桥式逆变课程设计.docx
《《电力电子技术》课程设计-单相桥式逆变课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《电力电子技术》课程设计-单相桥式逆变课程设计.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《电力电子技术》课程设计说明书
单相桥式逆变电路
院、部:
电气与信息工程学院
学生姓名:
指导教师:
职称副教授
专 业:
电气工程及其自动化
班 级:
完成时间:
2015年6月1日
摘要
随着电力电子技术的高速发展,逆变电路的应用非常广泛,蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源,当我们使用这些电源向交流负载供电时,就需要逆变电路。
另外,交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热等电力电子装置,其核心部分都是逆变电路。
本设计要做的就是输入100V的直流电压,输出交流电压频率范围在30~60HZ,电压30~50V范围可调。
根据电力电子技术的相关知识,把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。
单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路。
采用阻感负载,负载两端的电压即为输出电压。
设计电路中采用IGBT作为开关器件,利用ICL8038芯片产生频率符合要求的信号来控制IGBT的通断,从而得到频率范围在30~60HZ的交流电压。
采用移相调压来调节输出电压的大小。
关键词:
直流电压;交流电压;逆变;桥式
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofpowerelectronictechnology,theinvertercircuithasaverywiderangeofapplications,suchasbattery,battery,solarbatteryisadcpowersupply,whenweusethepowersupplytotheacloadpowersupply,invertercircuitisneeded.Inaddition,theacmotorspeedcontrolbyfrequencyconverter,uninterruptiblepowersupply,inductionheatingpowerelectronicdevices,suchasitscorepartistheinvertercircuit.
Thisdesignhastodoisenterthedcvoltage100v,outputvoltagein30~60hzfrequencyrange,30~50vvoltagerangeisadjustable.Accordingtothepowerelectronictechnologyknowledge,becometheinvertercircuitofdirectcurrentintoalternatingcurrentcircuit.Single-phasebridgeinvertercircuitisacommoninvertercircuit.Useresistanceload,feelingattheendsoftheloadvoltageistheoutputvoltage.InthedesignofcircuitusingIGBTastheswitchdevice,usingICL8038chipconformtotherequirementsofthefrequencysignaltocontroltheon-offofIGBT,frequencyrangeisobtainedin30~60hzacvoltage.Phase-shiftingsurgetankisusedtoadjustthesizeoftheoutputvoltage.
Keywordsdcvoltage;acvoltage;inverter;bridge
目录
摘要
ABSTRACT II
课程设计任务书 V
绪论 1
第1章方案设计 5
系统框图 5
主电路框图 5
主电路原理图 6
第2章主电路设计 7
主电路原理图 7
主电路原理分析 7
器件的选择 8
绝缘栅双极晶体管 8
电力二极管 8
元件参数 9
第3章驱动电路的设计 10
驱动电路原理图设计 10
驱动电路的种类 10
驱动电路的作用 10
驱动电路的选择 11
第4章控制电路设计 12
4.1控制电路的作用 12
控制电路原理图设计 12
控制电路原理分析 13
移相调压的原理 13
CL8038芯片介绍 14
ICL0838引脚功能 14
ICL0838内部结构 15
第5章保护电路的设计 17
保护电路的种类 17
保护电路的作用 17
保护电路的选择 18
第6章仿真分析 19
仿真软件MATLAB 19
仿真电路图 20
参数设置 21
仿真效果图 21
仿真结果分析 22
第7章设计总结 23
参考文献 24
致谢词 25
附录 26
课程设计任务书
一、 课程设计的目的
1、 加强和巩固所学的知识,加深对理论知识的理解;
2、 培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料;
3、 培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力;
4、 培养学生综合运用知识的能力和工程设计能力;
5、 培养学生运用仿真软件的能力和方法;
6、 培养学生科技写作水平。
二、 课程设计的主要内容
1、 关于本课程学习情况简述;
2、 主电路的设计、原理分析和器件的选择;
3、 控制电路的设计;
4、 保护电路的设计;
5、 利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。
三、 课程设计的要求
1、 通过查阅资料,确定自己的设计方案;
2、 按抓阄的方式选定课题,即此类推。
自拟参数不能雷同;
3、 要求最后图纸是标准的CAD图;
4、 课程设计在第13周之前交上来。
四、 课题
课题:
单相桥式逆变电路的设计
已知直流输入电压100V,负载自拟,要求交流输出电压频率范围在30~60HZ,
电压30~50V范围可调,其它性能指标自定。
五、 格式要求
1、 格式严格按照教务处规定的毕业设计格式;
2、 文档内容:
1) 绪论:
主要介绍对本课程学习情况;本设计内容的掌握情况;拟出设计任务书。
2) 主电路设计:
(1)电路原理图:
用CAD绘制电路;
(2) 原理分析:
用自己的语言;
(3) 参数计算:
请用公式编辑器;
(4) 器件选择
3) 控制电路设计:
(1) 电路原理框图
(2) 电路原理图
(3) 原理分析
(4) 主要器件介绍
4) 保护电路及其它辅助电路的设计
(1) 保护电路的作用;
(2) 电路原理图;
(3) 分理分析。
5) 仿真分析
(1) 仿真模型的建立方法;
(2) 仿真电路模型;
(3) 仿真效果图;
(4) 仿真结果分析。
6) 设计总结
用自己的语方介绍如何完成本次设计的,通过设计自己有哪些方面提高,对本课
程教学有什么建议等。
7) 附录:
系统总图
绪论
u电力电子技术的介绍
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,就是使用电力电子器件对电能
输入输出
交流
直流
整流
交流
变频、变相
直流
直流斩波
逆变
进行变换和控制的技术。
通常所用的电力有交流和直流两种。
但是这些电源往往不能直接的满足要求,需要进行电力变换。
电力变换通常可分为四大类,即交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流。
交表1电力变换种类流变直流称为整流,直流变交流称为逆变。
直流变直流是指一种电压(或电流)的直流
变为另一种电压(或电流)的直流,可用直
流斩波电路来实现。
交流变交流可以是电压或电力的变换,称做交流电力控制,也可以是频率或相数的变换。
进行上述电力变换的技术称为变流技术。
通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流电力控制两个分支。
交流技术也称为电力电子器件应用技术,它包括用电力电子器件构成各种电力电
子变换电路和对这些电路进行控制的技术,以及由这些电路构成电力电子装置和
电力电子系统技术。
如果没有晶闸管、电力晶体管等电力电子器件,也就没有电力电子技术,而电力电子技术主要用于电力变换。
因此可以认为,电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础,而变流技术则是电力电子技术的核心。
u电力电子技术的学习情况
通过对电力电子技术一个学期的学习,对电力电子这门学科有了一个大概的
了解。
首先是对应用电力电子器件系统组成的认识熟悉。
在电力电子器件的实际
应用中一般是由控制电路、驱动电路、保
护电路和以电力电子器件为核心的主电路
组成一个系统。
由信息电子电路组成的控
制电路按照系统的工作要求形成控制信
号,通过驱动电路去控制主电路中电力电
子器件的导通或关断,来完成整个系统的
控制电路
保护电路
驱动电路
功能。
要使器件工作还需要驱动电路,驱动图0-1电力电子在应用中的系统组成
电路又分为电流型驱动和电压型驱动。
主电路的电压和电流一般都较大,而控制
电路只能承受较小的电压和电流,因此在主电路和控制电路连接的路径上,一般
需要电气隔离(通过光、磁来进行信号传递)。
为了防止电路被过电压、过电流损坏器件还需加上保护电路。
一般的保护电路有过电流、过电压保护。
然后是电力电子器件的熟悉。
它分不可控器件、半控型器件以及全控器件。
通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件被称为半控型
器件。
通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件被称
为全空型器件。
不能用信号控制来控制其通断的电力电子器件被称为不可控器
件。
本书重点介绍了整流电路,就是将交流变为直流。
有单相可控整流、三相可
控整流和大功率可控整流电路,用整流桥整流后还要进行电容滤波等等。
还有直
流斩波电路、交流电力控制电路、交交变频电路、逆变电路、PWM控制技术、软开关技术和组合交流电路的介绍。
u设计内容的主要知识点1.逆变电路的基本工作原理
图0-2逆变电路及其波形举例
以图0-2a的单相桥式逆变电路为例说明其最基本的工作原理。
图中S1~S4是桥式电路的4个臂,当开关S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压U0为正;当开关S1、S4断开,S2、S3闭合时,负载电压U0为负,其波形图如图0-2b所示。
这样,就把直流电变成了交流电,改变两组开关的切换频率,即可改变输出交流电的频率。
这就是逆变电路最基本的工作原理。
2.换流
换流的定义:
电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流,换流也常被称为换相。
换流方式:
1) 器件换流
利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。
2) 电网换流
由电网提供换流电压称为电网换流。
3) 负载换流
由负载提供换流电压称为负载换流。
4) 强迫换流
设置附加的换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流的换流方式称为强迫换流。
3. 单相电压型逆变电路
1)半桥逆变电路
ab
图0-3单相半桥电压型逆变电路及其波形
半桥逆变电路原理图如图0-3a所示,它有两个桥臂,每个桥臂由一个可控
器件和一个反并联二极管组成。
在直流侧接有两个互相串联的电容,两个电容的联结节点就是直流电源的中点。
设开关器件V1和V2的栅极信号在一个周期内各有半周正偏,半周反偏,
且二者互补。
当负载为感性时,其工作波形如图0-3b所示。
输出电压U0为矩形
波,其
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力电子技术 电力 电子技术 课程设计 单相 桥式逆变
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)