电力电子课程设计-可逆直流pwm调速系统

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1、电力电子课程设计目录第一章电子器件11.1三极管21.2晶闸管21.3电容41.4运算放大器41.5单片机5第二章应用软件介绍72.1软件简介72.2PROTEUS软件特点92.3软件内部结构10第三章主电路分析113.1电路介绍113.2剔除毛刺13第四章仿真总结14结论15致谢16参考文献1717电力电子课程设计第一章电子器件以电力为对象的电子技术称为电力电子技术，它是一门利用各种电力电子器件，对电能进行电压、电流、频率和波形等方面的控制和变换的学科。电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三部分，是横跨电力、电子和控制三大电气工程技术之间的交叉学科，是目前最活跃、发展最快的一门新兴学

2、科。由于电力电子器件具有体积小、重量轻、容量大、损耗小、寿命长、维护方便、控制性能好以及可采用集成电路制造工艺等优点，用它做成的装置具有可靠性高、节能、性能好等优点。图1-1三种单片机外形电力电子电路是以电力电子器件为核心，通过对不同电路的各种控制来实现对电能的转换和控制，它的基本功能有以下四种：1）整流与可控整流电路亦称交流、直流（AC/DC）变换电路，把交流电变换为固定或可调直流。2）逆变电路称直流、交流（DC/AC）变换电路，把直流电变换成频率固定或频率可调的交流电。如把直流电能逆变成50HZ的交流返送交流电网称为有源逆变，把直流电能逆变为固定频率或频率可调的交流供给用电器则称为变频

3、电路。3）直流斩波电路亦称DC/DC变换电路，其功能是把固定直流变换成可调或固定直流。4）交流调压与周波变换亦称AC/AC变换电路，把恒定交流变换为可变交流称为交流调压，把固定频率的交流变为频率可变的交流称为变频电路。在实际使用时可将一种或几种功能电路进行组合，上述四种电路的变换功能统称为变流，因此电力电子技术通常也称为交流技术。17电力电子课程设计1.1三极管半导体三极管也成为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最重要的功能是电流放大和开关作用。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。（1）用途图1-2三极管介绍三极管的种类很多，并且不同型

4、号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。（2）作用三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换任然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。图1-3三极管（3）三极管电极和管型的判别管型及管极判别：管型判别一般是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来判别。依照部分标准，三极管型号的第二位，A、C表示PNP管，B、D表示NPN管。1.2晶闸管晶闸管全称晶体闸流管，曾称可控硅，简称SCR。晶闸管的结构与原理：

5、晶闸管是一种功率四层半导体器件，有三个引出极，阳极（A）、阴极（K）、门极（G），常用的有螺栓式与平板式。晶闸管是电力电子器件，工作时发热大，必须安装散热器。17电力电子课程设计晶闸管内部原理结构：管芯由四层半导体组成，形成三个P-N结。当管子阳极与阴极叫上反向电压时，阳极和阴极结处于反向阻断状态；当加上正面电压时门极结处于反向阻断状态，管子仍不通。只有在晶闸管阳极与阴极之间必须加正向电压，门极加正向电压，才能正常导通。导通后流过晶闸管的电流由通态平均电流来标定，晶闸管的关断条件是必须使阳极电流Ia小于维持电流IH，对于电阻负载，只要使管子阳极电压降为零即可。主要参数：图1-4多个晶闸额定

6、电压UTn由于晶闸管工作温度可能升高，在使用中会出现各种不可避免的瞬时过电压，因此在选用管子的额定电压时，应比工作电路中加在管子上的最大瞬时电压值UTM大2~3倍，即UTM>=(2~3)额定电流IT(AV)亦称额定通态平均电流在室温40度和规定的冷却条件下，器件在电阻负载流过正弦半波（导通角不小于170度）电路中，结温不超过额定结温时所允许的最大通态平均电流值，将此值靠取相近电流等级即为器件的额定电流IT(AV).晶闸管额定电流是以通态平均电流来标定，而发热应由流过电流的有效值来决定，为此，可根据管子额定电流IT(AV)换算出额定有效电流ITn.门极触发电流图1-5单个晶闸管在室温下施加6

7、v正向阳极电压，是管子完全导通所必须的最小门极电流，称门极触发电流IGT,对应的门极触发电压为UGT.在技术数据中所给出的最大触发电压和最大触发电流是不允许值，而是指该信号的所有晶闸管都能触发导通所给出的最小触发电压和电流，而且该触发电流是直流指。在实际应用中多采用脉冲电流来触发，因此触发脉冲电流幅值允许可达5倍的常规触发电流来进行触发。UGT、IGT值受温度影响很大，在冬天使用管子时，UGT、IGT值会增大，使用时要注