黄蓉电力电子课程设计报告

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1、电力电子技术课程设计班级：自动0401学号：041103105姓名：黄蓉指导老师：刘大年扬州大学信息工程学院自动化专业二零零七年九月第一部分课题要求一、课程设计的冃的与要求2二、课程设计报告的要求2三、课程设计的内容2第二部分基本概念简介一、逆变的基本概念3二、换流的基本概念4三、逆变电路的分类6四、半桥逆变电路的基本概念6五、全桥逆变电路的基本概念7六、三相逆变电路的原理图8第三部分三相逆变电路参数的设计一、具体电路设计9二、课程设计总结13三、参考资料14第四部分PSPICE仿真软件概述14第一部分课题

2、要求一课程设计的目的与要求1进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性；2进一步熟悉和掌握电力电了电路的拓扑结构和工作原理3掌握电力电子电路设计的基本方法和技术，掌握有关电路参数设计方法；4培养对电力电子电路的性能分析的能力；5培养撰写研究设计报告的能力。通过对一个电力电子电路的初步设计，巩固已学的电力电子技术课程设计知识，提高综合应用能力，为今后从事电力电子装置的设计工作打下基础。二课程设计报告的要求1、研究题目：三相逆变电路的参数设计研究2、课程设计的内容1主电路方案确定2绘制电路原理图、分析理论波形3器件额

3、定参数的计算4建立仿真模型并进行仿真实验5电路性能分析：输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等第二部分基本概念简介1、逆变的基本概念逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。交流侧接电网，为有源逆变。交流侧接负载，为无源逆变。变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。主要应用：1）各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。2）交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电了装置的核心部分都是逆变电路。3）单相桥式逆变

4、电路逆变以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理电路的基本工作原理S1〜S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。图1逆变电路原理图图2逆变电路理论波形（1）SI、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为止。图3逆变电路SI,S4导通时原理图及理论波形(2)SI、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。图4逆变屯路S2,S3导通时原理图及理论波形4)逆变电路最基木的工作原理——改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率电阻负载时，负载电流io和uo的波形和同，相位也相同。阻感负载时，i

5、o相位滞后于uo,波形也不同。2、换流的基本概念1)换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。开通：适当的门极驱动信号就可使器件开通C关断：a全控型器件可通过门极关断。b半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断。c—*般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断。2)研究换流方式主要是研究如何使器件关断。a器件换流(DeviceCommutation)利用全控型器件的自关断能力进行换流。在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。b

6、电网换流(LineCommutation)电网提供换流电压的换流方式。将负的电网电压施加在欲关断的品闸管上即可使英关断。不需耍器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。c负载换流(LoadCommutation)由负载提供换流电压的换流方式。负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。如图是基本的负载换流电路，4个桥臂均由品闸管组成。整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性。直流侧串电感，工作过程可认为id棊木没有脉动。负载对基波的阻抗大而对谐波的阻抗小。所以uo接近正弦波。

7、注意触发VT2、VT3的时刻(1必须在uo过零丽并留有足够的裕量，才能使换流顺利完成。图5负载换流原理电路图6负载换流理论波形d强迫换流(ForcedCommutation)设置附加的换流电路，给欲关断的品闸管强迫沌加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。通常利用附加电容上所储存的能量來实现，因此也称为电容换流；山换流电路内电容直接提供换流电压称为直接耦合式强迫换流；通过换流电路内的电容和电感的耦合来提供换流电压或换流电流称为电感耦合式强迫换流1、直接耦合式强迫换流：当晶闸管VT处于通态时，预先给电容充电。

8、当S合上，就可使VT被施加反压而关断。如图7负载图7直接耦合式强迫换流电路原理图2、电感耦合式强迫换流：使品闸管电流减为零，然后通过反并联二极管使-其加上反向图8电感耦合式强迫换流电路原理图1)换流方式总结：器件换流——适用于全控型器件。其余三种方式——针对品闸管。器件换流和强迫换流——属于口换流。电网换流和负载换流——属于外部换流。当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是在支路内部终止流通而变为零，则称为熄灭