电力电子课程设计（论文）--20KVA UPS电源设计

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1、电力电子技术课程设计（论文）题目：20KVAUPS电源设计课程设计（论文）任务及评语学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目20KVAUPS电源设计课程设计（论文）任务将三相380V交流市电转换为恒压恒频的三相220V交流电，为重要负荷供电。一、技术要求1、输入三相交流380V电源。2、输出恒定220V交流电压。3、输出恒定50HZ恒定频率交流电。4、输出容量为20KVA。5、市电断电可工作30分钟。二、设计任务1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择整流器件、逆变元件的具体型号。4、确定蓄电池容量及型号。5、确定滤波电容与电抗器6、控制电路设

2、计或选择。7、绘制主电路图。8、课程设计总结指导教师评语及成绩平时考核：设计质量：论文格式：总成绩：指导教师签字：年月日目录第一章20KVAUPS电源设计方案11.1UPS电源概述11.2UPS电源设计的总体结构1第二章UPS电源电源电路的设计22.1整流电路的设计22.2逆变电路的设计62.3整体设计电路8第三章设计总结1011第一章20KVAUPS电源设计方案1.1UPS电源概述UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。当市电正常时，UPS将市电稳压或稳压、稳频后供负载使用，同时向机内电池充电；当市电中断时（异常时），UPS

3、立即在4-10ms内或“零”中断时间内将蓄电池的电源通过逆变转换的方式向负载继续供应电力，使负载维持正常的工作，以便保存资料并保护负载的软硬件不受损坏。从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备；从功能上来说，UPS可以在市电出现异常时,有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电,使你能有充裕的时间应付；从用途上来说，随着信息化社会的来临，UPS广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节，其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。1.2UPS电源设计的总体结构在正常

4、情况下，即电源由市电提供，市电经过整流器整流为直流，存储到蓄电池中作为备用电源，而后再经逆变器转变成交流电提供给负载。但是由于逆变器容易发生故障，所以在电路旁侧加一旁路电源，以便解决当逆变器发生故障不能将市电输送给负载的难题。系统的方框图如图1.2所示逆变电路整流电路市电负载触发电路蓄电池旁路电源图1.2UPS电源设计方框图11各部分电路说明如下：1、整流电路：把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。2、储能电路：本设计方案要求采用蓄电池储能。蓄电池负载功率的计算方法如下（W）1）、30min所需功率：20*0.5＝1

5、500（KVA）2）、蓄电池所需伏安数X：X＝20*0.5/(12*4*0.9)＝34.72（Ah）式中：20为UPS的额定功率，0.5为持续供电时间，12为单个蓄电池电压，4为蓄电池串连的个数，0.9为蓄电池放电常数；因此所选择的蓄电池满足上述条件即可。3、逆变电路：在驱动信号的控制下，将直流电源转换成频率和电压可以任意调节的交流电源。4、旁路电源：做备用装置使用第二章UPS电源的电路设计2.1整流电路作品设计的整流电路采用三相桥式全控整流电路，如图2.1.1所示。这种电路的参数随着负载的变化而变化。对于共阴极组的三个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通

6、。而对于共阳极组的三个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低的一个导通。这样，任何时刻共阳极和共阴极组中各有一个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。输出都端部的电容起到了滤波作用。11图2.1.1三相桥式全控整流电路晶闸管参数：保证电流连续的最小电感：L=0.693（mH）晶闸管的电流有效值：晶闸管通态平均电流：晶闸管的电流值：变压器参数：变压器二次侧电流：变压器原边电流：根据逆变电路可求出整流输出电路的输出电压和输出电流，输出电压=73.33V,输出电流=17.49A根据三相桥式求法可以求得11晶闸管通态平均电流晶闸管的电流有效值：变压器二次侧电

7、流：变压器二次侧电压：变压器原边电流：保证电流连续的最小电感：L=0.693（mH）=0.693*22.56mH这样既可确定各器件的选择。二极管型号最高反向峰值电压（V）平均整流电流（A）最大峰值浪涌电流（A）IN4002100130IN4003200130IN4004400130IN4005600130IN4006800130IN53921001.550IN53932001.550IN53943001.550IN53954001.550IN53965001.550IN53976001.550IN53988001.550RL1521001.560RL15320

8、01.560RL1544001.560