课程设计题目分类V2

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1、题5：电压型单相全桥逆变器的设计一、任务：(1)设计并建立主回路、驱动电路、缓冲电路、电压检测电路及模型;(2)建立移相控制仿真模型；(3)建立恒压控制仿真模型；(4)调试、仿真及数据分析；二、要求(1)输入电压：□220V±10%950Hz；(2)输出电压：输入与输出隔离，输出为直流电压，有效值40V；(3)负载：纯电阻性负载，/?=15Q；(4)仿真波形体现输入电压波动和负载波动时的电压数据分析；电压型单相全桥逆变电路图iD「I、T4一组和T2、T3另一组交替通、断。当负载为感性时臂内换流：同一个导通臂内的元件之间换流，而且换流是在ia=O时进行的称自然换流。臂间换流：

2、指电流山一个导通臂转移到另一个导通臂，换流是在ia^O时进行的，属于强迫换流严矽；:hdj）电虜负直电逬浪彩］::Vat驱动T

3、T4驱动T1T

4、«•r><：Tol2：丽:T,：T<叱叫T

5、ia：：：恢拢帰分•-°;:::⑥叶理抵电約I形:1•I1•II_L!aIclX：（卡）辑入电潦波彩饕动T.TaR负fit罰::::；；；；：;!：；：«>・A电逊連修单相电压型PWM逆变器的MATLAB仿真夏玲(黄石建筑设计研究院第4所.胡北.黄石.435001)M要：本文基于状态方程建立了单相电

6、压型PWM逆变器的数学模型，在此基础上进行了数字仿真和实验，实验结果验证了模型的正确性.关■词：PWM逆变器；数学模型：仿真ModelingandSimulatingofSingle-PhaseVoltageSourcePWMInverterLingXia(HuangshiInstituteofArchiiecturalDesign&Research.Huangshi.Huibd・435001)/Abstract：Amathsmodelofsingle-phasevoltagesourcePWMinverterisbuiltbasedonstateequationinthi

7、spaper.A&gitalsimulationandexperimentaredesigned.TheexperimentresultshowsthemodeliscorrectKeywords：PWMInverter：MathsModel；Simulation1引言控制对象的数学模型是开展严密的理论分析和实验研究工作的出发点和基础。本章首先针对单相PWM逆变器.建立了它的连续时间、离散时间状态空间模型。由于功率开关器件工作在开关状态，PWM逆变器是一个线性和非线性的综合系统，只对它进行数学分析有时是很困难的，而仿真可以简化分析和设计过程，本文建立了PWM逆变器的MATL

8、AB仿真模型。仿真模型考虑了死区效应和主电路元器件的损耗.是比较精确的模型，较为逼真地体现了实际情况，并在此基础上进行了仿真和实验。2单相电压型逆变器的数学模型单相PWM逆变器的等效电路如图1所示。图中L为输出滤波电感，C为滤波电容，r为包括『线路电阻、开关管压降和死区效应等损耗的等效电阻。直流电压源E通过功率开关器件在每个开关周期内开通和关断一次，向负载提供交流电。电压“可以取三个值：+E,0或一E,因此儿是幅值为+E或一E的电压脉冲序列。电流【:代表负载电流。由于逆变器电路中各个功率开关器件都工作在开关状态，因此是一个线性与非线性相结合的系统，分析起来有一定困难。若假设

9、直流僚线电压源E的幅值恒定，功率开关为理想器件，且逆变器输岀的基波频率、LC滤波器的谐振频率与开关频率相比足够低，则逆变桥图1单相电压型PWM逆变器的等效电路ViG)可以被简化为一个恒定增益的放大器，从而可以采用状态空间平均法来得到逆变器的线性化模型。单相电压型PWM逆变器的状态模型电路如图2所示。图2单相电圧SSPWM逆变器的状态模型电路基于基尔犧夫电压定理和电流定理，可以得到逆变器的小信号模型为(1)dvc1.1.dtC1C9dit11r.——=—v,vrljdtL'LcLL选择电容电压Vc和电感电流匚作为状态变最.逆变器的连续时间状态方程为i=A*+Buy-Cx式中x

10、=beiiFu=bioFy=Vc图3单相电压型PWM逆变器的等效框图逆变器的等效框图如图3所示，从图中可以看岀各变量之间的内在联系，这是一个双输入、单输出的二阶线性系统，片和作为系统的输入。图中Z($)为负载阻抗，因为负载的多种多样.即使负载上的电压为纯正弦，负载上的电流可以是任意波形。可以把。看作是对控制系统的一个扰动输人信号，这样，即使当PWM逆变器带的是非线性负载时，它也仅表现在扰动的非线性上，这样的负载模型具有校强的代表性。实际的采样过程一般采用零阶保持器，即：以变量在采样时刻的瞬时值作为其在该采样真精度。