斩控式单相交流调压电路设计04731

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1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目:斩控式单相交流调压电路设计专业班级：自动化0801学生姓名：易庭海学号:14指导老师：起菸彼审批：李晓秀任务书下达日期2011年6H27R设计完成日期2011年7月7日设计内容与设计耍求一.设计内容：1.电路功能：1）用斩控方式实现交流调压，功率因数高，谐波小，输出波形好。2）电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：主电力电子开关与续流管。控制电路主要环节：脉宽调制PWM电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。3）主电路电力电子开关器件采用GTR、IGBT或M

2、OSFET。4）系统具有完善的保护2.系统总体方案确定3.主电路设计与分析1）确定主电路方案2）主电路元器件的计算及选型3）主电路保护环节设计4.控制电路设计与分析1）检测电路设计2）功能单元电路设计3）控制电路参数确定二.设计要求：1・设计思路清晰，给出整体设计框图；2.单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3.分析所冇单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。4.绘制总电路图5.写出设计报告；主耍设计条件1.设计依据主要参数1）输入输出电压：单相（AC）220（1±15%）、0〜200V（AC）2）最大输出电流：20A

3、3）功率因数：＞0.72.可提供实验说明书格式1.课程设计封面；2•任务书；3.说明书目录；4.设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）;5.单元电路设计（各单元电路图）；6.故障分析与电路改进、实验及仿真等。7•总结与体会；&附录（完整的总电路图）；9.参考文献；10.课程设计成绩评分表进度安排第一周星期一:课题内容介绍和查找资料;星期二:总体电路方案确定星期三:主电路设计星期四:控制电路设计星期五:控制电路设计；第二周星期一：控制电路设计星期二：电路原理及波形分析、实验调试及仿真等星期四〜五:写设计报告，打印相关图纸；星期五下

4、午:答辩及资料整理参考文献1.石玉，栗书贤.电力电子技术题例与电路设计指导•机械工业岀版社，19982.王兆安，黄俊.电力电子技术（第4版）.机械工业出版社，20003.浣喜明，姚为止.电力电了技术.高等教育出版社，20004.莫正康.电力电子技术应用（第3版）.机械工业出版社，20005.郑琼林，耿学文.电力电子电路精选.机械工业出版社，19966.刘定建，朱丹殴.实用晶闸管电路大全•机械工业岀版社，19967.刘祖润,胡俊达.毕业设计指导.机械工业出版社，19958.刘星平.电力电了技术及电力拖动口动控制系统.校内，1999目

5、录第1章概述11・1课题来源11.2解决方法11.3优势2第2章系统总体方案确定1112.1设计总体思路2.2基本工作原理2.3框图第3章主电路设计1113.1主电路3.2主电路图第4章单元控制电路设计1114.1控制及驱动电路4.2输入欠电压电路4.3输出限流电路4.4输入过压电路4.5过零检测及续流触发电路4.6谐波分析第5章故障分析与电路改进、实验及仿真111第6章总结与体会111第1章概述1.1课题来源单相交流电源的应用是非常广泛的。比如在农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。对于单和交流电源，调压和

6、稳压是最为普遍的要求。目前能够实现这一要求的调压器有下面三种：1）磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。2）机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能丼。3）电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形丼；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和

7、动态响应较好。从上面可知，逆变式电子调压器具有最好的性能。逆变式电子调压器的结构不仅具有调压、稳压的能力，而耳还可以实现频率的变换。它是通过AC/DC/AC变换实现的。具有中间直流环节和储能电容，不过，变换效率低是它的不足。1.2解决方法随着现代电力电了技术的发展，单和电源变换技术也有了很大的进步，先后出现了多种利用全控器件的交一交直接变换方案。本文基于矩阵式变换理论，提岀一种矩阵式单相电源变换电路，该电路只使用两个双向开关管，可以实现输出电压连续可调及获得高止弦度的输入电流波形。采用单相一单相矩阵式电力变换。通过一组开关函数可以

8、将输入的工频交流电压转换成幅值和频率均可调的单向交流电压。1.3优势本文提出采用MOSFET的斩波式交流调压器。使该调压器具有调节方便、动态响应快、对电网谐波污染小、装置功率因数较高等优点。用于交流电压的调节和控制，有更好的性能和应用前景。第2章系