交-直-交变频电路的仿真研究

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1、目录第一章绪论21」课程设计的目的21.2课程设计内容与要求21.3MATLAB的原理应用及SIMULINK仿真2第二章主电路设计及仿真32」设计方案32.2主电路结构框图32.3整流电路的工作原理及设计42.3.1整流电路的基本工作原理42.3.2整流元件的选择42.3.3阻感性负载的工作情况42.3.4整流电路的设计与仿真72.4逆变电路的工作原理及设计102.4.1逆变电路的基本工作原理102.4.2逆变电路的设计与仿真102.4.3SPWM波的产生设计与仿真13第三章驱动保护电路的设计153.1IGBT驱动电路153.2触发电路选择与设计15第四章综合设计与仿真174」整体电路设计模

2、型174.2运行仿真17第五章台灯调光电路设计205」电路调光的工作原理205.2硬件设计与焊接调试205.3电路元件实体图（正反面）215.4检验是否满足性能指标的要求21第六章心得体会22参考文献23第一章绪论1.1课程设计的目的1、掌握三相全桥相控整流电路的结构及其工作原理，明确触发脉冲的相位关系，熟悉整流电路交流侧与直流侧电流、电压关系；2、学握单相全桥逆变电路的结构及其工作原理，明确调制信号与载波信号之间的幅值关系，明确驱动脉冲的分配关系，熟悉逆变电路输出电压与直流电压、调制信号幅值之J可的关系；3、熟悉电力电子电路的计算机仿真方法。1.2课程设计内容与要求1、使用Matlab仿真

3、软件实现“三相桥式全控整流电路仿真模型”,构建触发延时角为0度，30度，60度的三相全桥整流波电感10mH及负载电阻1Q。釆用宽脉冲触发方式。观测电网电压波形、触发脉冲波形、直流侧电压波形和负载电流波形。2、使用Matlab仿真软件实现三相SPWM逆变电路仿真模型，构建三和全桥SPWM逆变屯路。-直流侧使用400V直流电压源。调制波信号为50Hz正弦波信号。载波信号为1080Hz双极性三角波。调制深度m设为0.8。负载使用有功功率P为200W,无功功率Qc为100W,工作频率为50Hz(380V)。观测调制波、三角载波和逆变器输出电压波形。3、将1)、2)构建的仿真模型和组合，实现交■直■交

4、变频电路仿真模型。其中触发延时角设为30度。载波信号为1080Hz双极性三角波。调制深度设为0.4。负载使用有功功率P为10KW,无功功率Qc为100W,工作频率为50Hz(380V)o参考电路图如下。观测交流侧A相电网电压波形、相控整流触发脉冲波形、直流电压波形、输出电压给定波形、负载电压波形及电流输岀波形。1.3MATLAB的原理应用及SIMULINK仿真时至今口，Matlab以矩阵运算为基础，把科学计算、绘图及动态系统仿真等功能有机地融合在一起。同时，它又具冇程序设计语言的基本特征，所以也可以称Z为一种编程语言。它已成为一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，在工程计算与数

5、值分析、动态系统设计和仿真、金融建模设计与分析等许多科学领域都有着十分广泛的应用。Simulink仿真是一种以Matlab为基础，对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。在该软件环境下，用户可以在屏幕上调用现成的模块，并将它们适当连接起来以构成系统的的模型。以该模型为对彖运行Simulink中的仿真程序，可以对模型进行仿真，并可以随时观察仿真结果和干预仿真过程。根据仿真结果，用户可以调整系统参数，观察分析仿真结果的变化，从而获得更加理想的仿真结果。第二章主电路设计及仿真2.1设计方案此次课设的研究为交■直■交变频电路的仿真研究，交•直■交变频电路主要是有整流和逆变两类基木的变流电路组合而成。

6、由于三相交流输入电压为380V,而三相整流电路适合于负载容量较人或者直流屯压脉冲较小，易滤波的整流。故整流部分选用三相桥式全控整流电路进行仿真研究。另外，三相桥式整流电压的脉动频率比三相半波高一倍,因而所需平波电抗器的电感量也减小约一半。三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中儿乎都是采用三相可控整流电路。采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。而H三相桥式全控整流屯路的输岀屯流波形更平直，当电感足够人时，负载电流波形口J以近似为一条水平线。加入电容C,滤平全波整流后的电压波纹，另外当负载变化时，使直流电压保持平稳，即起到滤波作用

7、。为了能使整流电路屮正反两组品闸管桥导通，需要正反两组同步六脉冲触发器。而晶闸管桥的触发角是通过同步六脉冲触发器控制的，因此我们需要让同步六脉冲触发器的输入控制角跟随给定信号的变化而变化。需要在一个六脉冲触发器模块。而对于逆变部分，则选用的是三相桥式PWM逆变屯路。以六个IGBT作为开关器件。采用双极性PWM技术进行调制。输出接负载，负载电阻串联电感，同时接三相负载电阻与电容串联器件，以起到滤波的作用。由于本