单相交直交变频电路设计 电力电子技术课程设计

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1、课程设计名称：电力电子技术课程设计题目：单相交直交变频电路设计       学期：2015-2016学年第1学期专业：自中职班级：13-2班姓名：赵鸿伟学号：1326560223指导教师：王巍辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表      评定标准评定指标标准评定合格不合格单元电路及整体设计方案合理性正确性创新性仿真或实践是否进行仿真或实践技术指标或性能符合设计要求有完成结果设计报告格式正确内容充实语言流畅标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小项或三小项合格，视为总成绩合格。总成绩日期年月日课程设计任务书一、设计题目单相交直交变频电路设计二、设计任务1、掌握单相交直交变频电路的原理

2、；2、采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路；三、设计计划电力电子技术课程设计共1周。第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第3～4天：电路原理设计与电路仿真；第5天：编写整理设计报告书。四、设计要求1.画出整体电路图。2.对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。3.写出符合设计格式要求的设计报告书。指导教师：王巍时间：2015年12月30日赵鸿伟：交直交变频电路设计摘要随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的快速发展，单相交-直-交变频系统也得到了迅速发展，它显著的变频能力，广泛的应用范围，完善的保护效力，和易于

3、实现的变频功能，获到了广大使用者的认可，在运行的安全可靠、安装使用以及维修维护等方面，也给使用者带来了极大的益处。课题研究的单相交-直-交变频电路设计主要分为主电路和控制电路两部分，其中主电路还分为整流电路、滤波电路和单相桥式PWM逆变电路，而逆变部分则需要用到控制电路，控制电路分为控制电路、驱动电路和保护电路。课题的整流部分选用不可控的桥式整流电路；滤波部分则选用LC低通滤波，活的高频率的交流正弦波输出；逆变部分选用四个IGBT管组成的单相桥式逆变电路。控制电路主要以单片集成函数发生器ICL8038为核心设计的，生成两路PWM信号用来分别控制两队IGBT管。用MATLAB软件仿真出

4、设计的电路，其中对纯电阻负载以及电阻电感负载分别进行数据和波形的分析，并采取相关措施使最后输出的波形接近正弦波。关键词：整波；滤波；逆变；IGBT；PWM；MATLAB赵鸿伟：交直交变频电路设计目录1总体原理图11.1方框图11.2电路原理图11.2.1主回路电路原理图11.2.2整流电路11.2.3滤波电路21.2.4逆变电路32电路组成52.1控制电路52.2驱动电路62.3主电路7小结心得9参考文献10赵鸿伟：交直交变频电路设计1总体原理图1.1方框图整流器滤波器逆变器DCDC交流输入交流输出辅助电源PWM波形图1总体方框图1.2电路原理图1.2.1主回路电路原理图图2主回路原

5、理图如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电输出。1.2.2整流电路11赵鸿伟：交直交变频电路设计整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成，滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分，变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压

6、与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。此部分结构简单、工作可靠,其性能满足实验的需要，故采用桥式整流电路。其作用是将固定频率和电压的交流电能整流为直流电能。此外整个电路需要辅助的正负5V的电源，故通过降压，整流，滤波，稳压得到稳定的正负5V电压。电路如下：图3整流滤波电路和辅助电源1.2.3滤波电路滤波电路的原理及作用：滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。11赵鸿伟：交直交变频电路设计在交流电源转换直流电源后，电路会有电压波动，为抑制电压的波动，

7、采用简单的电容滤波。当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大，在电感线圈不变的情况下，负载电阻愈小，输出电