电力电子与电力传动实训 降压变换器.doc

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1、实训题目：降压型直直变换器目　录1、项目技术目标11.1指标11.1.1开环指标11.1.2闭环指标11.1.3输入输出参数指标11.2仿真软件12、项目的主电路设计22.1主电路设计2２.2工作原理2２.3参数选择32.3.1电源32.3.2开关32.3.3二极管32.3.4电感32.3.5电容32.3.6负载33、项目的控制电路设计43.1控制电路的设计方案43.２控制电路的工作原理4３.3参数选择53.3.1参数选择的原则53.2.2参数的确定54、系统仿真54.１仿真软件MATLAB54.２仿真模型的建立54.2.1开环仿真实验64.2.2闭

2、环仿真实验615电力电子与电力传动实训报告实训题目：降压型直直变换器5、实验分析85.１实验平台介绍85.1.1系统参数85.1.2系统构成8５.２采用的实验箱10５．3实验过程与波形数据105.3.1开环实验105.3.2闭环实验11６、结论、问题和体会156.1实验结论156.2实验中遇到的问题156.3感受与体会1515电力电子与电力传动实训报告实训题目：降压型直直变换器1、项目技术目标本项目为降压型直直变换设施，在开环实验情况下，能够满足降压型变换器输入电压，输出电压，导通比三者之间的关系，即。在闭环实验情况下，实验目标为将输入电压源降压后输

3、出，并稳定输出电压，负载大小变化和输入电压产生较大波动时，依旧能够保持负载两端的电压稳定。采用电压单闭环反馈控制模式实现稳压。1.1指标1.1.1开环指标在开环的情况下，令占空比不变，使输入增加的同时输出也增加。并且输出直流电压低于输入直流电压。1.1.2闭环指标在闭环情况下，令输出电压不变，根据输入电压的不同调节占空比，最后达到实验效果，同时输出直流电压低于输入直流电压。1.1.3输入输出参数指标系统的输入输出参数目标：输入电压：DC200V，电压波动±15%输出电压：DC110V,输出功率：1kW恒压精度：优于5%电压调整率：优于5%负载整率：优

4、于5%1.2仿真软件本次实验我们采用MATLAB软件中的SIMULINK平台进行电路设计，并进行仿真。SIMULINK提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。具有仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，其中的SimPowerElectronic工具箱能够非常好的实现电力电子技术的相关仿真。15电力电子与电力传动实训报告实训题目：降压型直直变换器2、项目的主电路设计2.1主电路设计通过查阅电力电子技术中直直变换器的相关资料结合所学内容，在MATLAB的SIMULINK仿真软

5、件平台上，我们可以较为轻松的搭建出buck直直变换器的主电路。仿真模型中的数据来源于实验室提供的实验器件的参数，模型中采用一个PulseGenerator作为IGBT的触发脉冲，控制其开通与关断。下图为开环时的降压型直直变换器主电路：图1Buck电路的开环主电路２.2工作原理Buck电路共有两种工作方式，即电感电流连续和电感电流断续，根据实验书中提供的相关参数，本实验重在研究开环状态下电感电流连续时的buck电路的工作原理，因此我们只对电感电流连续时的工作原理进行讨论。当电感电流连续的时，电路在1个开关周期内经历2个工作状态。工作状态1：开关S处于T

6、0时刻接通，并保持通态到T1时刻，在这一阶段，电感点段的电压，由于，故电感L的电流不断增长。二极管处于断态。工作状态2：开关S于T1时刻断开，二极管D导通，电感两端的电压，电感通过D续流，电感电流不断减少。知道T2时刻开关再次导通，下一个开关周期开始。根据以上的分析可以得出电感两端电压的平均值为：15电力电子与电力传动实训报告实训题目：降压型直直变换器（2-1）式中，UL为电感两端的电压在一个开关周期内的平均值；TS为开关周期，；Ton为开关处于通态的时间。根据稳态条件下电感两端电压在一个开关周期内平均值为零的基本原理。在电感电流连续的条件下，可以推

7、导出降压型直直变换器电路的输出，输入电压比与开关通断时间比间的关系。令有（2-2）式中，D为占空比，定义为开关导通时间与开关周期的比，即。由于其，因此，降压型电路的输出电压不可能高于起输入电压，且与输入电压极性相同。２.3参数选择根据《电力电子与电力传动实训实验指导书》及实验室设备选择各元器件的参数。2.3.1电源电压源：75至100伏。2.3.2开关电子开关：选用已有的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为开关。2.3.3二极管续流二极管：选用快速恢复二极管。2.3.4电感大电感：4mH。2.3.5电容支撑电容：560μF。2.3.6负载负载：120欧

8、姆/60欧姆。15电力电子与电力传动实训报告实训题目：降压型直直变换器3、项目的控制电路设计为了达到稳态输出