电力电子技术课程设计.doc

电力电子技术课程设计
目 录
第一章:绪论………………………………………….2 第二章:课程设计目的、要求和内容……………….4 第三章:整流和逆变电路原理及电路图…………….7 第四章:仿真电路与仿真波形……………………….22 第。严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。 4. 课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分
析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电
路设计。
报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图，不同频率下输出电压电流波形，驱动控制电路中驱动信号波形以及其它主要波形，
5. 课程设计用纸和格式统一
课程设计用纸在学校印刷厂统一购买和装订，封面为学校统一要求。要求图表规范，文字通顺，逻辑性强。设计报告不少于20页
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第三章 整流和逆变电路原理及路图 一(电容滤波的三相不可控整流电路原理
三相桥式不可控整流电路是由三相半波不可控整流电路演变而来的阴极连接在一起的3个二极管(VD1，VD3，VD5)称为共阴极组;阳极连接在一起的3个晶闸管(VD4，VD6，VD2)称为共阳极组。 共阴极组中与a，b，c三相电源相接的3个二极管分别为VD1，VD3，VD5，共阳极组中与a，b，c三相电源相接的3个二极管分别为VD4，VD6，VD2。 二极管的导通顺序为VD1-VD2-VD3-VD4-VD5-VD6。根据要求，整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路，电路图如图3-1所示
图3-1 三相桥式不可控整流电路
该电路中，当某一对二极管导通时，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，
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由电容向负载放电，ub按指数规律下降。 设二极管在距线电压过零点δ角处开始导通，并以二极管VD6和VD1开始导通的时刻为时间零点，则线电压为
Uab= U2sin(ωτ，δ)
而相电压为
Ua= U2sin(ωτ，δ,π/6)
在ωt = 0时，二极管VD6和VD1开始同时导通，直流侧电压等于uab;下一次同时导通的一对管子是VD1和VD2，直流侧电压等于uac。这两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是在VD1和VD2同时导通之前VD6和VD1是关断的，交流侧向直流侧的充电电流id是断续的，如图1所示，另一种是VD1一直导通，交替时由VD6导通换相至VD2导通，id是连续的。介于二者之间的临界情况是，VD6和VD1同时导通的阶段与VD1和VD2在ωt，δ,2π/3处恰好衔接了起来，id恰好连续。由前面所述“电压下降速度相等”的原则，可以确定临界条件。假设在ωt，δ,2π/3的时刻“速度相等”恰好发生，则有:
,12,,,,[t-(-)],,2,RC3dEsine,,m3,,d[Esin(t+)],,m, ,2d,(t)d(,t),,t+=3
,2t+=,,3
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以上讨论过程中，忽略了电路中诸如变压器漏抗、线路电感等的作用。另外，实际应用中为了抑制电流冲击，常在直流侧串入较
3小的电感，成为感容滤波的电路，临界条件，ωRC> 和ωRC? 3分别是电流id断续和连续的条件。对一个确定的装置来讲，通常只有R是可变的，它的大小反映了负载的轻重。因此可以说，在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的，重载时是连续的，分界
3点就是R= ,(ωC)。
二(SPWM控制原理简介
PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。 PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。 理论基础:
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
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图3-2 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 面积等效原理:
分别将如图3-2所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上，如图3-3a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图3-3b所示。从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
图3-3 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，