单相输入变频电源.doc

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1、目录第一章：课程设计基本信息……………………………………p-1第二章：整流电路环节的设计…………………………………p-2电路原理、波形分析…………………………………p-2带滤波电容时原理、波形、数量分析………………p-3滤波电容计算…………………………………………p-5二极管参数计算………………………………………p-6第三章：逆变电路环节的设计…………………………………p-8电路原理、波形等分析………………………………p-8电路器件参数的计算和选择…………………………p-10第四章：三相SPWM控制及驱

2、动电路的设计………………p-14PWM简介、分析…………………………………p-14规则采样法……………………………………………p-16IGBT驱动…………………………………………p-17第五章：MATLAB软件仿真…………………………………p-18整流仿真………………………………………………p-18逆变仿真………………………………………………p-19第六章：附录…………………………………………………p-21三角波发生器……………………………………………p-21比较电路………………………………………………

3、…p-22第七章：结束语…………………………………………………p-25第八章：参考文献………………………………………………p-26第一章、课程设计基本信息一、课程设计的目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。4、培养学生运用工具的能力和方法。5、提高学生课程设计报告撰写水平。二、设计要求：主要技术数据：输入交流电源：单相220V，f=50Hz。交直变换采用二极管整流

4、桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：输出电源频率：f=90Hz。电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相星形RL电路，R=10Ω，L=15mH。设计内容：1）、整流电路的设计和参数计算及选择（整流电路工作原理、输出波形分析、整流模块的计算及选型、滤波电容参数计算及选型）2）、三相逆变主电路的设计和参数选择（结合负载阐述三相电压型无源逆变电路的工作原理，分析输出相电压、线电压波形；对开关器件和快恢复二极管进行计算选择及选型）3）、三相SPWM

5、控制及驱动电路的设计：根据SPWM调制原理分析逆变电路的输出相电压、线电压波形；设计驱动电路；选择控制模块和驱动模块。（SPWM集成控制芯片或分立组件构成。驱动模块有：日本富士EXB系列或三菱M579系列）4）、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图，并进行仿真研究和分析。第二章、整流电路环节的设计电路图如下：基本数量关系：☞晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为☞整流电压平均值为：（2-1）α=0时，Ud=Ud0=0.9U2。α=180°时，Ud=0。可见，α角的移相范围为180°。☞向负载输出的直

6、流电流平均值为：（2-2）☞流过晶闸管的电流平均值：（2-3）☞流过晶闸管的电流有效值为：（2-4）☞变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等，为：（2-5）由式（2-4）和（2-5）可见：（2-6）☞不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S=U2I2。（2-7）单相桥式全控整流电流带阻感负载时的电路及波形如下：2OwtOwtOwtudidi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4u电容滤波时工作原理及波形分析：基本工作过程：☞在u2正半周过零点至

7、wt=0期间，因u2

8、度，q指VD1和VD4的导通角。☞在VD1和VD4导通期间（2-8）（2-9）式中，ud(0)为VD1、VD4开始导通时刻直流侧电压值将u2代入并求解得：（2-10）而负载电流为：（2-11）于是有：（2-12）则当wt=q时，VD1和VD4关断。将id(q)=0代入式（1），得：（2-13）二极管导通后u2开始向C充电时的ud与二极管关断后C放电结束时的ud相等，故有下式成立：（2-14）（2-15）由式（2-14）和（2-15）得：（2