無源三相PWM逆變器控制電路設(shè)計(jì).doc

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1、無源三相PWM逆變器控制電路設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的通過電力電子計(jì)術(shù)的課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下幾個(gè)目的：1、培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力，特別是如何利用Internet檢索需要的文獻(xiàn)資料。2、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。4、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用仿真工具的能力和方法。5、提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫水平。二、課程設(shè)計(jì)的要求1注意事項(xiàng)控制框圖設(shè)計(jì)裝置（或電路）的主要技術(shù)數(shù)據(jù)主要技術(shù)數(shù)據(jù)輸入交流電源：三相380V，f=50Hz交直變換采用二極管整流橋電容濾波電路，無源逆變橋采用三相橋式電壓型逆變主電路，控制

2、方法為SPWM控制原理輸出交流：電流為正弦交流波形，輸出頻率可調(diào)，輸出負(fù)載為三相異步電動(dòng)機(jī)，P=5kW等效為星形RL電路，R=10Ω，L=15mH2.在整個(gè)設(shè)計(jì)中要注意培養(yǎng)靈活運(yùn)用所學(xué)的電力電子技術(shù)知識(shí)和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力3.在整個(gè)設(shè)計(jì)中要注意培養(yǎng)獨(dú)立分析和獨(dú)立解決問題的能力4.課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是主電路的確定，主電路的分析說明，主電路元器件的計(jì)算和選型，以及控制電路設(shè)計(jì)。報(bào)告最后給出所設(shè)計(jì)的主電路和控制電路標(biāo)準(zhǔn)電路圖。5.課程設(shè)計(jì)用紙和格式統(tǒng)一三設(shè)計(jì)內(nèi)容：整流電路的設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇濾波電容參數(shù)選擇三相逆變主電路的設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇

3、IGBT電流、電壓額定的選擇三相SPWM驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖根據(jù)要求，整流電路采用二極管整流橋電容濾波電路，其電路圖如圖2.1所示：圖2.1考慮電感時(shí)電容濾波的三相橋式整流電路及其波形a）電路原理圖b）輕載時(shí)的交流側(cè)電流波形c）重載時(shí)的交流側(cè)電流波形1.其工作原理如下所示：該電路中，當(dāng)某一對(duì)二級(jí)管導(dǎo)通時(shí)，輸入直流電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個(gè)，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。當(dāng)沒有二級(jí)管導(dǎo)通時(shí)，由電容向負(fù)載放電，ud按指數(shù)規(guī)律下降。設(shè)二極管在局限電路電壓過零點(diǎn)δ角處開始導(dǎo)通，并以二極管VD6和VD1

4、開始同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)刻為時(shí)間零點(diǎn)，則線電壓為uab=U2sin（ωt+δ）而相電壓為ua=U2sin(ωt+δ－)在ωt=0時(shí)，二極管VD6和VD1開始同時(shí)導(dǎo)通，直流側(cè)電壓等于uab；下一次同時(shí)導(dǎo)通的一對(duì)管子是VD1和VD2，直流側(cè)電壓等于uab。這兩段導(dǎo)通過程之間的交替有兩種情況，一種是在VD1和VD2同時(shí)導(dǎo)通之前VD6和VD1是關(guān)斷的，交流側(cè)向直流側(cè)的充電電源id是斷續(xù)的；另一種是VD1一直導(dǎo)通，交替時(shí)由VD6導(dǎo)通換相至VD2導(dǎo)通，id是連續(xù)的。介于二者之間的情況是，VD1和VD6同時(shí)導(dǎo)通的階段與VD1和VD2同時(shí)導(dǎo)通的階段在ωt+δ=

5、出恰好連接起來，id恰好連續(xù)。由“電壓下降速度相等”的原則，可以確定臨界條件。假設(shè)在wt+d=2p/3的時(shí)刻“速度相等”恰好發(fā)生，則有可得wRC=這就是臨界條件。wRC>和wRC<分別使電流id斷續(xù)和連續(xù)的條件。對(duì)一個(gè)確定的裝置來講，通常只有R是可變的，它的大小反映了負(fù)載的輕重。因此可以說，在輕載時(shí)直流側(cè)獲得的充電電流是斷續(xù)的，重載時(shí)是連續(xù)的，分界點(diǎn)就是R=wC。考慮實(shí)際電路中存在的交流側(cè)電感以及為抑制沖擊電流而串聯(lián)的電感時(shí)的工作情況：電流波形的前沿平緩了許多，有利于電路的正常工作。隨著負(fù)載的加重，電流波形與電阻負(fù)載時(shí)的交流側(cè)電流波形逐

6、漸接近。2．由電容濾波電路的原理分析可知，該電路的特點(diǎn)如下所示：（1）二極管的導(dǎo)電角q

7、性，如圖1所示。C值一定，當(dāng)，即空載時(shí)??當(dāng)C=0，即無電容時(shí)?在整流電路的內(nèi)阻不太大（幾歐）和放電時(shí)間常數(shù)滿足式≥(3～5)的關(guān)系時(shí)，電容濾波電路的負(fù)載電壓VLV2的關(guān)系約為???????????VL=(1.1～1.2)V2總之，電容濾波電路簡單，負(fù)載直流電壓VL較高，紋波也較小，它的缺點(diǎn)是輸出特性較差，故適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。2.3二極管的選擇在選擇整流二極管時(shí)，主要考慮兩個(gè)參數(shù)，即最大整流電流和反向擊穿電壓。在橋式整流電路中，二極管D1、D3和D2、D4是兩兩輪流導(dǎo)通的，所以流經(jīng)每個(gè)二極管的平均電流為在選擇整流管

8、時(shí)應(yīng)保證其最大整流電流IF>ID。二極管在截止時(shí)管子兩端承受的最大反向電壓可以從橋式整流電路的工作原理中得出。在v2正半周時(shí)，D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止。此時(shí)D2、D4所承受的最大反向電壓均為v2的最大