igbt控制的直流斬波電路設(shè)計(jì)

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1、IGBT控制的直流斬波電路設(shè)計(jì)目錄前言一、總體設(shè)計(jì)·····························1、總體框圖···························二、電路選擇與分析······················1三相橋式整流電路····················2斬波電路························3保護(hù)及緩沖電路······················4PWM控制脈沖·························5整體電路圖··························三、總體分析及元器件的選擇···········

2、·1元器件參數(shù)的計(jì)算····················2元器件清單列表·····················四設(shè)計(jì)所用參考文獻(xiàn)····················五設(shè)計(jì)收獲與體會(huì)······················前言　電力電子技術(shù)是一門(mén)新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。電力電子課程設(shè)計(jì)是為了使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，讓學(xué)生熟悉工程設(shè)計(jì)的

3、過(guò)程、規(guī)范和方法、能正確的查缺技術(shù)資料、技術(shù)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力而專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)的實(shí)習(xí)專(zhuān)用周。在電機(jī)的直流伺服系統(tǒng)中,速度調(diào)節(jié)主要通過(guò)改變電樞電壓的大小來(lái)實(shí)現(xiàn).經(jīng)常采用大功率晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速兩種方法,簡(jiǎn)稱(chēng)PWM,常見(jiàn)于中小功率系統(tǒng),它采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù),其工作原理是:通過(guò)改變"接通脈沖"的寬度,使直流電機(jī)電樞上的電壓的"占空比"改變,從而改變電樞電壓的平均值,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速.而絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流

4、密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。PWM調(diào)速系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):1.主電路簡(jiǎn)單,所用功率元件少,且工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài),因此電路的導(dǎo)通損耗小,裝置效率比較高;2.開(kāi)關(guān)頻率高,可避開(kāi)機(jī)床的共振區(qū),工作平穩(wěn);3.采用功率較小的低慣量電機(jī)時(shí),具有高的定位速度和精度;4.低速性能好,穩(wěn)速精度高,調(diào)速范圍寬;5.系統(tǒng)頻帶寬,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,抗干擾能力強(qiáng).工頻交流一、總體框圖整流電路斬波電路電動(dòng)

5、機(jī)驅(qū)動(dòng)電路二、電路1三相可控橋式整流電路三相全控橋式可控整流電路是應(yīng)用電能變換電路，他的作用是將交流電變換成大小可以調(diào)節(jié)的直流電，為直流設(shè)備供電。采用三相整流電路易與滿(mǎn)足負(fù)載對(duì)高電壓大電流的需求，供電的電網(wǎng)三相平衡。本次采用變壓器和二極管的橋式整流，變壓器可以改變二次側(cè)電壓的大小，在此用S9系列的小型變壓器。利用二極管的單向?qū)ㄐ?，將交流電的?fù)半波切去只保留間隔一個(gè)半波時(shí)隙的正半波，得到不太平穩(wěn)的直流電。三相全控整流電路它可以看成是由一組共陰極接法和另一組共陽(yáng)極接法的三相半波可控整流電路串聯(lián)而成。共陰極VT1和VT3和VT5在正半周導(dǎo)電，流經(jīng)變壓器的電流為正電流；共陰組VT4和VT6

6、和VT2在負(fù)半周導(dǎo)電，流經(jīng)變壓器的電流為反向電流。變壓器每組相繞組在正負(fù)半周都有電流流過(guò)，因此，變壓器繞組中沒(méi)有電流磁通勢(shì)，同時(shí)也提高了變壓器繞組的利用率。三相橋式全控整流電路主電路接線(xiàn)圖如圖所示。共6個(gè)晶閘管接成三相橋，其中三個(gè)晶閘管共陰極連接；另三個(gè)晶閘管共陽(yáng)極連接。電路中必須有一個(gè)共陽(yáng)極組中的晶閘管導(dǎo)并且由兩個(gè)導(dǎo)通的晶閘管屬于不同的兩相，所以負(fù)載電壓就是電源線(xiàn)電壓。三相橋式整流電路圖如：2斬波電路斬波電路就是將一個(gè)固定的直流電壓變換成大小可調(diào)的直流電壓（DC-DC電路）。它是被控制對(duì)象獲得變數(shù)平穩(wěn)，快速響應(yīng)，并起到節(jié)約電能的作用。降壓式斬波電路的輸出電壓平均值低于輸入直流電壓，

7、它主要用于直流可調(diào)電源和直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈寬調(diào)速中。降壓式斬波電路圖如下在電路圖中直流電動(dòng)機(jī)是斬波器的負(fù)載，IGBT為斬波開(kāi)關(guān)，VD為續(xù)流管，當(dāng)斬波開(kāi)關(guān)管短時(shí)續(xù)流管為感性負(fù)載提供電流通道，電感L和電容C組成低通濾波器以減小輸出電壓的波動(dòng)。電路中的IGBT的柵極?3保護(hù)及緩沖電路在電力電子電路中保護(hù)電路為了確保電流的正常工作，不僅要選擇電力電子器件的型號(hào)外還要采用必要的保護(hù)措施，即過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電流保護(hù)。產(chǎn)生原因主要是系統(tǒng)的儲(chǔ)能發(fā)生了激烈的變化，使系統(tǒng)能量來(lái)不