《功率電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

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1、《功率電子技術(shù)》課程設(shè)計報告姓名：學(xué)號：學(xué)部：專業(yè)年級：指導(dǎo)教師：2011年12月15目錄1.課程設(shè)計目的32.課程設(shè)計要求33.課程設(shè)計內(nèi)容33.1單相半波可控整流電路33.2三相交流調(diào)壓電路53.3單相橋式半控整流電路63.4單相交流調(diào)壓電路83.5三相半波可控整流電路104．課程設(shè)計總結(jié)115．參考書目12151.課程設(shè)計目的功率電子技術(shù)課程是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，電力電子技術(shù)課程設(shè)計是電力電子技術(shù)課程理論教學(xué)之后的一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是通過對“電力電子技術(shù)”教材中主要電子電路進(jìn)行仿真與建模，基

2、本掌握電路的原理及參數(shù)設(shè)定和調(diào)整方法，提高學(xué)生分析問題的和解決問題的能力；訓(xùn)練學(xué)生綜合運用學(xué)過的變流電路原理的基礎(chǔ)知識，獨立進(jìn)行查找資料、選擇方案、設(shè)計電路、撰寫報告，進(jìn)一步加深對變流電路基本理論的理解，提高運用基本技能的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過設(shè)計，使學(xué)生鞏固、加深對變流電路基本理論的理解，提高學(xué)生運用電路基本理論分析和處理實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。2.課程設(shè)計要求（1）熟悉MATLAB的Simulink和SimPowerSystem模塊庫應(yīng)用。（2）熟練掌握基

3、本電力電子電路的仿真方法。（3）掌握電力電子變流裝置觸發(fā)、主電路及驅(qū)動電路的構(gòu)成及調(diào)試方法，能初步設(shè)計和應(yīng)用這些電路。（4）能夠運用理論知識對實驗現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行分析和處理。（5）能夠綜合實驗數(shù)據(jù)，解釋現(xiàn)象，編寫課程設(shè)計報告。3.課程設(shè)計內(nèi)容3.1單相半波可控整流電路3.1單相半波可控整流電路（2）單相半波可控整流器電路仿真模型圖15（3）單相半波整流電路參數(shù)設(shè)置交流電源的頻率為50HZ電壓為100V，脈沖周期0.02S。α取0°和45°，振幅為5V周期為0.02s脈沖寬度為2（4）單相半波整流電路仿真圖

4、：帶電阻性負(fù)載：α為0°時波形15α為45°時波形帶電阻電感性負(fù)載：α為0°時波形15α為45°時波形（5）仿真波形分析上圖波形依次為：電源電壓，觸發(fā)信號，流過晶閘管的電流，晶閘管端電壓，負(fù)載電流，負(fù)載電壓。在晶閘管處于斷開狀態(tài)時電路中無電流，負(fù)載電壓為零。給晶閘管施加觸發(fā)脈沖，晶閘管導(dǎo)通。后電路電流下降，晶閘管關(guān)斷，電流降為零。α等于零時輸出電流平均值最大，隨著α增大負(fù)載電壓減小?？梢娬{(diào)節(jié)α可控制負(fù)載電壓的大小。3.2三相交流調(diào)壓電路（1）三相交流調(diào)壓電路原理圖（2）三相交流調(diào)壓電路仿真模型15（3）

5、三相交流調(diào)壓電路參數(shù)設(shè)置交流電源的頻率為50HZ電壓為40V，脈沖周期0.02S，觸發(fā)延時分別為α=30°，60°，電阻為10。（4）三相交流調(diào)壓電路仿真圖α為0°時波形15α為30°時波形（5）仿真波形分析VT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周(即a點電位高于b點電位)承受電壓u2，若在觸發(fā)角α處給晶閘管VT1和VT4施加觸發(fā)脈沖使其開通，電流從電源a端經(jīng)VT1、R、VT4流回電源b端，ud=u2。在u2過零時關(guān)斷。假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。負(fù)載中有電感時電流不能突變，電感對負(fù)載電流起

6、平波作用，假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且近似為一水平直線，u2過零變負(fù)時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。???VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，至ωt=π+α?xí)r刻，給VT2和VT3施加觸發(fā)脈沖，因為VT2和VT3本已經(jīng)承受正向電壓，故兩管導(dǎo)通。在u2過零時關(guān)斷。VT2和VT3導(dǎo)通后，分別給VT4和VT1施加反向電壓使其關(guān)斷。流過VT1和VD4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱為換相，亦稱換流。在下一周期重復(fù)相同過程，如此循環(huán)。3.3單

7、相橋式半控整流電路（1）單相橋式半控整流電路原理圖15（2）單相橋式半控整流電路仿真模型（3）單相橋式半控整流電路參數(shù)設(shè)置交流電源的頻率為50HZ電壓為100V，脈沖周期0.02S，脈沖寬度為2觸發(fā)信號1和2的初相位分別為0.0和0.01即控制角為0°和180°。負(fù)載R=10Ω。（4）單相橋式半控整流電路仿真波形15α為30°時波形α為45°時波形波形依次為：（5）單相橋式半控整流電路仿真波形分析VT1和VT2為觸發(fā)脈沖相位互差180°15的晶閘管，VD1和VD2為整流二極管，由這四個器件組成單相橋式半

8、控整流電路。電阻R和電感L為負(fù)載，若假定電感L足夠大，即ωL≥R，由于電感中電流不能突變，可以認(rèn)為負(fù)載電流在整個穩(wěn)態(tài)工作過程中保持恒值。由于橋式結(jié)構(gòu)的特點，只要晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載總是加上正向電壓，而負(fù)載電流總是單方向流動，因此橋式半控整流電路只能工作在第一象限，因為ωL≥R，所以不論控制角α為何值，負(fù)載電流的變化很小。在u2正半周，觸發(fā)角α處給晶閘管VT1施加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。u2過零變負(fù)時，因電感作用電流不再流經(jīng)變壓