单相输入三相输出变频电源的课程设计.docVIP

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控制及驱动电路的设计……………… p-14 PWM简介、分析………………………………… p-14 规则采样法…………………………………………… p-16 IGBT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………………………………………………… 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： 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(t=0期间，因u2ud，故二极管均不导通，此阶段电容C向R放电，提供负载所需电流，同时ud下降。 ?至(t=0之后，u2将要超过ud，使得VD1和VD4开通，ud=u2，交流电源向电容充电，同时向负载R供电。 ?电容被充电到(t=(时，ud=u2，VD