電力電子課程設(shè)計(jì)-三相交直交變換

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)整流變壓器的設(shè)計(jì)1. 根據(jù)負(fù)載的實(shí)際需要，確定變壓器的輸出功率P2及輸出電流122. 計(jì)算變壓器的輸入功率 P1及輸入電流113. 確定變壓器磁芯截面積 S和選用硅鋼片尺寸：變壓器磁芯材料選用硅鋼片，磁芯形狀選用E型4. 計(jì)算初次級(jí)繞組匝數(shù) W1 W2由電磁感應(yīng)定律，沒(méi)匝線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)整流變壓器是 Y型接法為保證初次級(jí)繞組相電壓均為220v，次級(jí)繞組匝數(shù)為:5. 計(jì)算初次級(jí)繞組的導(dǎo)線截面積 q及選用導(dǎo)線：文案大全主電路設(shè)計(jì)(1) 主電路結(jié)構(gòu)(2) 主要器件參數(shù)計(jì)算(3) 軟啟動(dòng)和緩沖電路設(shè)計(jì)軟啟動(dòng)電路VCC5VK1VCCVCC5VU1A371612U2A74HC04D_2VLM33

2、9ADR5 -AAAr 10k QD21DH62 KMR151A08Q12N1711工作原理：剛剛接通電源時(shí)，比較器輸出高電平，反相后輸出低電平，三極管截止，繼電器不工作，整流輸出端電阻與電容構(gòu)成充電電路，端電壓緩慢上升，直到軟啟動(dòng)電路中的R2、C1充電后，電位高于比較器正輸入端電位，輸出低電平反相后輸出高電平，三極管導(dǎo) 通，繼電器工作，整流輸出端電阻被短路。工作原理：右圖給出了關(guān)斷時(shí)的負(fù)載曲線。關(guān)斷前的工作點(diǎn)在A點(diǎn)，無(wú)緩沖電路時(shí)，uce迅速上升，負(fù)載線從A移動(dòng)到B,之后ic才下降到漏電流的大小，負(fù)載線隨之移動(dòng)到C。有緩沖電路時(shí)，由于C的分流使ic在uce開(kāi)始上升的同時(shí)就下降，因此負(fù)載線經(jīng)過(guò)D

3、到達(dá)Co可以看出，負(fù)載線在到達(dá) B是很可能超出安全區(qū)，使 V損壞，而負(fù)載線 ADC是很安全 的，而且ADC經(jīng)過(guò)的都是小電流、小電壓區(qū)域，器件的關(guān)斷損耗也大大降低。(4) 分析工作原理，繪制主要波形三相交流電經(jīng)整流變壓器輸出相電壓為 220v的三相交流電，再經(jīng)過(guò)三相橋式整流電路 后，向電容C充電，使輸出端電容 C兩端電壓值穩(wěn)定為530v，再經(jīng)三相電壓型逆變電 路輸出有效值200v, f=60Hz的三相交流電。電壓型逆變電路主要有以下特點(diǎn): 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回 路呈現(xiàn)低阻抗； 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，且與負(fù)載阻抗

4、角無(wú)關(guān)。 而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗的情況的不同而不同；當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用，為了 給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。IGBT作為開(kāi)關(guān)器在三相逆變電路中，應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路。本設(shè)計(jì)中采用 件的電壓型三相橋式逆變電路，如主電路圖中所示。主要波形實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)UN文案大全YU d軸Uuv軸YUNN軸YUUN軸Y逆變器控制技術(shù)采用SPW雙極性控制方式SPWM技術(shù)：輸出脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效PWM波也是有正有負(fù)。雙極性控制：在調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波有正有負(fù)，所得1.調(diào)制原理：三個(gè)互差

5、120的正弦波與高頻三角載波進(jìn)行比較，每路結(jié)果再經(jīng)反相器產(chǎn)生與原信號(hào) 相反的控制波，分別控制上下橋臂IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷。這樣產(chǎn)生的六路SPWM波分別控制六個(gè)IGBT的通斷，從而在負(fù)載端產(chǎn)生與調(diào)制波同頻的三相交流電。圖2-4是采用雙極性控制方式的三相橋式 PWM逆變電路，ABC三相的PWM控制通常公用 一個(gè)三角載波uc,三相的調(diào)制信號(hào) urA urB urC 依次相差120, ABC各相功率開(kāi)關(guān) 器件的控制規(guī)律相同。當(dāng)urA uc 給V1導(dǎo)通信號(hào)，給 V4關(guān)斷信號(hào)，uAN =Ud/2 ;當(dāng)urA uc 時(shí)，給 V4導(dǎo) 通信號(hào)，給V1關(guān)斷信號(hào),uAN =-Ud/2。VI、V4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)始終是互補(bǔ)

6、的，當(dāng)給 V1(V4)加導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，可能是 V1(V4)導(dǎo)通，也可能是 VD1(VD4導(dǎo)通。B相和C相的控 制方式都和 A相相同。uAN uBN uCN的PWM波形只有土 Ud/2兩種電平。當(dāng)1和6 通時(shí)，uAB= Ud,當(dāng)3和4通時(shí)，uAB =-Ud，當(dāng)1和3或4和6通時(shí)，uAB =0。輸出線 電壓PWM波由土 Ud和0三種電平構(gòu)成。負(fù)載相電壓PWM波由(土 2/3) Ud、( 1/3) Ud和0共5種電平組成。制制路 調(diào)控電三相正Ura比弦波發(fā)Urb較生器Urc器1f驅(qū)動(dòng)逆 變器的 開(kāi)關(guān)元 件三角波發(fā)生器2-5控制電路2.三角載波發(fā)生器3.三相正弦波的產(chǎn)生(1)單相正弦波的產(chǎn)生：選用ICL

7、8038波形發(fā)生器輸出B相正弦波疏湘節(jié)一-NC正戢曹出213NC三刪出一1 12一正臘肺2解/占空岀II節(jié)-J411-負(fù)電KVJGND血辭/占密比*節(jié)一5W一醸電容正電犧V一69一疏鳩出調(diào)馭178盡E *20kORA _4亦 ?1HF(2)三相正弦波的產(chǎn)生A相可由 一(B+60 )產(chǎn)生10kQ4.7kGICL80B310 11 L J11|XF=Hr10kQ10M10呃AC相可由一（A+B）產(chǎn)生R2R3C實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)1.IGBT的驅(qū)動(dòng)部分選用專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器 M57962LM57962U的電路組成：放大隔離電路；定時(shí)復(fù)位電路；過(guò)流檢測(cè)電路；過(guò)流輸出電路2. M57962L驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)：1）在

8、驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)部裝有2500V高隔離電壓的光電耦合器實(shí)現(xiàn)電氣 隔離，適合20kHz左右的高頻開(kāi)關(guān)運(yùn)行。光電耦合器原邊已串 聯(lián)限流電阻（約185Q ）可將5v的電壓直接加到輸入側(cè)。2）采用雙電源供電方式，以確保 IGBT可靠通斷，如果采用雙電 源驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其輸出負(fù)柵壓比較高，電源電壓的極限值為+ 18v/-15v，一般取 +15v/-10v。3）內(nèi)部集成短路和過(guò)流保護(hù)電路，具有封閉性短路保護(hù)功能。4）輸入端為T(mén)TL門(mén)電平，適用于單片機(jī)控制，驅(qū)動(dòng)信號(hào)延遲時(shí)間短， 低電平轉(zhuǎn)換為高電平的傳輸延遲時(shí)間以及高電平轉(zhuǎn)換為低電平的傳輸延遲時(shí)間都在1.50卩s以下。M57962LX作程序：當(dāng)電源接通后，首先自檢，檢

9、測(cè)IGBT是否過(guò)載或短路。若過(guò)載或短 路，IGBT的集電極電位升高，經(jīng)外接二極管流入檢測(cè)電路的電 流增加，柵極關(guān)斷電路動(dòng)作，切斷IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)在“8”腳輸出低電平“過(guò)載/短路”指示信號(hào)。IGBT正常時(shí)，輸入信 號(hào)經(jīng)光電耦合接口電路，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)功率放大后驅(qū)動(dòng)IGBT。文案大全3. 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)如圖附:TfflrmmrI13 14圖心2制的篩乩嘔謝器的外形與引薦排列圖壷牛5M57W2L?ftS的別腳功能II11引鉀號(hào)符號(hào)珀能評(píng)號(hào)功晶1Vv檢測(cè)電壓輜4VeeP15V電醜電匡賜Im峽障韓岀電施爛50壇出電用輸13, 14V；輕人電壓竭表46MS7962L的主塞琴數(shù)需號(hào)參皴條件范凰單位電儻

10、電壓DC1 亂-15VU輪扎電用.腳常人4-7V4輸岀電壓腳幡出gVfew*端出電流脈寬為些島 頻率為20H1-5h人刊輸岀堪流脈寬為細(xì)3瑚率為30Hz5A隔離屯壓正弦電壓，60Hzi 1mm2500 （有效蠢V工作湛度-21聞V.L儼療趙度2+100VJeM輸出電流DC0. 5A局故簟輸出電酰燼腳諸出20mAUm輸人4L壓腳輸人5VTrdict保護(hù)獲盧吋阿從開(kāi)始冠電釋階（輸人 信號(hào)為爲(wèi)電平12皿掃劃電缶15V死區(qū)控制電路if實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)12 -VEE2N1132A740VU20A7404FU19ACHICL803850 %-c9R23Q-15VVCCLM339ADVCC-15VVCCU5AIF353 DC874O015A2N1132A叭31BH621BH62制D61BH62l D41BH62MD71BH62740(U16ABL5 QBHrlIF占U3C22C23d-15 VU39AM57962R58D25C26C27R64*U43C25C24I 卜 TipD314C28C28、亠C29 j p文案大全D3002BZ2.202BZ2.202BZ2.202BZ2.2V11 -15 VV15 -15 VAM57962D29D36D32D33D15D2815 V10 -02BZ2.：U