單相橋式整流逆變電路的設(shè)計(jì)及仿真

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目： 單相橋式整流單相橋式整流/ /逆變電路的設(shè)計(jì)及仿真逆變電路的設(shè)計(jì)及仿真 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化自動(dòng)化111111班班 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 110302030110302030 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間： 2013.12.30-2014.1.10 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：自動(dòng)化 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）II注：成績(jī)

2、：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)1103020學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目單相橋式整流/逆變電路的設(shè)計(jì)及仿真課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能整流電路是將交流電能變成直流電供給直流用電設(shè)備，在生產(chǎn)實(shí)際中，用于電阻加熱爐、電解、電鍍中，這類負(fù)載屬于電阻類負(fù)載。逆變電路是把直流電變成交流電。逆變電路應(yīng)用廣泛，在各種直流電源中廣泛使用。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1、確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，各器件的選型2、設(shè)計(jì)主電路、控制電路、保護(hù)電路；3、各參數(shù)的計(jì)算；4、建立仿真模型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。

3、5、撰寫、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份；設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)在 4000 字以上。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)整流電路：?jiǎn)蜗嚯娋W(wǎng) 220V，輸出電壓 0100V，電阻性負(fù)載， ，R=20 歐姆逆變電路：?jiǎn)蜗嗳珮驘o(wú)源逆變，輸出功率 200W，輸出電壓 100Hz 方波進(jìn)度計(jì)劃1、 布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)方案（1 天）2、 系統(tǒng)功能分析及系統(tǒng)方案確定（2 天）3、 主電路、控制電路等設(shè)計(jì)（1 天）4、 各參數(shù)計(jì)算（1 天）5、 仿真分析與研究（3 天）6、 撰寫、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書（1 天）答辯（1天）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III摘 要整流電路

4、是把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。逆變電路是把直流電變成交流電的電路，與整流電路相對(duì)應(yīng)。無(wú)源逆變電路則是將交流側(cè)直接和負(fù)載連接的電路。此次設(shè)計(jì)的單相橋式整流電路是利用二極管來(lái)連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，達(dá)到電能的充分利用，是使用最多的一種整流電路。無(wú)源逆變是指逆變器的交流側(cè)不與電網(wǎng)連接，而是直接接到負(fù)載，即將直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可變頻率的交流電供給負(fù)載。關(guān)鍵詞：交直流轉(zhuǎn)換；橋式整流；無(wú)源逆變電路； 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV目錄第 1 章 緒論.1第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案.22.1 概述.22.2 系統(tǒng)組成方案.22.2.1 單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu).2

5、2.2.2 單相橋式無(wú)源逆變電路的結(jié)構(gòu).3第 3 章 主電路設(shè)計(jì).43.1 單相橋式整流主電路.43.1.1 單相橋式整流主電路圖.43.1.2 工作原理.43.2 單相橋式無(wú)源逆變電路主電路.53.2.1 單相橋式整流電路主電路圖.53.2.2 工作原理.6第 4 章 控制電路設(shè)計(jì).74.1 單相橋式整流電路控制.74.1.1 觸發(fā)電路.74.1.2 保護(hù)電路.84.2 單相橋式無(wú)源逆變電路控制電路.94.2.1 驅(qū)動(dòng)電路.94.2.2 保護(hù)電路.10第 5 章 MATLAB 仿真.125.1 單相橋式整流電路的仿真.125.2 單相橋式無(wú)源逆變電路的仿真.15第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié).17

6、參考文獻(xiàn).18本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論整流電路就把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20 世紀(jì) 70 年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之間，用于濾除脈動(dòng)直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定，其作用是實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。另外，還有采用全控型器件的電路，其主要控制方式為 PWM 脈寬調(diào)制式，后來(lái)，又把驅(qū)動(dòng)，控制，保護(hù)電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路（PIC） ，隨著全控型電力電子器件的發(fā)展，電力電子電路的工作頻率也不斷提高。同時(shí)，電力電

7、子器件的開關(guān)損耗也隨之增大，為了減小開關(guān)損耗，軟開關(guān)技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，零電壓開關(guān)（ZVS）和零電流開關(guān)（ZCS）把電力電子技術(shù)和整流電路的發(fā)展推向了新的高潮。逆變電路與整流電路相對(duì)應(yīng)，是把直流電變成交流電的電路。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源逆變；而無(wú)源逆變是指逆變器的交流側(cè)不與電網(wǎng)連接，而是直接接到負(fù)載，即將直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可變頻率的交流電供給負(fù)載。它在交流電機(jī)變頻調(diào)速、感應(yīng)加熱、不停電電源等方面應(yīng)用十分廣泛，是構(gòu)成電力電子技術(shù)的重要內(nèi)容。另外，逆變電路輸出電壓基波方均根值隨外加控制信號(hào)電壓的大小作連續(xù)調(diào)節(jié)。逆變電路的基本功能固然是將直流電能改變成所需頻率的交流電能，但

8、含逆變電路的工業(yè)特殊交流電源，除了必須具備變頻功能之外，還要求其出端電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。例如：交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。它的基本作用是在控制電路的控制下將中間直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。再例如，為了防止交流電動(dòng)機(jī)磁路飽和，用于變頻調(diào)速的電源輸出電壓需要與工作頻率同步調(diào)節(jié),以保持 U/f 值為常數(shù)（其中 U 為電源輸出基波電壓方均根值,f 為工作頻率） 。為了適應(yīng)不同工件和工藝規(guī)范的需要，用于感應(yīng)加熱的電源輸出功率需要在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)（相當(dāng)于電源輸出電壓可調(diào)） 。為了在電網(wǎng)和負(fù)載波動(dòng)條件下維持輸出

9、電壓恒定，各種恒壓電源（如不停電電源等）必須具備輸出電壓快速調(diào)節(jié)的功能等等。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案2.1 概述本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)單相橋式整流電路和單相全橋無(wú)源逆變電路。這兩個(gè)電路在電力電子這門課程中算是比較簡(jiǎn)單的電路，但同時(shí)也是基礎(chǔ)型的電路。這次設(shè)計(jì)不僅可以更直觀的了解電路的工作情況和各個(gè)器件的工作原理，使自己對(duì)電力電子知識(shí)的掌握更加清晰、牢固。同時(shí)可以通過(guò)對(duì)比來(lái)分辨兩個(gè)電路的不同作用。整流電路要求輸入單相電網(wǎng) 220V，輸出電壓 0100V，電阻性負(fù)載， ，R=20 歐姆，通過(guò)設(shè)計(jì)整流電路并按照要求參數(shù)進(jìn)行仿真，可以得到相應(yīng)的波形。逆變電路要求單相全橋無(wú)源逆變，輸出

10、功率 200W，輸出電壓 100Hz 方波，應(yīng)采用無(wú)源方波逆變電路，通過(guò)對(duì)參數(shù)的正確設(shè)置，就可以仿真出所求波形。2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)2.2.1 單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)單相橋式整流電路在輸入單相電源后經(jīng)過(guò)變壓器帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路使晶閘管處于通狀態(tài)來(lái)控制整流電路的通斷，整流電路與負(fù)載相連得到整流后的波形，保護(hù)電路在整個(gè)過(guò)程中保證電路的正常運(yùn)行，防止過(guò)壓或過(guò)流情況的發(fā)生。圖2.1 單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)單相電源驅(qū)動(dòng)電路單相橋式整流電路負(fù)載保護(hù)電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）32.2.2 單相全橋無(wú)源逆變電路的結(jié)構(gòu) 無(wú)源逆變是指逆變器的交流側(cè)不與電網(wǎng)連接，而是直接接到負(fù)載，即將直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可變頻率的

11、交流電供給負(fù)載。直流側(cè)與電源相接，通過(guò)濾波電路得到需要的電壓范圍，整流電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電，輸出給負(fù)載，控制電路全程逆變控制電路的通斷。圖2.2 單相橋式無(wú)源逆變電路的結(jié)構(gòu)直流電源逆變輸入濾波負(fù)載輸出濾波控制電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4第 3 章 主電路設(shè)計(jì)3.1 單相橋式整流電路主電路3.1.1 單相橋式整流主電路圖圖3.1 單相橋式整流主電路圖3.1.2 工作原理如上圖所示，晶閘管 VT1 和 VT2 組成一對(duì)橋臂，晶閘管 VT4 和 VT3 組成另一對(duì)橋臂。當(dāng) u2 為正半周時(shí)，在t= 瞬間給 VT1 和 VT4 以觸發(fā)脈沖，則電流i2 從 aVT1RdVT4b,VT2 和 VT3

12、 均承受反向電壓而關(guān)斷；在電源電壓 u2的負(fù)半周期時(shí)，仍在控制角時(shí)刻觸發(fā) VT2 和 VT3，電流 i2 從 VT1VT3VT2VT4Rdu2i2ab本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5bVT3RdVT2a,如此一個(gè)個(gè)周期周而復(fù)始地重復(fù)、循環(huán)。由于單相橋式整流電路直流電壓在一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)波頭，故整流電壓平均值可按下式計(jì)算：2/cos129 . 0)sin22(Ud0UtdtU當(dāng) =0時(shí)，晶閘管全導(dǎo)通，相當(dāng)二極管的不可控整流，Ud=0.9U2 為最大值； 當(dāng) =90時(shí)，Ud=0，為最小值，可見，其移相范圍為 90。對(duì)電路來(lái)說(shuō),晶閘管的選取會(huì)影響到電路的功能和輸出,因此,晶閘管的參數(shù)的選取十分重要,決定晶閘

13、管性能的主要參數(shù)有:主要電壓參數(shù)包括斷態(tài)重復(fù)峰值電壓,反向重復(fù)峰值電壓,反向擊穿電壓,通態(tài)平均電壓和斷態(tài)電壓臨界上升率。主要電流包括通態(tài)平均電流，斷態(tài)平均電流，維持電流，掣住電流和浪涌電流等。因此，出于對(duì)電路輸出的考慮，選取 KP1 型晶閘管，其主要參數(shù)為：通態(tài)正向平均電流 It 為 1av,斷態(tài)正反向重復(fù)峰值電壓 Udrn,Udrrm 為 50160V，門極觸發(fā)電壓 Vgt 為2.5V，門極觸發(fā)電流 Igt 為 20mA。根據(jù)以上參數(shù)可求得晶閘管承受的最大正、反向電壓都是U2。 2流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流平均值和有效值公式分別為dIdIdvI5 . 0Idvt22IdIdIdv2122Idvt本

14、科生課程設(shè)計(jì)（論文）63.2 單相橋式無(wú)源逆變電路主電路3.2.1 單相橋式無(wú)源逆變主電路圖圖3.2 單相橋式無(wú)源逆變主電路圖3.2.2 工作原理單相橋式無(wú)源逆變電路如上圖所示，從圖中可看出，它由兩對(duì)橋臂組合而成，VT1 和 VT4 構(gòu)成一對(duì)導(dǎo)電臂，VT2 和 VT3 構(gòu)成另一對(duì)導(dǎo)電臂，兩對(duì)導(dǎo)電臂交替導(dǎo)通 180 度。其工作過(guò)程如下： t=0 時(shí)刻以前，VT2、VT3 導(dǎo)通，VT1、VT4 關(guān)斷，電源電壓反向加在負(fù)載上，Uo =-Ud。 在 t=0 時(shí)刻，負(fù)載電流上升到負(fù)的最大值，此時(shí)關(guān)斷 VT2、VT3，同時(shí)驅(qū)動(dòng)VT1、VT4，由于感性負(fù)載電流不能立即改變方向，負(fù)載電流經(jīng) VD1、VD4 續(xù)

15、流，此時(shí)，由于 VD1、VD4 導(dǎo)通，VT1、VT4 受反壓而不能導(dǎo)通。負(fù)載電壓Uo=+Ud。在 t=t1 時(shí)刻，負(fù)載電流下降到 0，VD1、VD4 自然關(guān)斷，VT1、VT4 在正向電壓作用下開始導(dǎo)通。負(fù)載電流正向增大，負(fù)載電壓 0u=+Ud。 在 t=t2 時(shí)刻負(fù)載電流上升到正的最大值，此時(shí)關(guān)斷 VT1、VT4，并驅(qū)動(dòng)VT2、VT3，同樣，由于負(fù)載電流不能立即換向，負(fù)載電流經(jīng) VD2、VD3 續(xù)流，負(fù)載電壓 0u=-Ud。 VD1VT3VD2VT1VD3 VT2VT4VD4ABUduo,ioLoRo本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7在 t= t3 時(shí)刻，負(fù)載電流下降到 0，VD2、VD3 自然關(guān)斷，V

16、T2、VT3 開通，負(fù)載電流反向增大時(shí)，0u=-Ud。 在 t= t4 時(shí)刻，負(fù)載電流上升到負(fù)的最大值，完成一個(gè)工作周期。 從圖 2-2 知，單相全橋逆變電路的輸出電壓為方波，定量分析時(shí)，將 0u 展開成傅立葉級(jí)數(shù)，得 /.5sin3sinsin*4UdUo5131）（ttt其中，基波分量的幅值 Uolm 和有效值 Uol 分別為： Uolm=1.27Ud Uol=0.9Ud 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8第 4 章 控制電路設(shè)計(jì)4.1 單相橋式整流電路控制電路4.1.1 單相橋式整流電路觸發(fā)電路1.電路圖圖4.1 單相橋整流電路觸發(fā)電路圖2.晶閘管觸發(fā)電路工作原理 （1） 由 V1、V2 構(gòu)成的脈

17、沖放大環(huán)節(jié)和脈沖變壓器 TM 和附屬電路構(gòu)成的脈沖輸出環(huán)節(jié)兩部分組成。 （2） 當(dāng) V1、V2 導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖。 R1VD1R3本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9（3） VD1 和 R3 是為了 V1、V2 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)脈沖變壓器 TM 釋放其儲(chǔ)存的能量而設(shè)的。 （4） 為了獲得觸發(fā)脈沖波形中的強(qiáng)脈沖部分，還需適當(dāng)附加其它電路環(huán)節(jié)。 晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： A、觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)該保證晶閘管的可靠導(dǎo)通，對(duì)感性和反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載的變流器采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)，對(duì)變流器的啟動(dòng)，雙星型帶平衡電抗器電路的觸發(fā)脈沖應(yīng)該寬于 30，三相全控橋式電路應(yīng)小于 60或采用

18、相隔 60的雙窄脈沖。 B、脈沖觸發(fā)應(yīng)有足夠的幅度，對(duì)戶外寒冷場(chǎng)合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流的 35 倍，脈沖前沿的陡度也要增加。一般需達(dá) 1-2A/us 所提供的觸發(fā)脈沖不應(yīng)超過(guò)晶閘管門極的電壓、電流和額定功率，且在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。并且應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及主電路的電氣隔離。4.1.2 單相橋式整流電路保護(hù)電路1.工作原理 設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到由交流供電電網(wǎng)進(jìn)入的操作過(guò)電壓和雷擊過(guò)電壓的侵襲。同時(shí)，設(shè)備自身運(yùn)行中以及非正常運(yùn)行中也有過(guò)電壓出現(xiàn)。過(guò)電壓保護(hù)的電壓保護(hù)的方法是采用電子電路進(jìn)行保護(hù)。2.電路圖)11ln(11 CRTfe CBA本科生課

19、程設(shè)計(jì)（論文）10圖4.2 單相橋式整流保護(hù)電路圖4.2 單相橋式逆變電路控制電路的設(shè)計(jì)4.2.1 驅(qū)動(dòng)電路1.功能介紹電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路時(shí)電力電子主電路與控制電路之間的接口，是電力電子裝置的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)裝置的性能有很大的影響。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路，可使電流電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時(shí)間，減小開關(guān)損耗，對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全都有重要的意義。另外，對(duì)電力電子器件或整個(gè)裝置的一些保護(hù)措施也往往就近設(shè)在驅(qū)動(dòng)電路中，或者通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這使得驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)更為重要。IGBT 的驅(qū)動(dòng)多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。常用的有三菱公司的 M579 系列（如 M57962L 和

20、 M57959L）和富士公司的 EXB 系列（如 EXB840、EXB841、EXB850 和 EXB851） 。同一系列的不同型號(hào)其引腳和接線基本相同，只是適用被驅(qū)動(dòng)器件的容量和開關(guān)頻率以及輸入電流幅值等參數(shù)有所不同。下圖給出了 M57962L 的接線圖和引腳圖。這些混合集成驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部都具有退飽和檢測(cè)和保護(hù)環(huán)節(jié)，當(dāng)發(fā)生過(guò)電流時(shí)能快速響應(yīng)但慢速關(guān)斷 IGBT，并向外部電路給出故障信號(hào)。M57962L 輸出的正驅(qū)動(dòng)電壓均為+15V 左右，負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓為-10V。2.電路圖M57962L 的接線圖：本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11圖4.3 單相橋式逆變驅(qū)動(dòng)電路圖M57962L 的引腳圖： 1 2 3 4

21、5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 圖4.4 M57962L 的引腳圖3.工作原理當(dāng)控制電路使 M57962L 輸入端 13 和 14 腳有 10mA 的電流時(shí)光耦 IC1 導(dǎo)通， A 點(diǎn)電位迅速下降至 VEE，使 IC2A 的 2 腳輸出為高電平 Vcc ，則三極管V2、V4 導(dǎo)通，V3、V5 截止，使 V7 導(dǎo)通，Vcc 加到 R17 上，同時(shí)由R18/ (R17+ R18)大于 R16/(R15+ R16)，導(dǎo)致 IC2D 的 13 腳為低電位，V6 截止，R4/(R3 +R4)大于 R16(R15 + R16)使 IC2B 的 13 腳截至，故 IC2 的 14 腳為高電

22、平V1，截止，M57962L 的 8 腳不輸出故障信號(hào)。 在 M57962L 輸入端 13 和 14 無(wú)電流時(shí)，IC1 截止，A 點(diǎn)電位上升使 IC2A 的2 腳變?yōu)榈碗娢唬瑒t使 V3、V5 導(dǎo)通，V2、V4 截止。lGBT 的門極(GATE)通過(guò)V5 導(dǎo)通到 VEE，而使 IGBT 關(guān)斷。IC2C 的 14 腳輸出為低電平， 使 V1、V7 導(dǎo)通， 使 IC2B、IC2D 保持原先狀態(tài)不變。4.2.2 保護(hù)電路1.功能介紹在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，M57962L本科生課程設(shè)計(jì)（論文）12采用合適的過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、du/dt 保護(hù)和 di/dt

23、 保護(hù)也是必要的。這里主要講述 IGBT 的過(guò)電壓保護(hù)。2.電路圖圖4.5 單相橋式逆變保護(hù)電路圖3.工作原理電力電子裝置中可能發(fā)生的過(guò)電壓分為外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓兩類。外因過(guò)電壓主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)中的操作過(guò)程等外部原因，包括：1）操作過(guò)電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起的過(guò)電壓。2）雷擊過(guò)電壓：由雷擊引起的過(guò)電壓?？刹捎脠D 4.5 所示的反向阻斷式 RC 電路。有關(guān)保護(hù)電路的參數(shù)計(jì)算可參照相關(guān)的工程手冊(cè)。采用雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻、硒堆和轉(zhuǎn)折二極管（BOD）等非線性元器件來(lái)限制或吸收過(guò)電壓也是較常用的措施。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）13第 5 章 MATLAB 仿真Matlab 被譽(yù)為三

24、大數(shù)學(xué)軟件之一，它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值方面首屈一指。Matlab 可以進(jìn)行矩陣、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域，受到各個(gè)研究領(lǐng)域的推崇和關(guān)注。本文也采用 MATLAB 軟件對(duì)研究結(jié)果經(jīng)行仿真，以驗(yàn)證結(jié)果是否正確。5.1 單相橋式整流電路的仿真1. 整流仿真電路圖要求電路單相電網(wǎng) 220V，輸出電壓 0100V，電阻性負(fù)載， ，R=20 歐姆，設(shè)置參數(shù)如下：交流電網(wǎng)為 220V，脈沖幅值為 20，脈沖周期 0.02s,占空比為 20%，延遲時(shí)間的設(shè)置根據(jù)公式（觸發(fā)

25、角/360）*0.02 來(lái)設(shè)置。圖5.1 單相橋式整流仿真電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）142. 仿真波形當(dāng)觸發(fā)角=30 度時(shí)，波形如下圖：圖5.2 單相橋式整流觸發(fā)角為30度電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15當(dāng)觸發(fā)角=60 度時(shí)，波形如下圖：圖5.3 單相橋式整流觸發(fā)角為60度電路圖當(dāng)觸發(fā)角=90 度時(shí)，波形如下圖圖5.4 單相橋式整流觸發(fā)角為90度電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）165.2 單相橋式無(wú)源逆變電路的仿真1.參數(shù)設(shè)置 設(shè)計(jì)主要參數(shù)：?jiǎn)蜗嗳珮驘o(wú)源逆變，此采用電阻負(fù)載，直流側(cè)輸入電壓=100V, 脈寬為 =90的方波，輸出功率為 200W，電容和電感都設(shè)置為理想零狀態(tài)。頻率為 100Hz

26、。由頻率為 100Hz 即可得出周期為 T=0.01s，由于 V3 的基波信號(hào)比 V1 的落后了 90 度（即相當(dāng) 1/4 個(gè)周期） 。 通過(guò)換算得： t3=0.001/4=0.0025s， 而 t1=0s。 同 理 得： t2=0.001/2=0.005S, 而 t4=0.00075S。 由理論情況有效值： Uo=Ud/2=50V。 又因?yàn)?P=200W 所以有電阻： R=Uo*Uo/P=12.5 則輸出電流有效值： Io=P/Uo=4A2.電路圖圖5.5 單相橋式逆變仿真電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）173. 仿真波形圖5.6 單相橋式逆變輸出波形電路圖如上圖所示，波形從上到下依次為負(fù)載電流

27、：最大值為 8A 的方波。負(fù)載電壓：最大值為 100V，波形與負(fù)載電流相同VT4 的觸發(fā)脈沖波形：幅值為 5，周期 0.01s.VT4 電流波形：最大值 8A，最小值 0AVT4 電壓波形：最大值 100V，最小值 0V。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）18本科生課程設(shè)計(jì)（論文）19第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)我這次電力電子技術(shù)課設(shè)主要設(shè)計(jì)單相整流和逆變電路并進(jìn)行仿真，讓我有機(jī)會(huì)將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，并通過(guò)對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，進(jìn)行必要的分析、比較，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了所學(xué)的理論知識(shí)。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)，還讓我知道了最重要的是心態(tài)，在剛開始會(huì)覺得困難，但是只要充滿信心，就肯定會(huì)完成的。通過(guò)電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)課本專業(yè)知識(shí)的理解，平常都是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我更進(jìn)一步地熟悉了單相整流電路和逆變電路的原理和并深入了解了兩者的不同之處，對(duì)它們的認(rèn)識(shí)不再僅僅停留在表面，而是真正明白了兩者的用途。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中我也遇到了困難，查閱資料，相互通過(guò)討論。我準(zhǔn)確地找出了錯(cuò)誤并及時(shí)改正，不但使我的實(shí)踐能力得到進(jìn)一步提高，也讓我在