第8章电力电子装置的研制与试验_LX分解.ppt

8.1 电力电子装置的研制流程 研究对象技术条件 以一个4kW、400Hz的中频电源为例 文献检索 国内期刊 国外期刊 检索工具 方案论证 主电路方案 控制电路方案 8.2.1 研究对象的技术条件 4kW、400Hz中频电源主要技术性能指标 8.2.2 文献检索 检索性期刊 国内期刊 国外期刊 方法：通过学校图书馆中文期刊全文数据库及外文IEEE/IEE Electronic Library进行检索查询。 8.2.2 文献检索（续） 检索性期刊 8.2.2 文献检索（续） 国内期刊 8.2.2 文献检索（续） 国外期刊 8.2.2 文献检索（续） 国内期刊检索数据库页面 8.2.2 文献检索（续） 国外期刊检索数据库页面 8.2.3 方案论证 主电路 8.2.3 方案论证（续） 主电路 8.2.3 方案论证（续） 控制系统 输出滤波器 输出变压器 铁芯选择 绕组计算 窗口占空比 缓冲电流 开通缓冲 关断缓冲 直流滤波电路 主开关器件选择 8.3.1 输出滤波器设计 输出并联滤波电容 8.3.1 输出滤波器设计（续） 输出滤波电感 8.3.2 输出变压器设计设计输出变压器必须给出以下参数：输出功率、原边电压、电流，付边电压、电流，基波频率和对磁密余量要求。 铁芯的选择 8.3.2 输出变压器设计（续） 绕组的计算 8.3.2 输出变压器设计（续） 绕组的计算 8.3.3 缓冲电路设计 开通缓冲设计 8.3.3 缓冲电路设计（续） RDC关断缓冲设计 8.3.4 直流滤波电路设计 8.3.5 主开关器件的选择 器件耐流值选择 抗冲击负荷的电路设计 冲击负荷的类型；滞环瞬时限流电路；短路保护 过温保护 辅助电源 驱动电路 调压环节 8.4.1 抗冲击负荷的电路设计 冲击负荷类型 8.4.1 抗冲击负荷的电路设计（续） 滞环瞬时限流电路 8.4.2 过温保护：温度开关，延时保护。8.4.3 辅助电源：单端反激电源（考虑几路输出，功率大小）8.4.4 驱动电路：EXB841 8.4.5 调压环节 电磁兼容性概念 形成电磁干扰的条件 抑制电磁干扰的原则 常用的抑制电磁干扰的措施 用电路和器件抑制；滤波；屏蔽；布线；接地 电磁兼容性测试 电磁兼容设计 8.5.1 电磁兼容性的概念 8.5.2 常用的抑制电磁干扰的措施 8.5.3 电磁兼容性测试 8.5.4 电磁兼容设计（400Hz中频电源为例） 滤波电路 输入陷波电路：消除三相整流电路存在的3次谐波。 差模、共模滤波：一般差模衰减倍数大于60dB即可；共模电容不能太大，以满足对人身安全的需要，通常取0.1uF以下。 屏蔽 控制电路板和辅助电源板安装在屏蔽盒； 整机机壳散热孔均为短笮缝； 机门采用棱簧铜梳簧片使门缝连续导电，机壳相当一个大的屏蔽盒。 布线（元部件布局） 每个器件的定位应有利于接线、电磁兼容和散热。 电路仿真的意义 初步验证电路原理和参数设计的正确性 缩短设计周期、减少设计费用 计算机仿真方法 系统级仿真：MATLAB 元件级仿真：Pspice 电路仿真实例 一、 Pspice仿真 仿真步骤 一、 Pspice仿真（续） 基于Pspice的单相逆变器仿真电路 二、 MATLAB仿真 仿真方式及步骤 二、 MATLAB仿真（续） Simulink简介 二、 MATLAB仿真（续） 某系统Simulink下的方框图模型 印制板调试 元器件老化筛选 印制板基本功能测试 主机调试 试验保护电路的可靠性； 控制电路与主电路分开供电，主电路电压逐步加大。 监视驱动信号及开关管的电压波形：若驱动波形上有明显干扰信号，需调整走线。若开关管两端有较高电压尖峰，应调整缓冲电路有关参数。 注意各部件的温升 整机调试 按照试验大纲进行各项试验 结构设计 机箱的外型尺寸、结构形式按技术要求确定，并考虑维修方便、重心合理。 机箱各个部位的连接要考虑机械强度，机械强度由机械设计人员考虑，减震器一般按设备总重量考虑。 元器件的布置应有利于接线、电磁兼容性和散热。 机械部件的防腐性。 机壳的整体屏蔽：机壳散热孔均为短窄缝，机门采用了棱簧铜梳簧片使门缝连续导电。 三防处理 喷三防（防盐雾、防霉、防潮）漆 例行试验 高温试验 试验目的：评定电力电子装置在高温环境条件下的适应性。 试验要求： 1）环境条件 —— 工作温度50℃，试验时间4h 2）控制电路要求 —— 外观完好，结构可靠，电气性能正常。 关键：散热技术及元器件的老化筛选。 低温试验 试验目的：评定电力电子装置在低温环境条件下的适应性。 试验要求： 1）环境条件：工作温度0℃，试验时间4h 2）检测要求：外观完好，结构可靠，电气性能正常。 关键：元器件的筛选以及变压器加工工艺。 例行试验（续）