单相交-直-交变频实验装置分解.doc

电力电子技术 课程设计(论文) 单相交-直-交变频实验装置 院（系）名称 电子与信息工程学院 专业班级 电子122 学号 120404049 学生姓名 房理想 指导教师 孙福明 起 止 时 间： 2014.12.15—2014.12.26 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 学 号 120404049 学生姓名 房理想 专业班级 电子122 课程设计（论文）题目 单相交-直-交变频实验装置 课程设计（论文）任务 任务要求： 设计一单相交-直-交变频实验装置用于电力电子技术课程的教学实验，根据参数要求完成整流电路设计、逆变电路设计、通过计算选择器件的具体型号、完成驱动电路设计或选择，使学生可以通过该装置测试、观察及验证单相交-直-交变频的实现方法。 技术要求： 1、交流电源：单相220V； 2、为了IGBT的安全，中间直流电压最大为50V； 3、输出交流电压约45V； 4、输出最大电流2A； 5、输出频率50Hz； 6、最大功率：100W； 指导教师评语及成绩 平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：平时成绩占20%，答辩成绩占40%，论文成绩占40% 摘?要 ? ?随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，单相交直交变频系统也得到了迅速发展。由于其具有显著的变频能力、宽泛的应用范围、完善的保护功能，以及易于实现的变频功能，得到了广大用户的认可。在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面，也给使用者带来了极大的便利。因此，掌握交-直-交变频系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。 ?本文研究的单相交-直-交变频电路可分为主电路和控制电路，其主电路包括整流电路、滤波电路和逆变电路，而控制电路包括控制电路、驱动电路和保护电路。对于整流部分采用不可控制整流电路；滤波部分采用LC低通滤波器，得到高频率的正弦波交流输出；逆变部分由四只IGBT管组成单相桥式逆变电路。控制电路选用以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM信号，分别用于控制两对IGBT；驱动电路采用了具有电气隔离集成驱动芯片M57962L；保护电路采用双D触发器CD4013。 关键词：整流；滤波；逆变；IGBT；PWM。 目 录 第1章 绪论 1 1.1 电力电子技术概况 1 1.2 本文研究内容 1 第2章 单相交-直-交变频实验装置电路设计 3 2.1单相交-直-交变频实验装置总体设计方案 3 2.2具体电路设计 3 2.2.1主电路设计 3 2.2.2整流电路 4 2.2.3滤波电路 5 2.2.4逆变电路 6 2.2.5控制电路设计 8 2.2.6驱动电路 9 2.3器件参数的确定 10 第3章 课程设计总结 11 参考文献 12  第1章 绪论 单相交-直-交变频 主电路如图2.2所示。交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电。 图2.2 主电路原理图 2.2.2整流电路 整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成，主电路多用硅整流二极管组成，滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分，变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。? 此部分结构简单、工作可靠,其性能满足实验的需要，故采用桥式整流电路。其作用是将固定频率和电压的交流电能整流为直流电能。整流滤波电路如图2.3所示。 ? 图2.3 整流滤波电路 1.? 桥式整流器工作原理? 正向导通为和，反向导通为和。当一个二极管短路时，则其余二极管过流烧毁；当一个二极管开路时，则整流电路变成半波整流。的波形如图2.4所示，的波形如图2.5所示。 ? 图2.4 的波形 图2.5 的波形 2.主要的数量关系? 输出电压平均值空载时R=∞，放电时间常数为无穷大，输出电压最大，