三相整流逆变桥的课程设计.doc

摘要 本文在对三相桥式全控整流电路和三相桥式电压型逆变电路作出理论分析的基础上，建立了基于 MATLAB/Simulink 的三相桥式整流及逆变电路的仿真模型， 并对其直流和交流调速工作情况进行对比分析与研究，用 MATLAB 软件自带的 Power System 工具箱进行仿真 ，给出了仿真结果， 验证了所建模型的正确性。 关键词 整流 逆变 MATLAB/Simulink 电机调速 PWM控制 目录： 概述 电力电子技术在一般工业的应用 电力电子技术与电力拖动 电力电子技术在直流电机调速系统的应用 电力电子技术在异步电机调速系统的应用 Matlab在仿真方面的应用 基本原理 三相桥式全控整流电路原理 三相逆变桥原理 PWM控制技术原理 主电路设计，图形分析 直流调速系统的仿真 交流调速系统的仿真 总结体会 4．1 课程设计的收获 4．2 本文的不足之处 附录 参考文献 概述 电力电子技术在一般工业的应用 工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，为其供电的可供整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电动机的调速性能可与直流电动机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位，大至数KW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电动机，以及矿山牵引等场合都广泛地采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，已达到节能的目的，还有些不调速的电机为了避免启动时的电流冲击而采用了软启动控制，这种软启动装置也是电力电子装置。 1．2 电力电子技术与电力拖动 20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以变换和控 制，产生了现代各种高效、节能的新型电源和交直流速装置，为工业生产，交通运输，楼宇、办公、家庭自动化提供了现代化的高新技 术，提高了生产效率和人们的生活质量，使人类社会生产、生活发生 了巨大变化。随着新型电力电子器件的研究和开发以及先进控制技 术的发展，电力电子和电力拖动控制装置的性能也不断优化和提高，这种变化的影响将越来越大，电力电子技术和电力拖动控制系统综合了电子电路、电机拖动、自动控制理论、微机原理和应用等多学科的知识，并且是两门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路和系统的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析和分段线性化处理的方法来研究电力电子电路O现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效，也是学习电力电子技术和电力拖动控制系统的重要手段。仿真是在计算机平台上虚拟实际的物理系统。早在20世纪50年代，人们就研究利用计算机的高速计算能力来帮助设计人员进行复杂的设计，以数学模型代替实际的物理器件和装置。到20世纪60年代随着数字计算机的出现和普及、数值算法的完善，出现了大量通用的数字仿真语言及软件，并产生了控制系统计算机辅助设计软件包(CADCS),CADCS的出现对控制系统的研究起了巨大的作用。但是使用软件包仿真对大多数用户来说还是件不容易的事情，它需要编写调用软件包的程序，要熟悉各种子程序的功能，对非专业人员来说是困难的。现代的仿真软件，各种功能的子程序已经模块化，利用这些模块就可以方便地连接成给定系统的仿真模型，使它更适合广大工程技术人员的使用，成为科研、设计人员以及学生学习的必备工具和好助手。 1. 3 电力电子技术在直流电机调速系统的应用 由于直流电动机具有良好的运行和控制特性，它们在许多行业中都得到了广泛的应用。而且，直流调速系统在理论和工程实践上都比较成熟，从控制角度来看，它是交流调速系统发展的基础“1。根据直流他励电动机的原理，可得它的电气方程为： 式中：R表示电枢回路的总电阻；E表示电枢电动势； 表示电枢供电电源的空载电压；Ud表示电动机的电枢电压。且R和E分别为： 式中：表示供电电源的内阻；Ra表示电枢电阻；表示线路或者外接电阻；表示由电动机结构所决定的电动势系数；?为励磁磁通；n为转速。 由上面的式子可得： 该式表明，通过调节电动机的电枢电压或者减弱励磁磁通?或者改变电枢回路总电阻R均可以实现电动机速度的调节功能。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统而言，以调节电动机的电视电压为主要的调试方式。 1. 4 电力电子技术在异步电机调速系统的应用 电机控制是一个不断发展的课题。而交流电机控制具有种种优点，是近年来国内外研究开发的热点。 交流电动机的转速公式： n——转速 ——供电频率 p——极对数 S——转差率 改变频率是有效的调速手段 1. 5 Matlab在仿真方面的应用