电力电子 单相交—直—交变频装置设计.docVIP

《电力电子》课程设计说明书 单相交—直—交变频装置设计 学 院： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 职称/学位 专 业： 班 级： 学 号： 完成时间： 2015年6月 湖南工学院电力电子课程设计课题任务书 学院： 电气与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化专业\自动化专业 指导教师 学生姓名 课题名称 单相交—直—交变频装置设计 内容及任务 一、设计任务 设计一个单相交—直—交变频装置，已知交流电源：单相220V，中间直流电压最大为50V，输出交流电压约45V，输出最大电流2A，最大功率100W。 二、设计内容 1、关于本课程学习情况简述； 2、主电路的设计、原理分析和器件的选择； 3、控制电路的设计； 4、保护电路的设计； 5、利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。 主要参考资料 [1] 王兆安,王俊编.电力电子技术(第5版).北京:机械工业出版社,2012 [2] 黄俊,秦祖荫编.电力电子自关断器件及电路.北京:机械工业出版社,1991 [3] 李序葆,赵永健编.电力电子器件及其应用.北京:机械工业出版社,1996 教研室 意见 教研室主任：（签字） 年 月 日 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得到了迅速发展，其显著的变频能力，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。近年来以燃料电池发电技术发展迅速。但是分布式发电技术发出发出的电都不是与电网供电系统相同的交流电，无法与大电网联网或者直接供给普通负载使用，都需要变频装置将其变换成负载可以使用的交流电或者与大电网电压、频率相匹配的公频交流电。因此，研究交—直—交变频系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。 本文研究了变频调速系统的基本组成部分，主回路主要有三部分组成：将工频电源变换为直流电源的“整流器”；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”，也是储能回路；将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。使用Matlab搭建交—直—交变频系统的仿真模型，通过试验对该交—直—交变频系统的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识，也对谐波对于交—直—交变频系统的影响有了一定的了解。 关键词：电网；变频；整流；逆变；谐波；仿真 目 录TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc15055 1 绪论 PAGEREF _Toc15055 1 HYPERLINK \l _Toc17366 1.1 电力电子技术概况 PAGEREF _Toc17366 1 HYPERLINK \l _Toc12974 1.2 课程设计任务 1 1.3 课程设计内容 1 HYPERLINK \l _Toc721 2 单相交—直—交变频装置设计 2 HYPERLINK \l _Toc19731 2.1 单相交—直—交变频电路总体设计方案 2 HYPERLINK \l _Toc19516 2.2 具体电路设计 2 HYPERLINK \l _Toc19234 2.2.1 主电路设计 2 HYPERLINK \l _Toc22207 2.2.2 驱动电路设计 4 HYPERLINK \l _Toc25260 2.2.3 4013芯片原理 5 2.2.4 控制电路设计 5 HYPERLINK \l _Toc7046 2.3 元器件型号选择 6 HYPERLINK \l _Toc29816 3 仿真结果 8 3.1 仿真环境 8 3.2 仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 8 3.3 具体仿真结果 11 3.3.1 仿真电路图 11 3.3.2 整流滤波输出电压计算域仿真 11 3.3.3 逆变输出电压计算与仿真 12 总结 15 HYPERLINK \l _Toc16171 参考文献 16 致谢 17 1 绪论 1.1 电力电子技术概况 电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“