電力電子技術(shù)課程設(shè)計-三相整流電路、三相逆變電路及PWM控制的逆變電路設(shè)計

1、 目錄引言 03第一章 電力電子器件的了解 05第一節(jié) 二極管 05第二節(jié) IGBT 06第二章 三相整流電路的設(shè)計 07第一節(jié) 常用整流電路 07第二節(jié) 電容濾波整流電路 07第三章 三相逆變電路的設(shè)計 11第一節(jié) 逆變電路的最基本工作原理 11第二節(jié) 三相電壓型逆變電路 12第四章 PWM 控制的逆變電路的設(shè)計 16第一節(jié) PWM 控制的基本原理 16第二節(jié) PWM 控制的逆變電路 18第五章 驅(qū)動電路 21第六章 器件參數(shù)的選擇 22第七章 MATLAB的仿真及波形分析 24心得體會 33 附錄 34三相交直交變頻電路圖 34參考文獻(xiàn) 35 引言課程設(shè)計的要求1題目：三相變頻電源的設(shè)計注

2、意事項：學(xué)生也可以選擇規(guī)定題目方向外的其它電力電子裝置設(shè)計，如開關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、UPS 電源等， 通過圖書館和 Internet 廣泛檢索和閱讀自己要設(shè)計的題目方向的文獻(xiàn)資料，確定適應(yīng)自己的課程設(shè)計方案。首先要明確自己課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容。設(shè)計裝置（或電路）的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 主要技術(shù)數(shù)據(jù)輸入交流電源：一組：三相 380V， f=50Hz；另一組：單相 220V，f=50Hz。交直變換采用二極管整流橋電容濾波電路，無源逆變橋采用三相橋式電壓型逆變主電路，控制方法為SPWM 控制原理輸出交流：電流為正弦交流波形，輸出頻率可調(diào)，輸出負(fù)載為三相星形 RL 電路，R=10，L=15mH 設(shè)計內(nèi)容：1）、整流

3、電路的設(shè)計和參數(shù)計算及選擇（整流電路工作原理、輸出波形分析、整流模塊的計算及選型、濾波電容參數(shù)計算及選型）2）、三相逆變主電路的設(shè)計和參數(shù)選擇（結(jié)合負(fù)載闡述三相電壓型無源逆變電路的工作原理，分析輸出相電壓、線電壓波形；對開關(guān)器件和快恢復(fù)二極管進(jìn)行計算選擇及選型）3）、三 相 SPWM 控制及驅(qū)動電路的設(shè)計：根據(jù) SPWM 調(diào)制原理分析逆變電路的輸出相電壓、線電壓波形；設(shè)計驅(qū)動電路； 選擇控制模塊和驅(qū)動模塊。（SPWM 集成控制芯片或分立元件構(gòu)成。驅(qū)動模塊有：日本富士 EXB 系列或三菱 M579 系列）4）、畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖，并進(jìn)行仿真研究和分析2. 在整個設(shè)計中要注意培

4、養(yǎng)靈活運用所學(xué)的電力電子技術(shù)知識和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力要求具體電路方案的選擇必須有論證說明，要說明其有哪些特點。主電路具體電路元器件的選擇應(yīng)有計算和說明。課程設(shè)計從確定方案到整個系統(tǒng)的設(shè)計，必須在檢索、閱讀及分析研究大量的相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過剖析、提煉，設(shè)計出所要求的電路（或裝置）。課程設(shè)計中要不斷提出問題，并給出這些問題的解決方法和自己的研究體會。設(shè)計報告最后給出設(shè)計中所查閱的參考文獻(xiàn)最少不能少于 5 篇，且文中有引用說明，否則也不能得優(yōu)）。3. 在整個設(shè)計中要注意培養(yǎng)獨立分析和獨立解決問題的能力要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨力完成所設(shè)計的系統(tǒng)主電路、控制電路等詳細(xì)的設(shè)計（包括計算和器

5、件選型）。嚴(yán)禁抄襲，嚴(yán)禁兩篇設(shè)計報告基本相同，甚至完全一樣。4. 課題設(shè)計的主要內(nèi)容是主電路的確定，主電路的分析說明，主電路元器件的計算和選型，以及控制電路設(shè)計。報告最后給出所設(shè)計的主電路和控制電路標(biāo)準(zhǔn)電路圖，不同頻率下輸出電壓電流波形，驅(qū)動控制電路中驅(qū)動信號波形以及其它主要波形，5. 課程設(shè)計用紙和格式統(tǒng)一課程設(shè)計用紙在學(xué)校印刷廠統(tǒng)一購買和裝訂，封面為學(xué)校統(tǒng)一要求。要求圖表規(guī)范，文字通順，邏輯性強。 第一章 電力電子器件的了解第一節(jié)二極管它的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與信息電子電路中的二極管是一樣的，都以半導(dǎo)體 PN 結(jié)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)正向?qū)?、反向截止的功能；電力二極管是不可控器件，其導(dǎo)通和關(guān)斷完全是

6、由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。整流二極管的常用參數(shù):（1）最大平均整流電流 IF：指二極管長期工作時允許通過的最大正向平均電流。該電流由 PN 結(jié)的結(jié)面積和散熱條件決定。使用時應(yīng)注意通過二極管的平均電流不能大于此值，并要滿足散熱條件。例如 1N4000 系列二極管的 IF 為 1A。（2）最高反向工作電壓 VR：指二極管兩端允許施加的最大反向電壓。若大于此值，則反向電流(IR)劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，從而引起反向擊穿。通常取反向擊穿電?VB)的一半作為(VR)。例如 1N4001 的 VR 為 50V，1N4007 的 VR 為1OOOV 。（3）最大反向電流 IR：它是二極

7、管在最高反向工作電壓下允許流過的反向電流，此參數(shù)反映了二極管單向?qū)щ娦阅艿暮脡?。因此這個電流值越小，表明二極管質(zhì)量越好。（4）擊穿電壓 VR：指二極管反向伏安特性曲線急劇彎曲點的電壓值。反向為軟特性時，則指給定反向漏電流條件下的電壓值。 （6）反向恢復(fù)時間 tre：指在規(guī)定的負(fù)載、正向電流及最大反向瞬態(tài)電壓下的反向恢復(fù)時間第二節(jié) IGBTIGBT 即絕緣柵雙極型晶體管，是由 GTR(雙極型三極管)和 MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR 飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSF

8、ET 驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT 綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為 600V 及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器等領(lǐng)域。IGBT 的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP 晶體管提供基極電流，使 IGBT 導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使 IGBT 關(guān)斷。IGBT 的參數(shù)1）最大集射極間電壓 UCES 這是由器件內(nèi)部的 PNP 所能承受的擊穿電壓確定的。2) 最大集電極電流 包括額定直流電流 I 和 1ms 脈寬最大電C流3）最大集電極功耗 PCM 在正常工作溫度下允許的最大耗散功率 第二章

9、 整流電路第一節(jié) 常用整流電路在各種整流電路中，應(yīng)用最廣泛的是三相橋式全控整流電路，其原理如圖，習(xí)慣將該電路中陰極連接在一起的三個晶閘管（VT 、VT 、VT ）稱為共陰極組；陽極連接在一起的三個135晶閘管（VT 、VT 、VT ）稱為共陽極組。晶閘管的導(dǎo)通順序246為 VT 、VT 、VT 、VT 、VT 、VT 。123456對于共陰極組的三個晶閘管，陽極所接交流電壓值最大的一個導(dǎo)通。而對共陽極組的三個晶閘管，則是陰極所接交流電壓值最小的一個導(dǎo)通。這樣，任意時刻共陽極組和共陰極組中各有一個晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，施加與負(fù)載上的電壓為某一線電壓。第二節(jié) 電容濾波整流電路1.工作原理在交直交變頻

10、器等應(yīng)用場合中，大都采用不可控整流電路經(jīng)電容濾波后提供直流電源，供后級的逆變器使用。只要將全控整流電路中的晶閘管換為整流二極管，就是不可控整流電路。 ttOab在電容濾波的三相不可控整流電路中，最常用的是三相橋式結(jié)構(gòu)。該電路中，當(dāng)某一對二極管導(dǎo)通時，輸出直流電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。當(dāng)沒有二極管導(dǎo)通時，由電容向負(fù)載供電，u 按指d數(shù)規(guī)律下降。設(shè)二極管在距線電壓過零點角處開始導(dǎo)通，并以二極管VD 和 VD 開始同時導(dǎo)通的時刻為時間零點，則線電壓為61u 6U sin(t )ab2相電壓為：u 2U sin( t )6a2在 t=0 時，二極管 VD 和

11、 VD 開始同時導(dǎo)通，直流側(cè)電壓61等于 u ；下一次同時導(dǎo)通的一對管子是 VD 和 VD ，直流側(cè)電ab12壓等于 u 。這兩段導(dǎo)通過程之間的交替有兩種情況，一種是在acVD 和 VD 同時導(dǎo)通之前 VD 和 VD 是關(guān)斷的，交流側(cè)向直流1261側(cè)的充電電流 i 是斷續(xù)的；另一種是 VD 一直導(dǎo)通，交替時由d1VD 導(dǎo)通換相至 VD 導(dǎo)通，i 是連續(xù)的。介于二者之間的臨界62d情況是，VD 和 VD 同時導(dǎo)通的階段與 VD 和 VD 同時導(dǎo)通的6112階段在 t+=2處/ 3恰好銜接起來，i 恰好連續(xù)。由 “電壓下d降速度相等”的原則，可以確定臨界條件。假設(shè)在 wt+d =2p/3 的時刻“

12、速度相等”恰好發(fā)生，則有：212det-(3t + )232d(t)d(t)2t + =32t + =3由上式可得電流 id 斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件RC3iaiawwwttOt OiiddOw Ota)b)2、主要數(shù)量關(guān)系：（1）輸出電壓平均值 空載時，輸出電壓平均值最大，為。隨著負(fù)載加重，輸出電壓平均值減少，至U 6U 2.45Ud223進(jìn)入 i 連續(xù)情況后，輸出電壓波形成為線電壓的包絡(luò)RC d線，其平均值為 U =2.34U ?？梢姡琔 在 2.34U 2.45U 之間d2d22變化。與電容濾波器的單相橋式不可控整流電路相比，U 的變化d范圍小得多，當(dāng)負(fù)載加重到一定程度后，U 穩(wěn)定在 2.3

13、4U 不變d2了。（2）電流平均值 輸出電流平均值 I 為 I = U /R。與單RRd相電路情況一樣，電容電流 i 平均值為零，因此 I = I 。CdR在一個電源周期中，i 有六個波頭，流過每一個二極管的d是其中的兩個波頭，因此二極管電流平均值為 I 的 1/3，即d IIIdR33dVD（3）二極管承受的電壓 二極管承受的最大反向電壓為線電壓的峰值，為 6U2。3.二極管參數(shù)的計算：由設(shè)計要求可知：，U 220V U 2U 311Vf 50H2F2z三相負(fù)載，星形接法，R=10，L=15mH,，輸出電壓平均值：空載時，輸出的電壓平均值最大，為。隨著負(fù)載的增加，輸出電壓平均值減小，至U 6

14、U 2.45U222進(jìn)入連續(xù)情況后，輸出電壓波形成為線電壓的包絡(luò)線，RC 3?？梢?， 在 之間變化U其平均值為U 2.34U2.34 2.45dd2，電流平均值：輸出電流平均值 I 為RU2.34U2.34 2203I R 34.32d2Req R 15RR152eqeq電容電流 i 平均值為零，因此 I =I ，二極管電流平均值為 ICdRdII34.32的 1/3，即I R 11.44d333dVD二極管承受的電壓為線電壓的峰值為。6U2由以上數(shù)量關(guān)系得：二極管的額定電流：II (1.5 2)N (29.72 39.63)Ad3二極管的額定電壓：U （23） U （10771616）V6N

15、24.濾波電容參數(shù)的計算：為了保證逆變電路和控制電路能夠得到高質(zhì)量的直流電壓或電流，必須對直流電壓或電流進(jìn)行濾波，以減少電壓或電流的脈動。T0.02 3 5 2000 3333FC 3 52R215L 第三章 逆變電路逆變的概念:逆變與整流相對應(yīng)，直流電變成交流電逆變與變頻:變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。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。第一節(jié)逆變電路的最基本的工作原理1. 以單相橋式逆變電路為例說明其最基本的工作原理。SSSSii負(fù)載12ooUdta)

16、b)逆變電路橋式逆變電路各臂由理想開關(guān) S1S4 組成(如圖)。它們的開關(guān)狀態(tài)由加于其控制極的電壓信號決定。橋式電路的 PN 端加入直流電壓 Ud，A、B 端接向負(fù)載。當(dāng) S1、S3 關(guān)合而 S2、S4 打開時，u0Ud;相反,當(dāng) S2、S4 關(guān)合而 S1、S3 打開時，u0 -Ud。于是當(dāng)橋中各臂以頻率 f（由控制極電壓信號重復(fù)頻率決定）輪番通斷時，輸出電壓 u0 將成為交變方波，其幅值為4Uu sintd01）器件換流：課程設(shè)計過程中用器件換流。第二節(jié) 三相電壓型逆變電路1.三相電壓逆變工作原理在三相逆變電路中，應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路，采用IGBT 作為開光器件的電壓型三相橋式逆變電

17、路如下圖所示。 圖 1 三相電壓型橋式逆變電路便，畫作串聯(lián)的兩個電容器并標(biāo)出假想中點 N。三相電壓型橋式逆變電路的基本工作方式也是 180導(dǎo)電方式，即每個橋臂的導(dǎo)電角度為 180，同一相（即同一半橋）上下兩個臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的角度依次相差 120。這樣，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導(dǎo)通。可能是上面一個臂下面兩個臂，也可能是上面兩個臂下面一個臂同時導(dǎo)通。因為每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進(jìn)行，因此也被稱為縱向換流。對于 U 相輸出來說，當(dāng)橋臂 1 導(dǎo)通時，u =U /2，當(dāng)橋臂 4d導(dǎo)通時，u =-U /2。因此 u 的波形是幅值為 U /2 的矩形波。ddV、W 兩相的情況和 U

18、 相類似，u 、u 的波形形狀和 u 相同，uU / 21dUNuuuUVUWWU負(fù)載相電壓 、 、 為uuuUNVNWN11u (u u u ) (u u u )33UNVNWN ，1UNVNWNuu3所以 也是矩形波，其頻率為 的 3 倍，幅值為其 ，uud輸出線電壓有效值U 為：UV基波幅值U波有效值U 為：6UU 0.78U 0.78514 400.92Vdd負(fù)載相電壓 U 0.471U 0.47 514 241 .58VUNd基波幅值為：U 0.45U 0.45 514 213.30Vd三相逆變輸出的電壓與電流分析類似，負(fù)載參數(shù)已知，以U 相為例，負(fù)載的阻抗角 不一樣， 的波形形狀和

19、相位都有iV3VD1載電感中電流不能突變， 先導(dǎo)通續(xù)流，待負(fù)載電流降為零，4 0VVDu44NN1V111VDV44iiivwUid1800 方法來防止同一相上下兩橋臂的開關(guān)器件同時導(dǎo)通而引起直流側(cè)電壓短路，使得在通斷信號之間留有一個短暫的死區(qū)時間。 第四章 PWM 控制技術(shù)PWM (Pulse Width Modulation)控制就脈寬調(diào)制技術(shù)：即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值)。PWM 控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的成功應(yīng)用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位?，F(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了 PWM 技術(shù)，因此，本章和第 3 章（逆變電路）相結(jié)

20、合，才能使我們對逆變電路有完整地認(rèn)識。第一節(jié) PWM 控制的基本原理采樣控制理論中有一個重要結(jié)論 :沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時,其效果基本相同.PWM 控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ) ,對半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖 ,用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形 .按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制 ,既可改變逆變電路輸出電壓的大小 ,也可改變輸出頻率。f (t)f (t)f (t)f (t)d(t)Ot Ot Ot Ota)矩形脈沖b)三角形脈沖c)正弦半波脈沖d)單位脈沖函數(shù)圖 6-1 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖S

21、PWM 是一種比較成熟的,目前使用較廣泛的 PWM 法.前面提到的采樣控制理論中的一個重要結(jié)論 :沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時 ,其效果基本相同 .SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ) ,用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM 波形即 SPWM 波形控制逆變電路中開關(guān)器 件的通斷,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等。把如圖所示的正弦半波分成 N 等份，就可以把正弦半波看成是由 N 個彼此相連的脈沖序列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/ N，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列利

22、用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦波的中點重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦波部分面積（沖量）相等，就得到如圖所示的脈沖序列。這就是 PWM波形?？梢钥闯觯髅}沖的幅值相等，而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到 PWM 波形。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM 波形，也稱 SPWM 波形。utOutO用 PWM 波代替正弦波通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值.該方法的實現(xiàn)有以下幾種方案.等面積法: 用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替

23、正弦波,然后計算各脈沖的寬度和間隔 ,并把這些數(shù)據(jù)存于微機中,通過查表的方式生成 PWM 信號控制開關(guān)器件的通斷,以達(dá)到預(yù)期的目的. 硬件調(diào)制法: 原理就是把所希望的波形作為調(diào)制信號,把接受調(diào)制的信號作為載波,通過對載波的調(diào)制得到所期望的 PWM波形.通常采用等腰三角波作為載波 ,當(dāng)調(diào)制信號波為正弦波時,所得到的就是 SPWM 波形.自然采樣法: 以正弦波為調(diào)制波,等腰三角波為載波進(jìn)行比較,在兩個波形的自然交點時刻控制開關(guān)器件的通斷 ,這就是自然采樣法.規(guī)則采樣法: 原理就是用三角波對正弦波進(jìn)行采樣得到階梯波,再以階梯波與三角波的交點時刻控制開關(guān)器件的通斷 ,從而實現(xiàn)SPWM法.當(dāng)三角波只在其

24、頂點(或底點)位置對正弦波進(jìn)行采樣時,由階梯波與三角波的交點所確定的脈寬 ,在一個載波周期(即采樣周期)內(nèi)的位置是對稱的,這種方法稱為對稱規(guī)則采樣第二節(jié) PWM 控制的逆變電路1.工作原理 如圖是三相橋式 PWM 逆變電路，采用雙極性控制方式。u uuOwtuouUodOwt- Ud雙極性 PWM 控制方式波形U、V 和 W 三相的 PWM 控制通常公用一個三角波載波 u ，c三相的調(diào)制信號 u 、u 和 u 依次相差 120。U、V 和 W 各rUrVrW相功率開關(guān)器件的控制規(guī)律相同，現(xiàn)以 U 相為例來說明。當(dāng) urUu 時，給上橋臂 V 以導(dǎo)通信號，給下橋臂 V 以關(guān)斷信號，c14則 U

25、相相對于直流電源假想中點 N的輸出電壓 u = U /2。當(dāng)UNdu u 時，給 V 以導(dǎo)通信號，給 V 以關(guān)斷信號，則 u = rUc41UNU /2。V 和 V 的驅(qū)動信號始終是互補的。當(dāng)給 V （V ）加導(dǎo)d1414通信號時，可能是V （V ）導(dǎo)通，也可能是二極管VD （VD ）1414續(xù)流導(dǎo)通，這要由阻感負(fù)載中電流的方向來決定，這和單相橋式 PWM 逆變電路在雙極性控制時的情況相同。V 相及 W 相的控制方式都和 U 相相同。電路的波形如圖所示?？梢钥闯觯瑄 、UNu 和 u 的 PWM 波形都只有U /2 兩種電平。圖中的線電VNWNd壓 u 的波形可由 u u 得出。可以看出，當(dāng)橋

26、臂 1 和UVUNVN 6 導(dǎo)通時，u = U ，當(dāng)橋臂 3 和 4 導(dǎo)通時，u = U ，當(dāng)橋UVdUVd臂 1 和 3 或橋臂 4 和 6 導(dǎo)通時，u = 0。因此，逆變器的輸出UV線電壓 PWM 波由U 和 0 三種電平構(gòu)成。圖中負(fù)載相電壓 udUN可由下式求得u u uu uUN VN 3WN UNUN 從波形圖和上式可以看出，負(fù)載相電壓的 PWM 波由（2/3）U 、（1/3）U 和 0 共五種電平組成。dd從電壓型逆變電路的 PWM 控制中，同一相上下兩橋臂的驅(qū)動信號都是互補的。但實際上為了防止上下兩個橋臂直通而造成短路，在上下兩橋臂通斷切換時要留一小段上下橋臂都施加關(guān)斷信號的死區(qū)

27、時間。死區(qū)時間的長短主要由功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間來決定。這個死區(qū)時間將會給輸出的 PWM 波形帶來一定影響，使其稍稍偏離正弦波。uuuurrcruUVWOttttuuUUd2NOU2d-VUd2NOUd2uWUNd2OuUUdVOtt- UduUUdd3NO 第五章 驅(qū)動電路主電路和控制電路之間，用來對控制電路的信號進(jìn)行放大的中間電路（即放大控制電路的信號使其能夠驅(qū)動功率晶體管），稱為驅(qū)動電路。驅(qū)動電路的基本任務(wù)，就是將信息電子電路傳來的信號按照其控制目標(biāo)的要求， 轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間， 可以使其開通或關(guān)斷的信號。對半控型器件只需提供開通控制信號， 對全控型器件則既要提供開

28、通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號，以保證器件按要求可靠導(dǎo)通或關(guān)斷電路圖如圖所示+5V TLP521-145V MUR4100EC1OCIOVCUG1E1325VR112V+24V1VinGND01nMC7809T30V+9VVccSPWM1Vin18V1nVeeGND1驅(qū)動信號：由于 110 220rad, 2f，設(shè) a=0.9,則驅(qū)動信號為：fHzU 0.90V ，U 0.9120V ，U 0.9240Vabc 第六章 器件的參數(shù)選擇1二極管的參數(shù)計算和選取此次仿真實驗選用理想二極管，一般來講具有以下三個特點：通過的正向電流無窮大；反向擊穿電壓無窮大；反向電流為零。電容兩端電壓 Ud 在 2

29、.34U2 2.45U2 之間變化因此2.34 220 Ud 2.45 220，即514.8V Ud 550V ，不妨取電容的耐壓值為 Ud=560V二極管的耐壓值選?。憾O管承受的最大反向電壓為U ，即U = 220=538.89V 考慮到一定的安全裕量 取U 的662VDVD12 倍，即 U =538.89538.892 ，不妨取 U =1000V。VDVD錯誤!未指定書簽。電流：因為逆變電路輸入電流UI51115 34.0d3Ri為：，所以整流輸出電流也2為 34.0A，流過每個III19.6I34.0二極管的電流有效值為：i 19.6 ,所1 2以.5平均值VT1.57 1.5733A

30、VVT為：I I，留有 2 倍的 2裕量，所25.以0二極管電流T(av)AV為：。仿真采用理想二極管，型號為 3913。濾波電容的選擇:U UU=2。45 。隨負(fù)載加重，輸出電1）輸出電壓平均值 =6d22UUU壓平均值減小，變化范圍 （2。34 2。45 ）之間變化。d22I2）電流平均值輸出電流平均值 為： I = U /RRRdi與單相電路情況一樣，電容電流 平均值為零，因此：I =ICdR由于對于三相的電容濾波不可控整流電路，負(fù)載電流i 存在連d續(xù)與不連續(xù)的問題，一般情況下要求負(fù)載電流連續(xù)，即滿足 wRC條件.因為逆變電路工作時有三個橋臂同時導(dǎo)通，可能3是面一個臂、下面兩個臂，也可能

31、是上面兩個臂、下面一個臂，而負(fù)載是三個阻感星形連接。所以從逆變電路的輸入端看，其 等效電阻應(yīng)為一個 R 與兩個 R 并聯(lián)后在串聯(lián)。所以 ,R 3R 3R R 10 15222i0.02 T 5 35 20002R215則C L3333F3二極管的選?。篒 =25A U =1000VNNMUR30100MUR30120HAR 30A 1000VHAR 30A 1200V35ns 單管 13.0035ns 單管 15.003.輸出頻率：110Hz 2200V , U 220120V U 220240V4.整流電源：Uabc5.由 IGBT 的參數(shù)可進(jìn)行器件的選擇武漢森威機電設(shè)備有限公司的型號為：T

32、M130EZ-2H,最高電壓 1600，最大電流 130A 的器件。 0.90VU 0.9120VU 0.9240V調(diào)制信號： U載波比：N=21，abc6.負(fù)載：R=10，L=15mH Ub: Series RLC Branchv壓電/uu-500052A流電A流電/I0/I0-20-20Usw1: Univ ersal BridgeIsw1: Univ ersal Bridge100A流電/u/I0-1000Uab: Univ ersal Bridgev壓電/uu-20000.10 Usw1: PWM IGBT Inverter1Isw1: PWM IGBT Invert

33、er1x 106vA/u/I壓電流電00.060.080.100.020.040.060.080.1時 間 t/s時 間 t/sUb1: Three-Phase Series RLC Branch11Av/uI0流壓電電00.060.080.100.020.040.060.080.1時 間 t/s時 間 t/sA/I流電00.060.080.1 Usw1: PWM IGBT InverterIsw1: PWM IGBT Inverter1010000VU壓電A/I流電-1000-100.020.040.060.080.100.020.040.060.080.1Isw2: PWM IGBT InverterUb1: Three-Phase Series RLC Branch12000