三相整流逆變橋課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文在對(duì)三相橋式全控整流電路和三相橋式電壓型逆變電路作出理論分析的基礎(chǔ)上，建立了基于 MATLAB/Simulink 的三相橋式整流及逆變電路的仿真模型， 并對(duì)其直流和交流調(diào)速工作情況進(jìn)行對(duì)比分析與研究，用 MATLAB 軟件自帶的 Power System 工具箱進(jìn)行仿真 ，給出了仿真結(jié)果， 驗(yàn)證了所建模型的正確性。</

2、p><p>　　關(guān)鍵詞 整流 逆變 MATLAB/Simulink 電機(jī)調(diào)速 PWM控制</p><p><b>　　目錄：</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　電力電子技術(shù)在一般工業(yè)的應(yīng)用</p><p>　　電力電子技術(shù)與電力拖動(dòng)

3、</p><p>　　電力電子技術(shù)在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　電力電子技術(shù)在異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　Matlab在仿真方面的應(yīng)用</p><p><b>　　基本原理</b></p><p>　　三相橋式全控整流電路原理</p><p>

4、;<b>　　三相逆變橋原理</b></p><p><b>　　PWM控制技術(shù)原理</b></p><p>　　主電路設(shè)計(jì)，圖形分析</p><p><b>　　直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真</b></p><p><b>　　交流調(diào)速系統(tǒng)的仿真</b></

5、p><p><b>　　總結(jié)體會(huì)</b></p><p>　　4．1 課程設(shè)計(jì)的收獲</p><p>　　4．2 本文的不足之處</p><p><b>　　附錄 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　概述</b></p>

6、<p>　　電力電子技術(shù)在一般工業(yè)的應(yīng)用</p><p>　　工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，為其供電的可供整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來(lái)，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能可與直流電動(dòng)機(jī)相媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位，大至數(shù)KW的各種軋鋼機(jī)，小到幾百W的數(shù)控機(jī)床的伺服電動(dòng)機(jī)，以及礦山牽引等場(chǎng)合都廣泛地采用電力電子交直流調(diào)

7、速技術(shù)。一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來(lái)也采用了變頻裝置，已達(dá)到節(jié)能的目的，還有些不調(diào)速的電機(jī)為了避免啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊而采用了軟啟動(dòng)控制，這種軟啟動(dòng)裝置也是電力電子裝置。</p><p>　　1．2 電力電子技術(shù)與電力拖動(dòng)</p><p>　　20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的電力電子技術(shù)，使電能可以變換和控 制，產(chǎn)生了現(xiàn)代各種高效、節(jié)能的新型電源和交直流速裝置，為工業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸

8、，樓宇、辦公、家庭自動(dòng)化提供了現(xiàn)代化的高新技 術(shù)，提高了生產(chǎn)效率和人們的生活質(zhì)量，使人類社會(huì)生產(chǎn)、生活發(fā)生 了巨大變化。隨著新型電力電子器件的研究和開(kāi)發(fā)以及先進(jìn)控制技 術(shù)的發(fā)展，電力電子和電力拖動(dòng)控制裝置的性能也不斷優(yōu)化和提高，這種變化的影響將越來(lái)越大，電力電子技術(shù)和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)綜合了電子電路、電機(jī)拖動(dòng)、自動(dòng)控制理論、微機(jī)原理和應(yīng)用等多學(xué)科的知識(shí)，并且是兩門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。由于電力電子器件自身的開(kāi)關(guān)非線性，給電力電子電路和

9、系統(tǒng)的分析帶來(lái)了一定的復(fù)雜性和困難，一般常用波形分析和分段線性化處理的方法來(lái)研究電力電子電路O現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為電力電子電路和系統(tǒng)的分析提供了嶄新的方法，可以使復(fù)雜的電力電子電路、系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得更加容易和有效，也是學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的重要手段。仿真是在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上虛擬實(shí)際的物理系統(tǒng)。早在20世紀(jì)50年代，人們就研究利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力來(lái)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)，以數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際的物理器件和裝</p&

10、gt;<p>　　1. 3 電力電子技術(shù)在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　由于直流電動(dòng)機(jī)具有良好的運(yùn)行和控制特性，它們?cè)谠S多行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。而且，直流調(diào)速系統(tǒng)在理論和工程實(shí)踐上都比較成熟，從控制角度來(lái)看，它是交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)“1。根據(jù)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的原理，可得它的電氣方程為：</p><p>　　式中：R表示電樞回路的總電阻；E表示電樞電動(dòng)勢(shì)；&

11、lt;/p><p>　　表示電樞供電電源的空載電壓；Ud表示電動(dòng)機(jī)的電樞電壓。且R和E分別為：</p><p>　　式中：表示供電電源的內(nèi)阻；Ra表示電樞電阻；表示線路或者外接電阻；表示由電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)所決定的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)；?為勵(lì)磁磁通；n為轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　由上面的式子可得：</b></p><p>　　該式表

12、明，通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的電樞電壓或者減弱勵(lì)磁磁通?或者改變電樞回路總電阻R均可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)速度的調(diào)節(jié)功能。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)而言，以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的電視電壓為主要的調(diào)試方式。</p><p>　　1. 4 電力電子技術(shù)在異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　電機(jī)控制是一個(gè)不斷發(fā)展的課題。而交流電機(jī)控制具有種種優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。</p>&

13、lt;p>　　交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：</p><p><b>　　n——轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　——供電頻率</b></p><p><b>　　p——極對(duì)數(shù)</b></p><p><b>　　S——轉(zhuǎn)差率</b></p&g

14、t;<p>　　改變頻率是有效的調(diào)速手段</p><p>　　1. 5 Matlab在仿真方面的應(yīng)用 </p><p>　　MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件。MATLAB是Matrix Laboratory (矩陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫，這是一種以矩陣為基礎(chǔ)的交互式程序計(jì)算語(yǔ)言。早期的 MATLAB 主要用于解決科學(xué)和工程的復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)題。由于它使用方便、輸入便捷、運(yùn)算、高效、

15、適應(yīng)科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴(kuò)展的空間，因此特別受到用戶的歡迎，使它成為在科技界廣為使用的軟件，也是國(guó)內(nèi)外高校教學(xué)和科學(xué)研究的常用軟件。 </p><p>　　MATLAB由美國(guó)Mathworks公司于1984年開(kāi)始推出，歷經(jīng)升級(jí)，到2001年已經(jīng)有了6.0 版，現(xiàn)在MATLAB 6.1、6.5、7.0 版都已相繼面世。早期的 MATLAB 在DOS環(huán)境下運(yùn)行，1990年推出了Windows

16、版本。1993年，Mathworks 公司又推出了MATLAB 的微機(jī)版，充分支持在 Microsoft Windows 界面下的編程，它的功能越來(lái)越強(qiáng)大，在科技和工程界廣為傳播，是各種科學(xué)計(jì)算軟件中使用頻率最高的軟件。 </p><p>　　MATLAB 比較易學(xué)，它只有一種數(shù)據(jù)類型(即 64 位雙精度二進(jìn)制)，一種標(biāo) 準(zhǔn)的輸入輸出語(yǔ)句，它用解釋方式工作，不需要編譯，一般人門后經(jīng)過(guò)自學(xué)就可以掌握。如果有不清楚

17、的地方，可以通過(guò)它的幫助( help)和演示 (demo)功能得到啟示。學(xué)習(xí) MATLAB 的難點(diǎn)在于，它有大量函數(shù)，這些 MATLAB 函數(shù)僅基本部分就有700多個(gè)，其中常用的有 200 -300個(gè)，掌握和記憶起來(lái)都比較困難。 </p><p>　　1993 年出現(xiàn)了 SIMULINK，這是基于框圖的仿真平臺(tái)，SIMULINK 掛接在 MATLAB 環(huán)境上，以MATLAB 的強(qiáng)大計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框

18、圖進(jìn)行仿 真和計(jì)算。SIMULINK 提供了各種仿真工具，尤其是它不斷擴(kuò)展的、內(nèi)容豐富的 模塊庫(kù)，為系統(tǒng)的仿真提供了極大便利。在SIMULINK 平臺(tái)上，拖拉和連接典型 模塊就可以繪制仿真對(duì)象的模型框圖，并對(duì)模型進(jìn)行仿真。在SIMULINK 平臺(tái) 上，仿真模型的可讀性很強(qiáng)，這就避免了在MATLAB 窗口使用MATLAB 命令和函數(shù)仿真時(shí)，需要熟悉記憶大量M 函數(shù)的麻煩，對(duì)廣大工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是最好的福音?，F(xiàn)在的MATLA

19、B 都同時(shí)捆綁了SIMULINK， SIMULINK 的版本也在不斷地升級(jí)，從1993 年的 MATLAB 4.0/SIMULINK 1.0 版到2001 年的 MATLAB 6. 1/SIMULINK 4. 1 版， 2002 年即推出了MATLAB 6. 5/SIMULINK5.0 版。MATLAB 已經(jīng)不再是單純的"矩陣實(shí)驗(yàn)</p><p

20、>　　SIMULINK 原本是為控制系統(tǒng)的仿真而建立的工具箱，在使用中易編程、易 拓展，并且可以解決 MATLAB 不易解決的非線性、變系數(shù)等問(wèn)題。它能支持連 續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的仿真，支持連續(xù)離散混合系統(tǒng)的仿真，也支持線性和非線 性系統(tǒng)的仿真，并且支持多種采樣頻率( Multirate )系統(tǒng)的仿真，也就是不同的 系統(tǒng)能以不同的采樣頻率組合，這樣就可以仿真較大、較復(fù)雜的系統(tǒng)。因此， 各科學(xué)領(lǐng)域根據(jù)自己的仿真需要，以MATLAB

21、為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了大量的專用仿真 程序，并把這些程序以模塊的形式都放入SIMULINK 中，形成了模塊庫(kù)。 SIMU- LINK 的模塊庫(kù)實(shí)際上就是用MATLAB 基本語(yǔ)句編寫的子程序集?，F(xiàn)在SIMULINK 模塊庫(kù)有三級(jí)樹(shù)狀的子目錄，在一級(jí)目錄下就包含了SIMULINK 最早開(kāi)發(fā)的數(shù)學(xué) 計(jì)算工具箱、控制系統(tǒng)工具箱的內(nèi)容，之后開(kāi)發(fā)的信號(hào)處理工具箱 (DSP Blocks) 、通信系統(tǒng)工具箱(Comm) 等也并行列入模塊庫(kù)的一級(jí)子目

22、錄，逐級(jí)打 開(kāi)模塊庫(kù)瀏覽器 (SIMULINK Library Browser) 的目錄，就可以看到這些模塊。從SIMULINK</p><p>　　電力系統(tǒng)模型庫(kù) </p><p>　　電力系統(tǒng)模型庫(kù)(Power System Blockset)是專用于 RLC 電路、電力電子電路、電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)仿真用的模型庫(kù)。</p><p>　　電

23、源 (Electrical Sources) 模塊庫(kù)</p><p>　　電器元件 (Elements) 模塊庫(kù)</p><p>　　電機(jī) (Machines) 模塊庫(kù) </p><p>　　電力電子元件(Power Electronics) 模塊庫(kù)</p><p>　　連接件(Connectors )模塊庫(kù)</p>

24、<p>　　測(cè)量?jī)x器 (Measurements) 模塊庫(kù)</p><p>　　其他電氣模塊庫(kù)(Extra Library )</p><p><b>　　第二章 基本原理</b></p><p>　　2．1 三相橋式全控整流電路原理</p><p>　　三相可控整流電路中應(yīng)用最多的是三相橋式全控整流電路，

25、 如下圖所</p><p>　　示。在三相橋式全控整流電路中，每一個(gè)導(dǎo)電回路中有2 個(gè)晶閘管，即用2</p><p>　　個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通以控制導(dǎo)電的回路。上文已經(jīng)就三相橋式半控整流電路</p><p>　　在純電阻性負(fù)載時(shí)進(jìn)行了較為詳盡的分析， 而且全控電路與半控電路在純</p><p>　　電阻性負(fù)載時(shí)的工作情況基本一致。以下重點(diǎn)分析帶電

26、阻電感負(fù)載時(shí)的工</p><p><b>　　作情況。</b></p><p>　　當(dāng)α≤60°時(shí)（α=0°圖8（a））ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)相似。區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流id波形不同。當(dāng)電感足夠大時(shí)，id的波形可近似為一條水平線。</p><p>　　當(dāng)α >60°時(shí)（α=90°圖8

27、（b））電阻電感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同，阻感負(fù)載時(shí)，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。三相橋式全控整流電路的α 角移相范圍為90°。晶閘管及輸出整流電壓的情況如下表</p><p>　　三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)：（1）共陰極組和共陽(yáng)極組各1 個(gè)管子同時(shí)導(dǎo)通，且不能為同一相器件。（2）觸發(fā)脈沖按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60°。共陰極組的脈沖依次差120&

28、#176;，共陽(yáng)極組也依次差120°。同一相的上下兩個(gè)橋臂脈沖相差180°。（3）ud一周期脈動(dòng)6 次，且波形都一樣，故為6 脈波整流電路。（4）可采用寬脈沖或雙脈沖觸發(fā)保證同時(shí)有2 個(gè)晶閘管導(dǎo)通。（5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，最值也相同。</p><p>　　根據(jù)上述分析，整流變壓器采用星形接法帶阻感負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流的有效值為</p><p>　

29、　晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。三相橋式全控整流電路的仿真模型如圖</p><p>　　帶電阻電感性負(fù)載的情況</p><p>　　帶電阻電感負(fù)載的仿真與帶純電阻負(fù)載的仿真方法基本相同，只需將RLC 串聯(lián)分支設(shè)置為電阻電感性負(fù)載，即負(fù)載參數(shù)設(shè)置為R=1 Ω，L=0.01 H，C=inf。此時(shí)的仿真結(jié)果分別如圖</p><p>　　2．2 三相逆變橋

30、原理</p><p>　　三相橋式逆變電路如圖2-1所示，圖中應(yīng)用GTO作為逆變開(kāi)關(guān)，也可用其它全控型器件構(gòu)成逆變器，若用晶閘管時(shí)，還應(yīng)有強(qiáng)迫換流電路。 </p><p>　　從電路結(jié)構(gòu)上看，如果把三相負(fù)載看成三相整流變壓器的三個(gè)繞組，那么三相橋式逆變電路猶如三相橋式可控整流電路與三相二極管整流電路的反并聯(lián)，其中可控電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)直流到交流的逆變，不可控電路為感性負(fù)載電流提供續(xù)流回路，完成無(wú)

31、功能量的續(xù)流和反饋，因此D1～D6稱為續(xù)流二極管或反饋二極管。 </p><p>　　在三相橋式逆變電路中，各管的導(dǎo)通次序同整流電路一樣，也是T1、T2、T3……T6、T1……各管的觸發(fā)信號(hào)依次互差60。根據(jù)各管的導(dǎo)通時(shí)間可以分為180 導(dǎo)通型和120導(dǎo)通型兩種工作方式，在180導(dǎo)通型的逆變電路中，任意瞬間都有三只管子導(dǎo)通，各管導(dǎo)通時(shí)間為180，同一橋臂中上下兩只管子輪流導(dǎo)通，稱為互補(bǔ)管。在120導(dǎo)通型逆變電路中

32、，各管導(dǎo)通120，任意瞬間只有不同相的兩只管子導(dǎo)通，同一橋臂中的兩只管子不是瞬時(shí)互補(bǔ)導(dǎo)通，而是有60的間隙時(shí)間，當(dāng)某相中沒(méi)有逆變管導(dǎo)通時(shí)，其感性電流經(jīng)該相中的二極管流通。</p><p>　　導(dǎo)通方式及基本參數(shù)在180導(dǎo)通型的三相逆變器中，每隔60的各階段其等效電路及相應(yīng)相電壓、線電壓數(shù)值如圖2-2所示。 </p><p>　　根據(jù)圖2-2中各階段的相電壓數(shù)值，可以得出任何一相的相電壓波形

33、為六階梯波，各相互差120，如圖2－3（a）所示。而線電壓可由相電壓相減得出，其波形如圖2－3（b）所示，為脈寬120的矩形波。 </p><p>　　初相角為零的六階梯波，其基波可用付氏級(jí)數(shù)求得，如A相相電壓可表示為：</p><p>　　其余兩相各差120。相電壓中無(wú)余弦項(xiàng)、偶數(shù)項(xiàng)和三的倍數(shù)次諧波，電壓中最低為五次諧波，含量為基波的20％。 </p><p>　

34、　對(duì)于基波無(wú)初相角的矩形波線電壓，其一般表達(dá)式為： </p><p>　　根據(jù)圖2－3可以算出六階梯波的相電壓和方波線電壓的有效值分別為：</p><p>　　實(shí)際的電壓波形與上面分析的結(jié)果略有誤差，這是由于在分析中忽略了換流過(guò)程，也未扣除逆變電路中的電壓降落的緣故。 </p><p>　　當(dāng)三相逆變器按120 導(dǎo)通方式工作時(shí)，其輸出電壓波形如圖2－4所示，與前面相

35、反，這里相電壓為矩形波，而線電壓為六階梯波。 </p><p>　　對(duì)180導(dǎo)通方式和120導(dǎo)通方式進(jìn)行比較可知：在120方式中，上下兩管之間有60的間隙，對(duì)換流的安全有利，但是管子的利用率較低，并且若電機(jī)采用星形接法，則始終有一相繞組斷開(kāi)，在換流時(shí)會(huì)引起較高的感應(yīng)電勢(shì)，應(yīng)采取過(guò)電壓保護(hù)措施。而180導(dǎo)通方式無(wú)論電動(dòng)機(jī)在三角形還是星形接法時(shí)，正常工作都不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，因此對(duì)于電壓型逆變器，180導(dǎo)通方式應(yīng)用較為普

36、遍。 </p><p>　　2．3 PWM控制技術(shù)原理</p><p>　　面積等效原理是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。原理內(nèi)容：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(shí)，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。如果把各輸出波形用傅里葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。 </p><p>　　實(shí)例將

37、圖2-5a、b、c、d所示的脈沖作為輸入，加在圖2-6a所示的R-L電路上，設(shè)其電流i(t)為電路的輸出，圖2-6b給出了不同窄脈沖時(shí)i(t)的響應(yīng)波形。 </p><p>　　圖2-5 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 </p><p>　　圖2-6 沖量相同的各種窄脈沖的響應(yīng)波形 </p><p>　　用PWM波代替正弦半波。將正弦半波看成是由N個(gè)彼此相連的脈

38、沖寬度為/N，但幅值頂部是曲線且大小按正弦規(guī)律變化的脈沖序列組成的。把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，這就是PWM波形。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。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（Sinusoidal PWM）波形。PWM波形可分為等幅PWM波和不等幅PWM波兩種，

39、由直流電源產(chǎn)生的PWM波通常是等幅PWM波。基于等效面積原理，PWM波形還可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。 </p><p>　　圖2-7 用PWM波代替正弦半波 </p><p>　　第三章 主電路設(shè)計(jì)，圖形分析</p><p>　　3. 1直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真</p><p>　　直流調(diào)速是現(xiàn)代電力拖動(dòng)自

40、動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)展較早的技術(shù)。在20 世紀(jì)60 年代，隨著晶閘管的出現(xiàn)，現(xiàn)代電力電子和控制理論、計(jì)算機(jī)的結(jié)合促進(jìn)了電力傳動(dòng)控制技術(shù)研究和應(yīng)用的繁榮。晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為現(xiàn)代工業(yè)提供了高效、高性能的動(dòng)力。盡管目前交流調(diào)速的迅速發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)越趨成熟，以及交流電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和易維護(hù)性，使交流調(diào)速?gòu)V泛受到用戶的歡迎。但是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以其優(yōu)良的調(diào)速性能仍有廣闊的市場(chǎng)，并且建立在反饋控制理論基礎(chǔ)上的直流調(diào)速原理也是交流調(diào)速控制的基

41、礎(chǔ)?，F(xiàn)在的直流和交流調(diào)速裝置都是數(shù)字化的，使用的芯片和軟件各有特點(diǎn)，但基本控制原理有其共性，本章主要通過(guò)仿真研究直流調(diào)速的基本原理和調(diào)速性能。 </p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)電樞由三相晶閘管調(diào)節(jié)晶閘管 整流電路經(jīng)平波電抗器L供電，并通過(guò)改變觸發(fā)器移相控制信號(hào)U c的控制角，從而改變整流器的輸出電壓實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。</p><p>　　上圖為Matlab直流調(diào)速系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)的模型，第

42、一部分為三相交流源，第二部分為三個(gè)相減器，分別測(cè)出三個(gè)線電壓，接到脈沖觸發(fā)器上，通過(guò)調(diào)節(jié)其參數(shù)，來(lái)控制觸發(fā)角，本實(shí)驗(yàn)我采用了a=60,在脈沖觸發(fā)器器后我們接有示波器來(lái)測(cè)量脈沖波形。第三部分為三相橋式全控整流電路，其觸發(fā)波形由觸發(fā)器提供，輸出隨著觸發(fā)角的不同而不同，其電壓圖形通過(guò)又一個(gè)相減器連到示波器上，我們可以通過(guò)示波器看到經(jīng)整流后的電壓波形。第四部分為直流電動(dòng)機(jī)，在連接直流電動(dòng)機(jī)和三相整流電路中間，連有平波電感器，直流電動(dòng)機(jī)上接有他勵(lì)

43、直流電源來(lái)提供勵(lì)磁，這樣在輸出端接有示波器，我們可以通過(guò)觀察示波器的圖形來(lái)測(cè)出，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，電壓，電流的波形。</p><p><b>　　直流電機(jī)輸出波形</b></p><p><b>　　6脈沖波</b></p><p>　　a =60時(shí)整流后輸出電壓的波形</p><p>　　3

44、. 2交流調(diào)速系統(tǒng)的仿真</p><p>　　上圖為Matlab交流調(diào)速系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)的模型，第一部分為三相交流電源，第二部分為三相整流電路，輸出的電壓經(jīng)過(guò)平波電感器接到由PWM組成的三相橋式逆變電路，通過(guò)與相連的示波器我們可以看調(diào)制電路的PWM波形，這是第三部分，第四部分為異步電機(jī)，通過(guò)最后的示波器我們可以看到輸出的波形。我這個(gè)實(shí)驗(yàn)的調(diào)制電路的參數(shù)為，載波頻率f =50*27Hz，調(diào)制度m =0.8</p

45、><p><b>　　PWM波形</b></p><p><b>　　三相異步電機(jī)</b></p><p><b>　　逆變線電壓</b></p><p><b>　　逆變相電流</b></p><p><b>　　整流直流&

46、lt;/b></p><p><b>　　第四章 總結(jié)體會(huì)</b></p><p>　　4．1 課程設(shè)計(jì)的收獲 </p><p>　　通過(guò)此次電力電子課程設(shè)計(jì)我了解了如何使用Matlab軟件中的Simulink仿真功能，學(xué)習(xí)了Word排版技術(shù)，加深了上網(wǎng)查資料的能力，在掌握這些基礎(chǔ)的工具之后對(duì)三相全控橋整流電路在直流電機(jī)調(diào)速的應(yīng)用以及三

47、相橋式SPWM逆變電路在異步電機(jī)調(diào)速的應(yīng)用有了更深刻的理解，向理論聯(lián)系實(shí)際又邁進(jìn)了一步。</p><p>　　對(duì)我來(lái)說(shuō)，收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問(wèn)題的方法與能力。在整個(gè)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí)，空有理論知識(shí)，有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié)?？傮w來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得做這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的，它需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái)，從中暴露出自身的不足，以待改進(jìn)。

48、</p><p><b>　　本文的不足之處</b></p><p>　　由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤之處還請(qǐng)老師批評(píng)指正。</p><p>　　本文中在對(duì)三相橋式全控整流原理和PWM控制的基本原理的分析基礎(chǔ)上建立了直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，但這些所謂的系統(tǒng)只是最簡(jiǎn)單的最主要的電路圖而已，距實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)大的距離，許多東西還要深入學(xué)

49、習(xí)研究。</p><p><b>　　第五章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王兆安等，電力電子技術(shù)，第一版，機(jī)械工業(yè)出版社。</p><p>　　[2]邵丙衡，電力電子技術(shù)，第一版，鐵道出版社1997.</p><p>　　[3]黃俊，半導(dǎo)體變流技術(shù)，第四版，機(jī)械工業(yè)出版社2002</p>&

50、lt;p>　　[4]張立，現(xiàn)代電力電子技術(shù)，第一版，科學(xué)出版社，1995</p><p>　　[5]孫樹(shù)樸等，電力電子技術(shù)，第一版，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社1999</p><p>　　[6]葉斌，電力電子技術(shù)習(xí)題集，第一版，鐵道出版社1995</p><p>　　[7]林渭勛，現(xiàn)代電力電子電路，第二版，浙江大學(xué)出版社2002</p><p>