電力電子課程設(shè)計--無源三相逆變技術(shù)的工程應(yīng)用

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計任務(wù)書-----------------------------------------------2</p><p>　　1.1 設(shè)計目的------------------------------------------------2</p><p>　　1.2 設(shè)計要求-

2、-----------------------------------------------2</p><p>　　1.3 設(shè)計內(nèi)容------------------------------------------------2</p><p>　　設(shè)計方案--------------------------------------------------2</p>&l

3、t;p>　　2.1 整流逆變電路方案------------------------------------3</p><p>　　2.2 驅(qū)動電路設(shè)計方案------------------------------------10</p><p>　　2.3 總設(shè)計方案---------------------------------------------12</p>

4、<p>　　仿真電路設(shè)計---------------------------------------------12</p><p>　　3.1 整流仿真電路設(shè)計------------------------------------12</p><p>　　3.2 逆變仿真電路設(shè)計------------------------------------16</p&g

5、t;<p>　　3.3 變頻電路的仿真設(shè)計---------------------------------19</p><p>　　仿真結(jié)果--------------------------------------------------19</p><p>　　4.1 整流電路仿真結(jié)果------------------------------------19</

6、p><p>　　4.2 逆變電路仿真結(jié)果------------------------------------19</p><p>　　4.3 變頻電路仿真結(jié)果------------------------------------21</p><p>　　附錄------------------------------------------------------

7、--23</p><p>　　5.1 三角波發(fā)生器------------------------------------------23</p><p>　　5.2 變頻電路仿真圖---------------------------------------25</p><p>　　5.2 TABLE--------------------------------

8、-------------------25</p><p>　　總結(jié)--------------------------------------------------------26</p><p>　　參考文獻(xiàn)--------------------------------------------------28</p><p><b>　　第一章 設(shè)

9、計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計目的</b></p><p>　　電力電子課程設(shè)計是電氣自動化專業(yè)學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中一項綜合性實踐環(huán)節(jié)，是走向工作崗位、從事專業(yè)技術(shù)之前的一項綜合性技能訓(xùn)練，通過電力電子計術(shù)的課程設(shè)計達(dá)到以下幾個目的：</p><p>　　1、培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力，特別是如何利用Int

10、ernet檢索需要的文獻(xiàn)資料。</p><p>　　2、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。</p><p>　　3、培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力和工程設(shè)計的能力。</p><p>　　4、培養(yǎng)學(xué)生運用仿真工具的能力和方法。</p><p>　　5、提高學(xué)生課程設(shè)計報告撰寫水平。</p><p><b>

11、;　　1.2 設(shè)計要求</b></p><p>　　1. 自立題目 題目：無源三相逆變技術(shù)的工程應(yīng)用</p><p>　　2. 注意事項：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。</p><p>　　3. 主要技術(shù)數(shù)據(jù)：輸入交流電源：三相380V， f

12、=50Hz</p><p>　　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</p><p>　　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=10Ω，L=15mH</p><p>　　1.3 設(shè)計內(nèi)容 </p><p>　　整流電路的設(shè)計和參數(shù)

13、選擇</p><p><b>　　濾波電容參數(shù)選擇</b></p><p>　　三相逆變主電路的設(shè)計和參數(shù)選擇</p><p>　　IGBT電流、電壓額定的選擇</p><p>　　三相SPWM驅(qū)動電路的設(shè)計</p><p>　　畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖</p><

14、;p>　　電路仿真分析和仿真結(jié)果</p><p><b>　　設(shè)計方案</b></p><p>　　2.1 整流逆變電路方案</p><p>　　2.1.1 整流電路方案的確定</p><p><b>　　三相橋式整流電路</b></p><p>　　目前在各種整流

15、電路中，應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式整流電路，其原理圖如圖2-1-1所示。</p><p>　　圖2-1-1 三相全橋整流電路</p><p>　　假設(shè)將電路中的晶閘管換做二極管，這種情況也就相當(dāng)于晶閘管觸發(fā)角時的情況。此時，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。而對于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，任意時刻共陽極組中各有一個晶閘管處于導(dǎo)

16、通狀態(tài)，施加于負(fù)載上的電壓為某一線電壓。根據(jù)以上分析，可以得到電路的工作波形如圖2-1-2所示。</p><p>　　時，個晶閘管均在自然換相點換相。由圖中可以看出，各自然換相點及時相電壓的交點，同時也是線電壓的交點。在分析賭博形式，即可從相電壓波形分析，也可以從線電壓波形分析。</p><p>　　從相電壓波形看，共陰極組晶閘管導(dǎo)通時，以變壓器二次側(cè)的重點n為參考點，整流輸出電壓為相電壓

17、在正半周的包絡(luò)線；</p><p>　　圖2-1-2三相橋式整流電路時的波形</p><p>　　共陽極組導(dǎo)通時，整流輸出電壓為相電壓在負(fù)半周的包絡(luò)線，總的正路輸出電壓，是兩條包絡(luò)線之間的差值，將其對應(yīng)到電壓波形上，即為線電壓在正半周的包絡(luò)線。</p><p>　　直接從線電壓波形看，由于共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應(yīng)的是最大的相電壓，而共陽極組中處于通態(tài)的晶閘管對

18、應(yīng)的是最小的相電壓，輸出整流電壓為這兩個相電壓相減，是線電壓中最大的一個，因此輸出整流電壓波形為線電壓在正半周期的包絡(luò)線。</p><p>　　為了說明個晶閘管的工作情況，將波形中的一個周期分為六段，每段為，如圖1-3所示，每一段中導(dǎo)通的晶閘管及輸出整流電壓的情況如表1-1所示。由該表可見，晶閘管的導(dǎo)通順序為VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。</p><p>　　表2-1-1

19、 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載時晶閘管工作情況</p><p>　　從觸發(fā)角時的情況可以總結(jié)出三相橋式整流電路的一些特點如下：</p><p>　　每個時刻均需兩管同時導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，其中一個是共陽極組一個是共陰極組，且不能為同一相的。</p><p>　　整流輸出電壓一周期脈動六次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為六脈波整流電路。</p>

20、<p>　　當(dāng)觸發(fā)角改變時，電路的工作情況將發(fā)生變化。觸發(fā)角增大，將導(dǎo)致輸出電壓的平均值降低，波形也將發(fā)生變化。</p><p>　　將上圖中的晶閘管都替換為二極管即為三相橋式不可控整流電路，其整流輸出電壓波形與觸發(fā)角為零時的全控整流電路的波形相同，它輸出的整流電壓平均值不變。</p><p>　　考慮到全控整流電路對觸發(fā)脈沖的要求以及逆變電路對控制電路的要求，整流電路不可控整

21、流電路，這樣降低對器件的要求，用二極管替換晶閘管也比較經(jīng)濟(jì)，也達(dá)到了整流的目的。</p><p>　　電容濾波的三相不可控電路</p><p>　　在交—直—交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場合中，大都采用整流電路經(jīng)電容濾波后提供的直流電源，供后級的逆變器、斬波器等使用。前面介紹的三相整流橋中只要將其中的晶閘管換為整流二極管，就是不可控整流電路。</p><p>

22、;　　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)，圖2-1-3給出了其電路圖及理想的波形。</p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　　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)線電壓最大的一個，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。</p><p>　　當(dāng)沒有二極管導(dǎo)通是時，由電容向負(fù)載放電，

23、按指數(shù)規(guī)律下降。</p><p>　　圖2-1-3 電容濾波的三相不可控整流電路及其波形</p><p>　　a）電路 b）波形</p><p>　　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VD6和VD1開</p><p>　　始同時導(dǎo)通的時刻為時間零點，則線電壓為</p><p><b>

24、;　?。?-1）</b></p><p><b>　　而相電壓為</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　由“電壓下降速度相等”的原則，可以確定臨界條件。假設(shè)在 的時刻“速度相等”恰好發(fā)生，則有</p><p><b>　　(2-3)<

25、;/b></p><p><b>　　可得</b></p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　這就是臨界條件。圖2-1-4給出了等于和小于時的電流波形。對一個確定的裝置來講，通常只有R是可變的，它的大小反映了負(fù)載的輕重。因此可以說，在輕載時直流側(cè)獲得的充電電流是斷續(xù)的，重載時是連續(xù)的，分界點

26、就是。</p><p>　　圖2-1-4 電容濾波的三相橋式整流電路當(dāng)?shù)扔诤托∮跁r的電流波形</p><p><b>　　b）</b></p><p><b>　　主要數(shù)量關(guān)系</b></p><p>　　輸出電壓平均值 在之間變化</p><p>　　電流平均值

27、 輸出電流平均值為</p><p>　　(2-5) </p><p>　　與單相電路情況一樣，電容電流平均值為零，因此</p><p>　　二極管電流平均值為的，即</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p>　　二極管承受的電壓 二極管承受的最大反向電壓的

28、峰值為。</p><p>　　2.1.2 逆變電路設(shè)計方案的確定</p><p>　　在三相逆變電路中，應(yīng)用最廣的還是三相橋式逆變電路。采用IGBT作為開關(guān)器件的三相電壓型逆變電路如圖2-1-5所示，可以看成是由三個半橋逆變電路組成。</p><p>　　圖2-1-5 三相橋式電壓型逆變電路</p><p>　　從電路結(jié)構(gòu)上看，如果把三相負(fù)

29、載看成三相整流變壓器的三個繞組，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)，其中可控電路用來實現(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)信號依次互差60?。根據(jù)各管的導(dǎo)通時間可以

30、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，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互補(bǔ)導(dǎo)通，而是有60?的間隙時間，當(dāng)某相中沒有逆變管導(dǎo)通時，其感性電流經(jīng)該相中的二極管流通。 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

31、相應(yīng)相電壓、線電壓數(shù)值如圖2-16所示。</p><p>　　根據(jù)圖2-1-6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為六階梯波，各相互差120?，如圖2-1-7（a）所示。而線電壓可由相電壓相減得出，其波形如圖2-1-7（b）所示，為脈寬120?的矩形波。</p><p><b>　　圖2-1-6 </b></p><p>　　相

32、電壓波形 （b）線電壓波形</p><p><b>　　圖2-1-7</b></p><p>　　初相角為零的六階梯波，其基波可用付氏級數(shù)求得，如A相相電壓可表示為： </p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　其

33、余兩相各差120?。相電壓中無余弦項、偶數(shù)項和三的倍數(shù)次諧波，電壓中最低為五次諧波，含量為基波的20％。 </p><p>　　對于基波無初相角的矩形波線電壓，其一般表達(dá)式為： </p><p><b>　　（2-8）</b></p><p>　　根據(jù)圖7－8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

34、><b>　　（2-9）</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　實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程，也未扣除逆變電路中的電壓降落的緣故。</p><p>　　在上述導(dǎo)電方式中，為了防止同一相上下橋臂的開關(guān)器件同時導(dǎo)通而引起直流側(cè)電源的短路，要

35、采取“先斷后通”的方法。即先給應(yīng)關(guān)斷的器件關(guān)斷信號，待其關(guān)斷后留有一定的時間裕量，然后再給應(yīng)導(dǎo)通的器件發(fā)出開通信號，即在兩者之間留一個短暫的死區(qū)時間。死區(qū)時間的長短要視器件的開關(guān)速度而定，器件的開關(guān)速度越快，所留的死區(qū)時間可以越短。</p><p>　　2.2 驅(qū)動電路的設(shè)計方案</p><p>　　驅(qū)動電路采用PWM控制技術(shù)。PWM控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對一系列脈沖

36、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）。</p><p>　　1．PWM控制的基本原理 </p><p>　　在采樣控制理論中有一個重要的結(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。沖量指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。 </p><p>　　圖2-2-1 形狀不同而沖量相同的各種窄脈

37、沖</p><p>　　PWM波形可等效的各種波形，例如：直流斬波電路可以等效直流波形；PWM波可以等效正弦波形；還可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面積原理 。</p><p>　　用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波的方法：⑴正弦半波N等分，可看成N個彼此相連的脈沖序列，寬度相等，但幅值不等；⑵用矩形脈沖代替，等幅，不等寬

38、，中點重合，面積（沖量）相等。這樣就可得到PWM 波形。由上方法可知各脈沖的幅值相等，而寬度按正弦規(guī)律變化 。對于正弦波的負(fù)半周，也可用同樣的方法得到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。</p><p>　　要改變等效輸出正弦波幅值時，只要按照同一比例系數(shù)改變上述各脈沖的寬度即可。</p><p><b>　　2．控制方法<

39、;/b></p><p>　　調(diào)制信號ur為正弦波,載波uc在ur的正半周為正極性的三角波，在ur的負(fù)半周為負(fù)極性的三角波。在ur和uc的交點時刻控制IGBT的通斷。在ur的半個周期內(nèi)三角波載波只在正極性或負(fù)極性一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的PWM波形也只在單個極性范圍變化的控制方式稱為單極性PWM控制方式。</p><p>　　圖2-2-2 PWM控制方式波形</p>

40、<p>　　和單極性PWM控制方式相對應(yīng)的是雙極性控制方式。采用雙極性方式時，在ur的半個周期內(nèi)，三角波載波不再是單極性的，而是有正有負(fù)，所得的PWM形也是有正有負(fù)。在ur的一個周期內(nèi)，輸出的PWM波只有±Ud兩種電平，而不像單極性控制時還有零電平。仍然在調(diào)制信號ur和載波信號uc的交點時刻控制各開關(guān)的通斷。在ur的正負(fù)半周，對各開關(guān)器件的控制規(guī)律相同。</p><p>　　2.3 總設(shè)計方

41、案</p><p>　　根據(jù)整流電路和逆變電路原理，用整流輸出的電壓為逆變供電，同時逆變采用PWM雙極型控制，就可以得到交-直-交三相變頻電路。</p><p><b>　　電路原理圖</b></p><p>　　總的設(shè)計電路原理圖如下：</p><p>　　圖2-3-1 變頻器總設(shè)計電路圖</p><

42、;p>　　根據(jù)以上電路原理圖，采用仿真軟件得到電路圖和輸出波形圖</p><p>　　第三章 仿真電路設(shè)計</p><p>　　3.1 整流仿真電路設(shè)計</p><p><b>　　1.整流仿真電路圖</b></p><p>　　整流電路采用三相橋式電容濾波整流電路，電路圖如圖3-1-1所示，圖中是星形接法的三

43、相正弦交流電源，相電壓為220V，線電壓為380V，整流二級管VD1-VD6組成三相橋式整流電路，R1為負(fù)載電容，C1為濾波電容。對電路進(jìn)行瞬態(tài)分析，可得三相電源電壓波形如圖3-1-2，輸出波形如圖3-1-3。.三相電源的相位依次相差。輸出電壓，理論計算值為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　考慮到二極管的管壓降，該理論值與仿真結(jié)果

44、相符。</p><p>　　圖3-1-1 整流仿真電路圖</p><p>　　圖3-1-2 三相電源電壓波形</p><p>　　圖3-1-3 三相電容濾波整流電阻負(fù)載輸出波形</p><p><b>　　器件的選擇</b></p><p>　　額定電壓的計算 二極管承受的最大反向電壓為

45、變壓器二次線電壓峰值，即</p><p><b>　?。?-2)</b></p><p>　　考慮一定的裕量，則二極管應(yīng)該選擇額定電壓為1037V的。</p><p>　　額定電流的計算 流過二極管中的電流平均值，則二極管電流的有效值為，因此，二極管的額定電流應(yīng)該為，，那么由此可得，由此可算得，，所以二極管選擇額定電流為0.46A的。<

46、;/p><p>　　電容的計算 電容的作用是減少電壓波形的脈動，電容的大小直接影響輸出波形的平滑性，負(fù)載電阻對波形也有影響，應(yīng)使負(fù)載足夠大。因為整流電路后帶的是逆變負(fù)載，因此對于輸出電壓的要求比較高，要求輸出電壓盡量接近直流電壓即為一條直線。所以電容的容量應(yīng)該越大越好，但考慮到經(jīng)濟(jì)性及實際情況，電容選擇1100uF，電阻用1000。.</p><p>　　3.2 逆變電路的仿真設(shè)計<

47、;/p><p>　　1.逆變電路仿真電路圖</p><p>　　三相逆變電路采用PWM控制技術(shù)，其電路圖如圖3-2-1所示，圖中壓控開關(guān)S1-S6作為主電路的開關(guān)元件，HB1-HB3為三個PWM控制電路，以三個子電路的形式出現(xiàn)，子電路的電路圖見圖3-2-2。.</p><p>　　主電路中，S1、S2是一對開關(guān)，由控制電路HB1控制，當(dāng)S1開通時，S2關(guān)斷；當(dāng)S1關(guān)斷時

48、，S2開通。同樣，S3、S4是一對開關(guān)，由子電路HB2控制，S5、S6由HB3控制。壓控開關(guān)S1-S6都工作于PWM方式，即開通時間按正弦規(guī)律變化，從而使其輸出的脈沖寬度按正弦方式變化，經(jīng)濾波后可以形成比較理想的三相正弦交流電。</p><p>　　圖3-2-1 PWM控制三相逆變電路</p><p>　　PWM控制子電路的電路圖</p><p>　　圖3-2-2

49、 控制子電路</p><p>　　PWM控制子電路的電路圖如圖3-2-2，在PWM控制子電路HB1中，V1為輸入?yún)⒖茧妷海穷l率為1kHz、幅度為的三角波，如圖3-2-4所示。</p><p>　　V2為輸入控制電壓，是，50Hz的正弦電壓源，其波形如圖3-2-3所示。圖3-2-2中的TABLE是具有某種特性的電路模型（analog behavioral model),在PSPICE元件庫

50、ABM.slb中。在其輸入輸出特性參數(shù)中設(shè)定（0，0)、（0.005,1）、（1,1）、（-0.005，-1）、（-1，-1），括號中數(shù)字表示輸入、輸出電壓間的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過這樣的設(shè)定后，在TABLE的輸入端輸入v1、v2疊加后的信號（疊加后的信號如圖3-3-5），即可在輸出端得到一系列脈沖，脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化，實現(xiàn)了正弦脈寬調(diào)制（SPWM）。這些SPWM脈沖經(jīng)壓控電壓源E1、E2后成為相位相反的兩列SPWM脈沖，分別去控制S1、

51、S2，壓控電壓源E1、E2的增益分別為+1、-1.子電路通過輸出端子p1、p2與主電路連接。</p><p>　　圖3-2-3 輸入控制電壓正弦電壓源</p><p>　　子電路HB2、HB3的電路與HB1的相同，但控制電壓v1的相位分別比HB1子電路中的v1之后，如此方能保證主電路中的開關(guān)S1-S5按一定的順序及相位動作，在負(fù)載RLa-RLc上形成三相交流電壓。</p>

52、<p>　　圖3-2-4 輸入?yún)⒖茧妷喝遣?lt;/p><p>　　圖3-2-5 三角波和正弦信號疊加</p><p>　　3.3整流逆變電路的仿真設(shè)計</p><p>　　整流逆變電路的仿真電路圖</p><p>　　將整流電路逆變電路和驅(qū)動電路整合在一起，由整流電路的輸出電壓為逆變電路供電，用PWM控制技術(shù)控制逆變電路，就得到

53、了交-直-交變頻電路，其電路圖如圖5-2-1所示。</p><p><b>　　第四章 仿真結(jié)果</b></p><p>　　4.1 整流電路仿真結(jié)果</p><p>　　整流電路的仿真圖如圖4-1-1：</p><p>　　圖4-1-1 整流電路的仿真結(jié)果</p><p>　　仿真結(jié)果分析：

54、三相橋式電容濾波整流電路的輸出電壓波形應(yīng)該是三相電源線電壓的包絡(luò)線，電容的作用是減少電壓脈動，是電壓波形更加平滑，所以最后仿真的輸出電壓波形就接近于一條直線。</p><p>　　對于濾波電容，理論值為118.8uF，但是在實際仿真中，為了使輸出電壓符合要求，選用了容量為1100uF的電容，最后使得輸出波形如上圖接近于一條直線。</p><p>　　4.2 逆變電路的仿真結(jié)果</p&

55、gt;<p>　　驅(qū)動電路的輸出波形如圖4-2-1</p><p>　　圖4-2-1 PWM調(diào)制的正弦波形</p><p>　　仿真結(jié)果分析：根據(jù)上文中對PWM調(diào)制原理的分析可知，PWM波形是由三角波和正弦波調(diào)制后形成的，由圖上可以看出，最后的結(jié)果是一系列的脈沖，該脈沖的寬度按照正弦規(guī)律變化，這樣得到的波形為較理想的正弦波。</p><p><b

56、>　　逆變電路仿真結(jié)果</b></p><p>　　逆變電路負(fù)載相電壓的波形如圖4-2-2所示</p><p>　　圖4-2-2 負(fù)載相電壓波形</p><p>　　仿真結(jié)果分析:上圖為在負(fù)載R1和L1上的相電壓，在其他兩相負(fù)載上的電壓依次相差，各相電腦呀都是由正弦調(diào)制的PWM脈沖組成的，它們經(jīng)簡單的濾波后應(yīng)為正弦波，為證明這一點，可在各相負(fù)載電

57、阻上并聯(lián)3mF的電容，再做瞬態(tài)分析就得到比較平滑的正弦交流電壓波形。脈沖寬度地方對應(yīng)較大的電壓幅值，脈沖變窄是，對應(yīng)的電壓幅值亦變小。</p><p>　　圖4-2-3 負(fù)載線電壓波形</p><p>　　4.3 整流逆變電路的仿真結(jié)果</p><p>　　整流逆變電路與逆變電路的不同是，逆變電路由直</p><p>　　圖4-2-4 負(fù)載三

58、相線電流</p><p>　　流電源供電，而整流逆變電路有整流輸出的電壓供電，其波形相類似，如圖4-3-1</p><p><b>　　負(fù)載相電壓</b></p><p><b>　　b) 負(fù)載線電流</b></p><p>　　c) 負(fù)載三相線電流</p><p>　　圖4

59、-3-1 整流逆變的仿真結(jié)果</p><p>　　仿真結(jié)果分析：整流逆變和逆變電路的仿真結(jié)果相似，由上圖可知，仿真結(jié)果符合了課程設(shè)計的要求達(dá)到了將220V、50Hz的交流電變?yōu)?5Hz的交流電，實現(xiàn)了交-直-交變換，而整流逆變電路也即是交-直-交變頻器。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　5.1三

60、角波發(fā)生器</b></p><p>　　此次逆變電路采用SPWM技術(shù)控制，SPWM中的脈沖是由三角波和正弦波調(diào)制而成，以下是三角波產(chǎn)生的原理。</p><p>　　三角波產(chǎn)生的電路圖如圖5-1-1所示。</p><p>　　圖5-1-1 三角波發(fā)生器電路原理圖</p><p>　　其工作原理如下：U01左邊為同相滯回比較器 ，右邊

61、為積分運 算放大電路。對于有多個集成運放組成的應(yīng)用電路，一般應(yīng)首先分析每個集成運放所組成電路輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系，然后分析各電路間的相互聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上得出電路的功能。</p><p>　　圖中滯回比較器的輸出電壓U01=，它的輸入電壓時積分電路的輸出電壓，根據(jù)疊加原理，集成運放A1同相輸出端的電位</p><p><b>　?。?-1）</b></p>

62、<p><b>　　令，則閾值電壓</b></p><p>　　= （5-2）</p><p>　　積分電路的輸入電壓是滯回比較器的輸出電壓，所以輸出電壓的表達(dá)式為</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中為處態(tài)時的輸出電壓。設(shè)初態(tài)時正好

63、由躍變?yōu)椋瑒t上式應(yīng)寫成</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　積分電路反向積分，隨時間的增長線性下降，根據(jù)滯回比較器的電壓傳輸特性，一旦，再稍減小，式（5-3）將變成為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　積分電路正向積分，隨時間的增長線

64、性增大，根據(jù)滯回比較器的電壓傳輸特性，一旦，再稍增大，將從躍變?yōu)椋氐匠鯌B(tài)積分電路又開始反向積分。電路重復(fù)，產(chǎn)生振蕩。</p><p>　　由上式可以得出是三角波，幅值為。</p><p>　　5.2.變頻仿真電路圖</p><p><b>　　5.3.TABLE</b></p><p>　　TABLE是TABLE是具有

65、某種特性的電路模型（analog behavioral model)， analog behavioral model：模擬行為模型A system-level analog behavioral model of MEMS gyroscope was.</p><p>　　根據(jù)MEMS陀螺的動力學(xué)方程及其內(nèi)部組成,將MEMS陀螺分成驅(qū)動電路、傳感器、信號調(diào)理電路等三部分,建立了MEMS陀螺系統(tǒng)級模擬行為模型,運

66、用相關(guān)檢測技術(shù)對角速度信號進(jìn)行了提取,并對模型進(jìn)行了仿真驗證。</p><p>　　圖5-2-1 變頻仿真電路圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　一直以來我們都比較重視理論的學(xué)習(xí)，而忽略了自己動手的實踐。這次課程設(shè)計給了我們一個自己動手用實踐驗證鞏固所學(xué)理論知識的機(jī)會。課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識，發(fā)現(xiàn)、

67、分析、提出和解決實際問題能力，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對我們的實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。</p><p>　　通過本次電力電子變頻課程設(shè)計，使我對各種整流電路、逆變電路、電力電子器件、驅(qū)動電路的知識有了更加深刻的了解。經(jīng)過這次課程設(shè)計，書上所學(xué)的知識得到了鞏固，同時更關(guān)鍵的是，鍛煉了我的動手實踐能力，分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　在課程設(shè)計的過程中，我們根據(jù)所給

68、題目的要求自己系統(tǒng)地分析解決問題的方法，尋找突破口，利用身邊所有的可用資源，補(bǔ)充理論知識，鍛煉了不斷補(bǔ)充學(xué)習(xí)的能力，同時也培養(yǎng)我們不斷學(xué)習(xí)新知識的習(xí)慣，鍛煉了動腦能力；同時也鍛煉了動手能力，作為工科的學(xué)生，動手實踐的能力非常重要，通過這次課程設(shè)計我們也意識到了這一點，這次的課程設(shè)計鍛煉了我們運用所學(xué)知識結(jié)合軟件仿真的能力，電氣工程專業(yè)對于軟件例如仿真軟件的操作要求很高，這次的課程設(shè)計為我們以后參加工作也起到了重要作用。另外，在課程設(shè)計的

69、過程中，有很多知識我們自己不太清楚需要向老師請教，也需要與同學(xué)討論，這樣培養(yǎng)了我們分工合作的能力，對于以后的發(fā)展也很有用。而且，課程設(shè)計也鍛煉了我們撰寫報告的能力，對于報告的編寫步驟和排版也獲得了提高。課程設(shè)計中數(shù)據(jù)的分析也鍛煉了我們分析數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)中找出電路中問題的能力。</p><p>　　這次課程設(shè)計的時間雖短，但是我們得到了以前短時間內(nèi)得不到的知識和提高，以前在課堂上學(xué)的理論知識我們通常不知道可以用在哪里

70、，怎么用，這次的課程設(shè)計就是提供一個可以學(xué)以致用的平臺，充分調(diào)動了我們所學(xué)的知識，也讓我們認(rèn)識到我們學(xué)到的知識九牛一毛，在這一個領(lǐng)域中還有許多我們所不知道的知識，我們所學(xué)到的只是基礎(chǔ)部分，為了以后的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。而且許多專業(yè)知識我們不了解，運用剛剛學(xué)到的專業(yè)知識鍛煉了我們獨立思考的能力，為以后我們能夠自主學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，也提醒了我們，要保持自己的獨立思考，獨立解決問題能力，這樣才能夠充分運用所學(xué)到的知識，在以后的工作中能夠更好的解決所

71、遇到的問題。</p><p>　　這次的課程設(shè)計順利完成，首先應(yīng)該感謝老師的無私的指導(dǎo)，老師在專業(yè)知識上的指導(dǎo)在這次課程設(shè)計中起到了重要的作用?？傊?，這次的課程設(shè)計讓我們都獲益不少，提高了思考能力、分析能力、解決問題的能力、團(tuán)隊協(xié)作的能力。最后，感謝各位同學(xué)對我的無私幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1

72、】王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù).5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　【2】王兆安，黃俊.電力電子技術(shù).4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　【3】童詩白，華成英.模擬電子技術(shù).4版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　【4】陳道煉.AC-A變換技術(shù).1版.北京：科學(xué)出版社，2009.</p>