单相交直交变频装置设计.doc

《电力电子技术》课程设计说明书

单相交—直—交变频装置设计

学院:电信学院
学生姓名：
指导教师：职称/学位
专业：电气工程及其自动化
班级：
学号：
完成时间：

摘要

由于传统能源的枯竭，各国对环境保护的重视以及现存的电力系统的种种弊端，分布式发电将在未来的供电系统中发挥越来越重要的作用。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，针对特定的分布式发电技术研究与其配套的变频电源就很有必要。
本文针对内燃机拖动永磁发电机的中小功率分布式发电系统，设计一套变频电源，将发电机发出的中频交流电变换为相电压220V，频率50HZ的公频交流电。在论述和分析了变频电源机器控制技术发展的概况和趋势的基础上，结合本课题任务的实际情况，设计了一套中小功率的逆变电源。系统中PWM（PulseWidthModulation)控制信号采用专用集成芯片SA4828生成，减轻了控制器的工作量也提高系统了可靠性。控制器选用集成了A/D转换器的单片机。使得系统的硬科复杂性降低，提高了可靠性。

关键词：交流电；变频；电网；PWM

目录

TOC\oHYPERLINK\l"_Toc28408"1总体原理图 1
HYPERLINK\l"_Toc13039"1.1方框图 1
HYPERLINK\l"_Toc8776"1.2电路原理图 1
HYPERLINK\l"_Toc24177"1.2.1主回路电路原理图 2
HYPERLINK\l"_Toc6023"1.2.2整流电路 2
HYPERLINK\l"_Toc16132"1.2.3滤波电路 2
HYPERLINK\l"_Toc15872"1.2.4逆变电路 3
HYPERLINK\l"_Toc22441"2电路组成 6
HYPERLINK\l"_Toc8711"2.1控制电路 6
HYPERLINK\l"_Toc11090"2.2驱动电路 7
HYPERLINK\l"_Toc2800"2.3主电路 8
HYPERLINK\l"_Toc7045"3仿真结果 9
HYPERLINK\l"_Toc13733"3.1仿真环境 9
HYPERLINK\l"_Toc13598"3.2仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 9
HYPERLINK\l"_Toc30941"3.3具体仿真结果 12
HYPERLINK\l"_Toc9232"3.3.1仿真电路图 12
HYPERLINK\l"_Toc18515"3.3.2整流滤波输出电压计算域仿真 12
HYPERLINK\l"_Toc3679"3.3.3逆变输出电压计算与仿真 13
HYPERLINK\l"_Toc30317"参考文献 15
HYPERLINK\l"_Toc22433"致谢 16


PAGE\*MERGEFORMAT16

1总体原理图
PWM波形
辅助电路
1.1方框图
交流输出

交流输入

整流器
逆变器
DC
滤波器

DC

图1总体方框图
1.2电路原理图
1.2.1主回路电路原理图
图2主回路原理图
如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转换为直流电，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT管组成单相桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流端输出。
1.2.2整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器组成，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成，滤波器接在主电路与负载之间，用于滤波脉动直流电压中的交流成分，变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入变压与直流输出变压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
此部分结构简单、工作可靠，其性能满足实验的需要，故采用桥式整流电路。其作用是将固定频率和电压的交流电整流为直流电能。
此外整个电路需要辅助的正负5V的电源，故通过降压，滤波，稳压得到稳定的正负5V电压。
电路如下：

图3整流滤波电路和辅助电源
1.2.3滤波电路
元件组成，如滤波电路的原理作用：滤波电路常用于滤去整流输出中的纹波，一把的电抗在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L,以及由电容，电感组成而成的各种复试滤波电路。
在