电力电子课程设计--三相电压型交直交变频器的设计与仿真

1、 电力电子课程设计 三相电压型交直交变频器的设计与仿真 专业班级： 姓名： 学号： 指导老师： 1 前言 变频器最早的形式是用旋转发电机组作为可变频率电源，供给交流电动机。 随着电力半导体器件的发展，静止式的变频电源成为了变频器的主要形式。静止 式变频器从变换环节分为两大类：交-直-交变频器和交-交变频器。交-交型变频 器：它的功能是把一种频率的交流电直接变换成另一种频率可调电压的交流电 （转换前后的相数相同） ，又称直接式变频器。由于中间不经过直流环节，不需 换流，故效率很高。因而多用于低速大功率系统中，如回转窑、轧钢机等。但这 种控制方式决定了最高输出频率只能达到电源频率的 1/31/2,

2、所以不能高速运 行。交-直-交型变频器：交-直-交变频器是先把工频交流通过整流器变成直流， 然后再直流变换成频率电压可调的交流，又称间接变频器，交-直-交变频器是目 前广泛应用的通用变频器。它根据直流部分电流、电压的不同形式，又可分为电 压型和电流型两种。 由于传统能源的枯竭， 各国对环境保护的重视以及现存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。 但是分布式发电技术 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换成负载可以使用的电流或者大电网电压、 频率相匹配的工频交流电。因此，针对特定的分布式发电

3、技术研究与其相匹配的 变频器就很有必要。 现代电源技术是应用电力电子半导体器件、综合自动控制、微处理器技术和 电磁技术的多学科边缘交叉技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关 键作用，是现代电力电子技术的具体应用。变频器是由整个电路构成交流一直流 一交流一滤波的变频装置，得到了广泛应用。变频器不仅能模拟输出不同国家的 电网指标，而且也为出口电器厂商在设计开发、生产、检测等应用中提供纯净可 靠的、低谐波失真的、高稳定的电压和频率的正弦波电源输出。变频电源是非常 接近于理想的交流电源，可以输出任何国家的电网电压和频率。 变频电源的优异特性： 1. 变频调速系统自身损耗小，工作效率高。 2.

4、电机总是保持在低转差率运行状态，减小转子损耗。 3. 可实现软启动、制动功能，减小启动电流冲击。 4. 电压平滑性好，效率高。 5. 调速范围较大，精度高 6. 体积小，便于安装、调试。 现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件 IGBT 或功 率模块 IPM 组成的 PWM 逆变器构成交-直-交电压源型变压变频器，目前已经 占领了全世界 0.5500kV A 中、小容量变频调速装置的绝大部分市场。在本次 设计中也采用电压型变频器。 2 目录 第一章 课程设计任务 3 1.1 设计目的. 3 1.2 设计要求. 3 1.3 设计内容. 3 第二章 变频器方案论证 4 2.1 变频器的原理框图及组成部分. 4 2.2 各模块分析及方案选择. 4 2.2.1 电源选择 . 4 2.2.2 整流、滤波模块方案选择 . 4 2.2.3 逆变模块方案 . 5 2.2.4 控制、驱动电路方案 . 6 2.2.5 SPWM 产生方案 . 7 2.3 主电路原理 9 第三章 主回路元件选择 11 3.1 不可控整流电路器件选择 11 3.2 逆变电路器件的选择 12