电力电子课程设计---单相桥式晶闸管有源逆变电路设计

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1、 1 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 自动化 题 目： 单相桥式晶闸管有源逆变电路设计 （反电势阻感负载） 2011 年 12 月 31 日 2 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 1设计目的： 1 1）培养学生文献检索的能力，特别是如何利用 Internet 检索需要的文献资料。 2 2）培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3 3）培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4 4）提高学生课程设计报告撰写水平。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ： 设计内容： 1、设计一个单相桥式晶闸管有源逆变

2、电路（反电势阻感负载） 设计要求： 1）电源电压：交流50V/50Hz； 2）逆变功率：200W； 3）反电势： E=70V； 4）逆变角： =35。 3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计说明书、图纸、实物样品 等 ： 设计工作任务及工作量的要求： 1）根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路和触发电路； 2）用 Multisim 等软件制作主电路和控制电路原理图； 3）撰写课程设计报告画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理， 完成元器件参数计算，元器件选型，说明控制电路的工作原理，用 Multisim 或 EWB 等软 件绘出主电路典型的输出波形（比较实际波形与理论波形），绘

3、出触发信号（驱动信号） 波形，说明设计过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料。 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 4主要参考文献： 3 1、樊立萍，王忠庆.电力电子技术.北京:北京大学出版社,2006 2、徐以荣，冷增祥.电力电子技术基础.南京：东南大学出版社，1999 3、王兆安,黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社,2005 4、童诗白.模拟电子技术.北京:清华大学出版社, 2001 5、阎石.数字电子技术.北京:清华大学出版社, 1998 6、邱关源.电路.北京：高等教育出版社，1999 5设计成果形式及要求： 1）撰写课程设计报告； 2）用 PROTEL 或其它软件画

4、出主电路和触发电路原理图； 3）用 EWB 或其它软件绘出主电路典型波形，触发信号（驱动信号）波形。 6工作计划及进度： 2011 年 12 月 25 日 12 月 27 日 收集资料，计算所需参数并选定元器件； 12 月 28 日 12 月 29 日 完成主电路、控制电路设计；绘出波形图； 12 月 30 日 12 月 31 日 完成课程设计报告，下午答辩。 系主任审查意见： 签字： 2011 年 12 月 25 日 一、绪论一、绪论 1.逆变技术介绍： 逆变技术的原理早在 1931 年就有人研究过，从 1948 年美国西屋电气 公司研制出第一台 3KHZ 感应加热逆变器至今已有近 60 年

5、历史了，而晶闸 4 管 SCR 的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条件，到了 20 世纪 70 年代， 可关断晶闸管（GTO） 、电力晶体管（BJT） 的问世使得逆变技术得到发展 应用。到了 20 世纪 80 年代，功率场效应管（MOSFET） 、绝缘栅极晶体管 （IGBT） 、MOS 控制晶闸管（MCT）以及静电感应功率器件的诞生为逆变器 向大容量方向发展奠定了基础，因此电力电子器件的发展为逆变技术高频 化，大容量化创造了条件。进入 80 年代后，逆变技术从应用低速器件、低 开关频率逐渐向采用高速器件，提高开关频率方向发展。逆变器的体积进 一步减小，逆变效率进一步提高，正弦波逆变器的品质指标也

6、得到很大提 高。 2.软件介绍： NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻 松、高效地对电路进行设计和验证。凭借 NI Multisim，可以立即创建具有 完整组件库的电路图，并利用工业标准 SPICE 模拟器模仿电路行为。借助 专业的高级 SPICE 分析和虚拟仪器，能在设计流程中提早对电路设计进行 的迅速验证，从而缩短建模循环。与 NI LabVIEW 和 SignalExpress 软件的 集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实 现建模测量。 二、原理概述二、原理概述 在电力电子技术中，把直流电能变换成为交流电能的过程称为逆变。 当交流侧为供电电源时称为有源逆变。要使负载侧反过来通过变流器向交 流电源供电（即能量反传递）而且电流流向不变，则在负载侧必须存在一 个直流电源 E（电动势） ，这个电源可以是电池，也可以是直流发电机或直 流电动机运行在发电状态，这个电源的极性与整流电压极性相反。两个电 源之