电力电子课程设计--三相半波有源逆变的研究

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1、 电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计 班级 姓名 二零一三年二月 三相半波有源逆变的研究 目录 一、引言 3 二、主电路设计及工作原理 3-5 三、单元电路设计 5-7 四、参数计算 7-9 五、仿真波形图 9-10 六、数据分析 10-11 七、心得体会 11 八、参考文献 12 一、引言 （一）逆变的应用 随着科技的快速发展， 逆变电路已经越来越多的出现在人们的生活中。 目前， 逆变电路的已经在很多领域应用到，比如电脑、电视、洗衣机、空调、家庭影院、 电动砂轮、电动工具、缝纫机、录像机、按摩器、风扇、照明、交流电机调速用 变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆

2、变电路。 它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为 频率和电压都任意可调的交流电源。 （二）逆变的分类 逆变与整流相对应，是把直流电能经过直交变换，向交流电源反馈能 量的变换电路。当交流侧接电网，称为有源逆变，当交流侧接负载，称为 无源逆变。当直流侧是电压源，称为电压源型逆变电路，当直流侧是电流 源，又称为电流源型逆变电路，电压型逆变电路输出电压是矩形波，电流 型逆变电路输出电流是矩形波。全控整流电路既能工作在整流方式，又能 工作在有源逆变方式，即电路在一定条件下，电能从 ACDC；在另外条件 下，电能又可以从 DC 返回 AC。 （三）有源逆变产生的条件 1、负载侧

3、存在一个直流电源 E，由它提供能量，其电势极性与变流器 的整流电压相反，对晶闸管为正向偏置电压。 2、变流器在其直流侧输出应有一个与原整流电压极性相反的逆变电压 u，其平均值 U90 ，使输出电压为负值。 二、主电路设计及工作原理 （一）总体框架图 图 1 总体框架图 总体工作原理说明，交流电给主电路的晶闸管和触发电路供电，触发 电路触发晶闸管导通，由于直流电源电压大于交流电源平均电压，故能量 由直流电源侧流向交流电源侧。 （二）主体电路图 图 2 主电路图 主电路分析，由 3 个相位依次相差 120 的交流电源组成三相交流电源， 并分别于三个晶闸管相连，三个晶闸管共阴极连接，负载为电阻、电感

4、、 直流电源，直流电源与晶闸管正向导通方向一致。 （三）工作原理 三相半波有源逆变电路带电阻电感负载时，负载直流电源对晶闸管正 向偏置电压，电路触发脉冲控制角移相范围在之间，即逆变角范围是。在 某时刻（本题）VT1 触发导通，由于直流电源的作用，即使 VA 相电压为负， VT1 仍能导通。接下来 VT2，VT3 依次落后导通。VT1、VT2、VT3 依次导通, 因为直流电源电压大于交流电源平均电压，电能由直流转换为交流，实现 了有源逆变。 三、 单元电路设计 （一）触发电路 图 3 触发脉冲电路 触发脉冲的宽度应保证晶闸管开关可靠导通（门极电流应大于擎柱电 流），触发脉冲应有足够的幅度，不超过门极电压、电流和功率，且在可 靠触发区域之内，应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气 隔离。晶闸管可控整流电路，通过控制触发角 a 的大小即控制触发脉冲起 始相位来控制输出电压大小。为保证相控电路正常工作，很重要的是应保 证按触发角 a 的大小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲。 如上图为触发电路。由三片集成触发电路芯片 KJ004 和一片集成双脉 冲发生器芯片 KJ041 形成