单相逆变电路的PWM控制设计与研究.docx

扬州大学水利与能源动力工程学院

本科生课程设计

题目单相逆变电路的PWM控制设计与研究

课程电力电子技术

专业电气工程及其自动化

班级

学号

姓名

指导老师刘大年

完成日期2016年1月

目录

TOC\o1-3\h\z\u1绪论 2

1.1课程题目 2

1.2设计目的及要求 2

1.5日程安排 2

1.6主要参考书 2

2单相桥式逆变电路 4

2.1电压型逆变电路 4

2.2电流型逆变电路 6

3单相桥式PWM逆变主电路设计 10

3.1逆变控制电路的设计 10

3.2正弦波输出变压变频电源调制方式 12

4驱动和保护电路的设计 14

4.1?过电流保护 14

4.2驱动电路的设计 15

5仿真实验 16

5.1单相桥式PWM逆变主电路原理图 16

5.2单极性控制电路原理图 16

5.3仿真所得波形 17

7小结 23

8参考文献 24

1绪论

1.1课程题目

单相逆变电路的PWM控制设计与研究

1.2设计目的及要求

1、通过对单相桥式PWM逆变电路的设计，掌握单相桥式PWM逆变电路的工作原理，综合运用所学知识，进行单相桥式全控整流电路和系统设计的能力。

2、了解与熟悉单相桥式PWM逆变电路拓扑，控制方法。

3、理解和掌握单相桥式PWM逆变电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。

4、具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力。

1.5日程安排

本次课程设计时间共一周，进度安排如下：

1、设计准备，熟悉课题设计要求及内容。（1天）

2、分析控制要求、电路方案设计。（1天）

3、绘制电路接线图。（2天）

4、电路分析、计算。（2天）

5、整理计算书及图纸、写课程设计报告。（1天）

1.6主要参考书

1、孙树朴等、电力电子技术（第一版）、中国矿业大学出版社、1999

2、邵丙衡、电力电子技术（第一版）、铁道出版社、1997

3、王兆安，黄俊、电力电子技术（第四版）、机械工业出版社、2008

4、叶斌、电力电子技术习题集（第一版）、铁道出版社、1995

5、赵良炳、现代电力电子技术基础（第一版）、清华大学出版社、1995

2单相桥式逆变电路

单相全桥逆变电路主要由逆变电路和控制电路组成。逆变电路包括逆变全桥和滤波电路，其中逆变全桥完成直流到交流的变换．滤波电路滤除谐波成分以获得需要的交流电；控制电路完成对逆变桥中开关管的控制并实现部分保护功能。

单相桥式逆变电路S1～S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正S1；S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负，把直流电变成了交流电。改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。

图2逆变电路及其波形

电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感负载时，io滞后于uo，波形也不同。t1前：S1、S4通，uo和io均为正。?t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，uo变负，但io不能立刻反向。?io从电源负极流出，经S2、负载和S3流回正极，负载电感能量向电源反馈，io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io才反向并增大?

2.1电压型逆变电路

电压型逆变电路的特点：

1、直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。

2、交流侧输出电压为矩形波，输出电流和相位因负载阻抗不同而不同。

3、阻感负载时需提供无功功率。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。

2.1.2

共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180°。输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。

改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。阻感负载时，还可采用移相的方式来调节输出电压——移相调压。

V3的基极信号比V1落后θ（0＜θ＜180°）。V3、V4的栅极信号分别比V2、V1前移180°－θ。输出电压是正负各为θ的脉冲。改变θ?就可调节输出电压。故移相调压就是调节输出电压的脉宽。

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