1、 1电气与电子信息工程学院计算机控制课程设计设计题目： 单相半桥无源逆变电路设计 专业班级：电气工程及其自动化 2010（专升本）班 学 号： 201020210128 姓 名： 朱 勇 同 组 人： 严康 孙希凯 指导教师： 南光群 黄松柏 设计时间： 2011/11/132011/11/21 设计地点： 电力电子室 2电力电子 课程设计成绩评定表姓 名 朱 勇 学 号 201020210128课程设计题目： 单相半桥无源逆变电路设计课程设计答辩或质疑记录：1、单相半桥无源逆变电路的原理是什么？答：见图 1.2。在一个周期内，电力晶体管 T1 和 T2 的基极信号各有半周正偏，半周反偏，且互
2、补。若负载为阻感负载，设 t2 时刻以前， T1 有驱动信号导通，T2截止。t2 时刻关断的 T1，同时给 T2 发出导通信号。由于感性负载中的电流 i。不能立即改变方向，于是 D2 导通续流。t3 时刻 i。降至零， D2 截止，T2 导通，i。开始反向增大。在 t4 时刻关断 T2，同时给 T1 发出导通信号，由于感性负载中的电流 i。不能立即改变方向，D1 先导通续流；t5 时刻 i。降至零， T1 导通。2、将直流电转换为交流电的电路称为逆变电路，根据交流电的用途可分为哪几类？答：有源逆变和无源逆变。成绩评定依据：课程设计考勤情况（20）：课程设计答辩情况（30）：完成设计任务及报告规
3、范性（50）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 2011 年 12 月 20 日3电力电子课程设计课程设计任务书2011 2012 学年 第 1 学期学生姓名： 朱 勇 专业班级 电气工程及其自动化 2010 专升本 指导教师：南光群、黄松柏 工作部门：电气学院电气自动化教研室 一、课程设计题目： 1. 单相桥式晶闸管整流电路设计2. 三相半波晶闸管整流电路设计3. 三相桥式晶闸管整流电路设计4. 降压斩波电路设计5. 升压斩波电路设计6. 单相半桥无源逆变电路设计7. 单相桥式无源逆变电路设计8. 单相交流调压电路设计9. 三相桥式 SPWM 逆变器设计二、课程设
4、计内容1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数；3. 编写设计说明书，参考毕业设计论文格式撰写设计报告（5000 字以上） 。注：详细要求和技术指标见附录。三、进度安排1时间安排序 号 内 容 学时安排（天）1 方案论证和系统设计 12 主电路设计 13 保护电路设计 14 驱动电路设计 145 设计答辩 1合 计 5设计指导答辩地点：电力电子室2执行要求电力电子课程设计共9个选题，每组不得超过6人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电
5、路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型） 。严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。四、基本要求（1）参考毕业设计论文要求的格式书写，所有的内容一律打印；（2）报告内容包括设计过程、电路元件参数的计算、系统仿真结果及分析；（3）要有完整的主电路原理图和控制电路原理图；（4）列出主电路所用元器件的明细表。（5）参考文献五、课程设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩分优、良、中、及格、不及格五等。评定项目 基本内涵 分值设计过程 考勤、自行设计、按进度完成任务等情况 20 分设计报告 完成设计任务、报告规范性等情况 50 分答 辩 回答问题情况 30 分90
6、100 分：优； 8089 分：良；7079 分：中；6069 分，及格；60 分以下：不及格六、课程设计参考资料1 王兆安，黄俊.电力电子技术（第四版）.北京：机械工业出版社，2001 2 王文郁.电力电子技术应用电路.北京：机械工业出版社，20013 李宏.电力电子设备用器件与集成电路应用指南.北京：机械工业出版社，20014 石玉、栗书贤、王文郁.电力电子技术题例与电路设计指导. 北京：机械工业出版社，19995 赵同贺等.新型开关电源典型电路设计与应用.北京：机械工业出版社，2010指导教师：南光群、黄松柏2011 年 10 月 8 日教研室主任签名：胡学芝2011 年 10 月 9
7、日5摘要电力电子技术的应用已深入到国家经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保和人们日常生活的各个领域。进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛。以计算机为核心的信息科学将是 21 世纪起主导作用的科学技术之一，有人预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学的两大支柱。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。通常把电力电子技术分为电力电子制造技术和变流技术两个分支。变流技术也称为电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电路电子装置和电力
8、电子系统的技术。 “变流”不仅指交直流之间的交换，也包括直流变直流和交流变交流的变换。如果没有晶闸管及电力晶体管等电力电子器件，也就没有电力电子技术，而电力电子技术主要用于电力变换。因此可以认为，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。电力电子器件制造技术的理论基础是半导体物理，而变流技术的理论基础是电路理论。将直流电转换为交流电的电路称为逆变电路，根据交流电的用途可分为有源逆变和无源逆变。本课程设计主要介绍单相半桥无源逆变电路。关键词：整流、无源逆变、晶闸管6AbstractThe application of power electronics tec
9、hnology has penetrated into the national economic construction, transportation, space technology, the modernization of national defense, medical, environmental protection and people in all areas of daily life. After entering the new century electric power electronic technology is used more and more
10、widely. Take the computer as the core information science will be twenty-first Century played a dominant role in the science and technology one, somebody is fatidical, power electronics and motion control and computer technology together, will become the two pillars of the future science.The power e
11、lectronic technology is applied in power electronics technology. Specifically, is the use of power electronic devices for power conversion and control technology. Usually the power electronic technology is divided into power electronics manufacturing technology and variable flow technology in the tw
12、o branch.Converter technology is also known as the application of power electronic devices technology, it involves the use of power electronic devices of various electric power conversion circuit and the circuit control technology, as well as by the circuit circuit, electronic device and power elect
13、ronic systems technology. “ Flow“ refers not only to the exchange between the AC and DC, including DC DC and AC AC converter.If there is no thyristor and power transistors and power electronic devices, there is no power electronic technology, power electronic technology is mainly used for power conv
14、erter. It can therefore be considered, the power electronic device manufacturing technology is the power of electronic technology foundation, and converter technology is the core of power electronic technology. Manufacture technique of power electronic device is based on the theory of semiconductor
15、physics, and converter technology is based on the theory of circuit theory.Changing DC into AC circuit called the inverter circuit, according to current use can be divided into active and passive inverter inverter.This course is designed to introduce a single-phase half-bridge passive inverter circu
16、it.Key words: passive inverter, rectifier, thyristor7目录第一章 系统方案设计 .11.1 系统方案 .11.2 系统工作原理 .1第二章 硬件电路设计与参数计算 .32.1 系统硬件连接图 .32.2 整流电路设计方案 .32.2.1 整流变压器的参数运算 .32.2.2 整流变压器元件选择 .42.3.3 整流电路保护元件的选用 .52.2 驱动电路设计方案 .62.2.1 IGBT驱动器的基本驱动性能 .62.2.2 驱动电路 .72.3触发电路设计方案 .8第三章 MATLAB 仿真 .93.1 建立仿真模型 .93.2 仿真结果分析
17、 .10小结 .11参考文献 .12附录一：元器件清单 .131第一章 系统方案设计1.1 系统方案系统方案如图 1.1 所示，在电路原理框图中，交流电源、整流、滤波和半桥逆变电路四个部分构成电路的主电路，驱动电源和驱动电路两部分构成指挥主电路中逆变桥正确工作的控制电路。其中，交流电源、整流、滤波三个部分的功能分别由交流变压器、全桥整流模块和两个串联的电解电容实现;半桥逆变电路由半桥逆变和缓冲电路构成; 而驱动电源和驱动电路则需要根据实验电路的要求进行搭建。图 1.1 电路原理图1.2 系统工作原理图 1.2 电压型半桥逆变电路及其电压电流波形在一个周期内，电力晶体管 T1 和 T2 的基极信
18、号各有半周正偏，半周反2偏，且互补。若负载为阻感负载，设 t2 时刻以前，T1 有驱动信号导通，T2 截止，则。2Ud0t2 时刻关断的 T1，同时给 T2 发出导通信号。由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向，于是 D2 导通续流， 。2Ud0t3 时刻 i。降至零，D2 截止，T2 导通， i。开始反向增大，此时仍然有。2Ud0在 t4 时刻关断 T2，同时给 T1 发出导通信号，由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向，D1 先导通续流，此时仍然有 ；2Ud0t5 时刻 i。降至零， T1 导通， 。 d03第二章 硬件电路设计与参数计算2.1 系统硬件连接图单相半桥无源逆变主电路如图 2.1 所示图 2.1 单相半桥无源逆变主电路2.2 整流电路设计方案2.2.1 整流变压器的参数运算1）变压器二次侧电压 的计算2U是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又2会造成延迟角 加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。根据设计要求，采用公式：BAUd2.12由表查得 A=2.34；取 =0.9； 角考虑 10裕量，则 B=cos=0.985 V1502985.0.9.01212 取 =140V。2U
