三相逆变电源研究

科研训练----三相逆变电源研究1三相逆变电源研究参与学生及其学号：林燕贞（1011370102）郁舒雁（1011590108）丁仲侣（1010190102）指导老师（院、系）：李强（自动化院）科研训练----三相逆变电源研究2目录摘要.............................................................................................................................................3第1章绪论.............................................................................................................................11.1课题背景......................................................................................................................21.2现代逆变技术..............................................................................................................21.3本课题的主要内容和意义..........................................................................................2第2章逆变功率器件的选择.................................................................................................32.1逆变器用功率开关器件..............................................................................................32.2器件的选择..................................................................................................................42.2.1IGBT的结构和特点.........................................................................................52.2.2IGBT的基本特性.............................................................................................62.2.3IGBT的擎住效应和安全工作区.....................................................................82.2.4IGBT驱动电路的要求.....................................................................................92.2.5IGBT的保护...................................................................................................102.3逆变电路的选择........................................................................................................112.3.1逆变电路的介绍.............................................................................................112.3.2单相电压型逆变电路.....................................................................................122.3.3三相电压型逆变电路.....................................................................................132.3.4逆变电路的选择.............................................................................................14第3章主电路设计...............................................................................................................163.2主电路的参数设计....................................................................................................163.2.1斩波器的设计.................................................................................................163.2.2整流与逆变电路.............................................................................................18第4章控制电路的设计.......................................................................................................204.1正弦脉宽调制波（SPWM）的产生原理.................................................................214.2SPWM波形的产生方法…………………………204.3正弦脉宽调制的计算法………………………………………………20第5章参考文献…………………………20第六章附录…………………………20科研训练----三相逆变电源研究3摘要PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,如果脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称为SPWM波形。该设计包括主电路、驱动电路、SPWM信号产生电路的设计。逆变器中的IGBT（绝缘栅极双极性晶体管）驱动电路由SPWM进行控制，通过对主要驱动电路以及控制电路的设计,使得该逆变电源得以实现。考虑到电路的安全以及使用的寿命，我们还认为可以设计过热保护电路和过压电路保护。为了使所设计的直流电源具更广的应用，我们采用直流斩波电路的功能时将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。综上，利用IGBT和集成模块来产生驱动电路，控制电路用SPWM来控制，SPWM利用规则采样法来生成，采用双极性的控制方式。但由于我国的线电压的不稳定性，为了延长IGBT的寿命，在原来的基础上加了过电压保护和过热保护。关键词：IGBT；逆变器；斩波电路；SPWM；科研训练----三相逆变电源研究4AbstractPWMcontrolisthetechnologyofpulsewidthmodulation,ifaccordingtothesinelawofchangeandthewidthofpulseequivalentPWMwaveformandsinewave,alsoknownastheSPWMwaveform.Thisdesignincludingmaincircuit,drivecircuit,SPWMsignalcircuitdesign.InverterIGBT(insulatedgatebipolartransistor)ofthedrivingcircuitcontrolledbySPWM,throughtothemaindrivecircuitandcontrolcircuitdesign,maketheinverterpowersupply.Consideringthesafetyofthecircuitandtheuseoflife,wecanalsothinkdesignoverheatprotectioncircuitandovervoltageprotectioncircuit.Inordertomakethedcpowersupplydesignbywiderapplication,whenweusethefunctionofthedcchoppercircuitwilldirectcurrenttoafixedvoltageoradjustablevoltagedirectcurrent(dc).Inconclusion,usingIGBTandintegrationmoduletogeneratethedrivecircuit,controlcircuitusingSPWMcontrol,SPWMrulesamplingmethodisusedtogenerate,adoptthedualpolaritycontrolmode.Butasaresultofourlinevoltageinstability,inordertoprolongthelifeoftheIGBT,onthebasisoftheoriginalandtheovervoltageprotectionandoverheatprotection.Keywords:IGBT;Inverter;Choppercircuit;SPWM.科研训练----三相逆变电源研究1第1章绪论1.1课题背景逆变器就是一种将低压（12或24伏或48伏）直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。而逆变器的一个主要应用就是逆变电源的制作，逆变电源广泛运用于各类：电力、通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、医疗救护车、警车、船舶、太阳能及风能发电领域，因此研究逆变器有着举足轻重的意义。有人甚至说早期的我们处于整流器时代，后来则进入逆变器时代。1.2现代逆变技术逆变技术，逆变技术就是电力电子技术上的使直流变成交流(DC/AC)的一门技术，是电力电子学四种变换技术中最主要的一种。它了基本功能是是使交流电能(AC)与直流电能(DC)进行相互变换.它是电力电子技术领域中最为活跃的部分.逆变器就是通过半导体功率开关器件(SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET模块等)开通和关断作用,实现逆变的电能转换装置。逆变技术的分类方式很多，主要分类方式叙述如下。1）按逆变器输出交流的频率分为：工频（50~60Hz）、中频（400Hz到几十kHz）逆变和高频（几十kHz到几MHz）逆变；2）按交流侧与电网相接或与负载分为：无源逆变和有源逆变；3）按逆变器输出电压的波形分为：正弦波逆变和非正