三相桥式逆变论文

电力电子技术课程设计说明书三相半桥电压源型逆变电路设计学生姓名：马昌杰学号：1307044327学生姓名：胡雨学号：1307044346学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师：李晓秦鹏2016年1月中北大学课程设计任务书2015/2016学年第一学期学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：马昌杰学号：1307044327学生姓名：胡雨学号：1307044346课程设计题目：三相半桥电压源型逆变电路起迄日期:2015年12月27日~2016年1月8日课程设计地点:德怀楼八层虚拟仿真实验室指导教师:李晓秦鹏学科部副主任：刘天野下达任务书日期:2015年12月26日课程设计任务书1．设计目的：1)了解并掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力2)学习Visio绘图软件和Matlab仿真软件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）：1)设计的电路为三相半桥电压源型逆变电路，负载为电阻负载，通过串联滤波电感，使得流过电阻的电流为正弦电流。2)已知参数：交流负载电阻0.5LR，直流母线连接理想直流电压源100dcUV。3)绘制电路原理图。首先，分析三相半桥电压源型逆变电路的SPWM方法，要求使用双极性SPWM方法。其次，按照原理图，在仿真软件中建立仿真模型，进行仿真分析，结果应包含虑波电感0.1LmH和滤波电感1LmH时的电路工作的波形图以及交流总谐波失真(THD)。并对仿真结果进行必要的文字分析。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1)根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定器件类型，可供选择的变流器件为晶闸管、Mosfet和IGBT，设计电路原理图；2)画出电路方框图，完成电路各部分的指标分配，计算各单元电路的参数和确定各元件的参数值，叙述主要元器件的功能及他们之间的控制关系和数据传输。3)用Visio绘图软件绘制电路原理图4)利用Matlab仿真软件对电路图进行仿真分析。课程设计任务书4．主要参考文献：[1]王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.2008[2]刘志刚.电力电子学.清华大学出版社.2009[3]石玉.电力电子技术例题与电路设计指导.机械工业出版社.2003[4]张兴，张崇巍.PWM整流器及其控制[M].北京：机械工业出版社，20125．设计成果形式及要求：1)电路原理图2)Matlab仿真电路结果图3)课程设计说明书。6．工作计划及进度：2015年12月27日~12月29日设计电路2015年12月29日~01月01日绘制电路原理图2016年01月02日~01月07日对设计的电路进行Matlab仿真，撰写课程设计说明书2016年01月08日答辩学科部副主任审查意见：签字：年月日课程设计说明书第Ⅰ共Ⅰ页目录1绪论........................................................................................................................................12PWM控制技术概述..............................................................................................................22.1面积等效原理.................................................................................................................22.2SPWM（正弦脉冲宽度调制）控制技术......................................................................32.3SPWM的调制................................................................................................................42.3.1自然采样法.............................................................................................................42.3.2规则采样法............................................................................................................42.4SPWM的控制方法.........................................................................................................52.4.1单极性正弦脉宽调制.............................................................................................52.4.2双极性正弦脉宽调制............................................................................................53器件选择与电路设计............................................................................................................53.1器件的特点....................................................................................................................53.2主电路工作原理.............................................................................................................63.3三相电压桥式逆变电路的工作波形分析.....................................................................73.4输出相电压与线电压的定量分析.................................................................................94matlab模型建立与仿真结果分析.....................................................................................104.1主电路设计..................................................................................................................104.2控制电路设计..............................................................................................................114.2.1控制电路元器件参数设置..................................................................................124.2.2控制电路的波形...................................................................................................134.3仿真结果.......................................................................................................................144.4结果分析.......................................................................................................................164.4.1理论计算与仿真对比...........................................................................................164.4.2谐波分析...............................................................................................................185心得体会..............................................................................................................................18参考文献..................................................................................................................................19课程设计说明书第1页共18页1绪论电力电子技术是一门发展历史比较短的学科，但是这项技术在人们的日常生产生活、工作学习中发挥着举足轻重的作用。电力电子技术的进步都伴随着电子器件的革新。电力电子器件在近几十年的发展历程中，经历了GTO、IGBT、MOSFET、IGBT等电力电子器件的发展更迭。伴随着大功率全控型电力电子器件的出现和发展，PWM技术应运而生。PWM（PulseWidthModulation）控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。早期的逆变电路所输出的波形都是矩形波或者六拍阶梯波，这些波形含有较大的谐波成分，从而影响负载（尤其是电动机）的工作性能。为了改善逆变器的性能，在出现了全控器件后，从20世纪80年代开始出现应用PWM控制技术的逆变器。由于其优良的性能，现在大量应用在逆变电路中，绝大部分都是PWM逆变电路。可以说PWM控制技术正是依赖其在逆变电路中的应用，才发展得较成熟，才奠定了它在电力电子技术中的重要地位。SPWM正弦脉宽调制法是在PWM这项技术的基础上发展而来的，特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，能消除谐波中的高次谐波分量，电路设计简单等优点，是一种比较好的波形改善法。SPWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。课程设计说明书第2页共18页2PWM控制技术概述PWM（PulseWidthModulation）控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。早期的逆变电路所输出的波形都是矩形波或者六拍阶梯波，这些波形含有较大的谐波成分，从而影响负载（尤其是电动机