電力電子課程設計報告--采用自關斷器件的單相交流調壓電路研究

1、<p>　　電力電子課程設計報告</p><p>　　課題名稱 ：采用自關斷器件的單相交流調壓電路研究</p><p><b>　　院系：電氣信息系</b></p><p><b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　學號：</b></p>

2、<p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　指導教師 ：</b></p><p>　　2010年 12 月 日</p><p>　　電力電子技術課程設計報告</p><p><b>　　目 錄</b></p>

3、<p>　　第一章：引言...........................................</p><p>　　1。.1 簡述...........................................</p><p>　　1。.2指標內容及要求...........................................</p&

4、gt;<p>　　1。.3主電路原理及設計...........................................</p><p>　　第二章：實驗內容........................................2</p><p>　　第三章：實驗系統(tǒng)組成及工作原理..........................3</p>

5、<p>　　第四章：實驗設備和儀器..................................4</p><p>　　第五章：實驗方法........................................4</p><p>　　第六章：思考及心得體會..................................6</p><p>&

6、lt;b>　　第一章 </b></p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　一   簡述 電力電子技術是研究采用電力電子器件實現(xiàn)對電能的換和控制的科學，是20世紀50年代誕生，70年代迅速發(fā)展起來的一門多學科互相滲透的綜合性技術學科。這些技術包括以節(jié)約能源、提高照明質量為目的的綠色照明技術；以節(jié)約能源、提高運行

7、可靠性并更好地滿足產要求為目的的交流變頻調速技術，以提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可控制性為目的，并可有效節(jié)能的靈括（柔性）交流輸電技術等等。隨著電力半導體制造技求、徽電子技術、汁算機技術，以及控制理論的不斷進步．電力電子技求向著大功率、高頻化及智能化方向發(fā)展，應用的領域將更加廣闊。二   指標 內容及要求見第二章三   主電路的原理及設計1 交流調壓電路如果在交流電源和負載之間之間用兩個晶間管反并聯(lián)后串聯(lián)到交

8、流電路中，通過對晶閘管的控制就可以控制交流電力。這種電路不改變交流電的頻率，稱為交流電力控制電路。在每半個周波內通過對晶間管開通相位的控制，以方便地調節(jié)輸出電壓的有效值，這種電路稱為交流調壓電路。這種電路還用干對無功功率的連續(xù)調節(jié)。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調壓電路調節(jié)變壓器一次電壓。采用晶閘管相控整流電路，</p><p>　　本實驗就是對自關斷器件的單相交流調壓電路進行研究，目

9、的是是同學們熟悉采用自管段器件的單相交流調壓電路的工作原理、特點、波形分析與適用場合，熟悉PWM專用集成電路的組成、功能、工作原理與使用方法，同學們四人一組，分工合作，增加同學們的團</p><p><b>　　隊意識。 </b></p><p><b>　　第二章</b></p><p>　　1.PWM專用集成電路性能測

10、試</p><p>　　2.控制電路相序與驅動波形測試</p><p>　　3.帶與不帶電感時負載與MOS管兩端電壓波形測試</p><p>　　4.在不同占空比條件下，負載端電壓、負載端諧波與輸入電流的位移因數(shù)測試。</p><p><b>　　第三章 </b></p><p>　　實驗系統(tǒng)組成

11、及工作原理</p><p>　　隨著自關斷器件的迅速發(fā)展，采用晶閘管遺相控制的交流調壓設備，已逐步采用自關斷器件（GTR、MOSFET、IGBT等）的交流調壓斬波所代替，與移相控制相比，斬波調壓具有下列優(yōu)點：</p><p>　　1）諧波幅值小，且最低次諧波頻率高，故可采用小容量濾波元件；</p><p>　　2）功率因數(shù)高，經(jīng)濾波后，功率因數(shù)接近為1.</p

12、><p>　　3）對其他用電設備的干擾小。 因此，斬波調壓是一種很有發(fā)展前途的調壓方法，可用于馬達調速、調溫、調光等設備。本實驗系統(tǒng)以調光為例，進行斬波調壓研究。</p><p>　　斬波調壓的主回路由MOSFET及反并聯(lián)的二極管組成雙向全控電子斬波開關。當MOS管分別由脈寬調制信號控制其通斷時，則負載電阻Rl上的電壓波形如圖5-9b所示（輸出端不帶濾波環(huán)節(jié)時），顯然，負載上的電壓有效值隨脈寬

13、信號的占空比而變，當輸出環(huán)節(jié)由濾波環(huán)節(jié)時的負載端電壓波形如圖5-9C所示。</p><p>　　脈寬調制信號有專用集成芯片SG3525產生，有關SG3525的內部結構、功能、工作原理與使用方法等可參閱雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速系統(tǒng)實驗?？刂葡到y(tǒng)中有變壓器T、比較器和或非門等組成同步控制電路以確保交流電源的2端為正時，MOS管VT1導通；而當交流電源的1端為正時，MOS管VT2導通。</p><p&

14、gt;<b>　　第四章</b></p><p><b>　　實驗設備和儀器</b></p><p>　　1.NMCL-K1實驗掛箱 2.萬用表（自備） 3.雙蹤示波器（自備）</p><p><b>　　第五章 </b></p><p><b>　　實驗

15、方法</b></p><p>　　1. SG3525性能測試</p><p><b>　　先按下開關s1.</b></p><p>　　(1)輸出最大與最小占空比測量。PWM波形發(fā)生器的“1”和地。</p><p>　　2. 控制電路相序與驅動波形測試</p><p>　　將“PWM”

16、波形發(fā)生器的1端與暫控式交流調壓電路的14端相連。將電位器RP左旋到底，用雙蹤示波器觀察并記錄下列各點波形：</p><p>　?。?）控制電路11、12與地間波形，應仔細測量該波形是否對稱互補；</p><p>　?。?）控制電路的13、15與地端間波形；</p><p>　?。?）主電路的4與5及6與5端間波形； </p><p>　　3

17、.不帶電感時負載與MOS管兩端電壓波形測試</p><p>　　將主電路的3與4短接，將UPW的電位器RP右旋到大致中間的位置，測試并記錄負載與MOS管兩端電壓波形</p><p>　　4.帶電感時負載與MOS管兩端電壓波形測試</p><p>　　將主電路的3與4不短接，將UPW的電位器RP右旋到大致中間位置，測試并記錄負載與MOS管兩端電壓波形</p>

18、;<p>　　5.不同占空比D時的負載端電壓測試</p><p>　　實驗中，將電位器RP從左至右旋轉4-5個位置，分別觀察并記錄SG3525的輸出端2端脈沖的占空比、負載端電壓大小與波形</p><p>　　6.不同占空比D時的負載端諧波大小的測試</p><p>　　分別觀察并記錄RP左旋與右旋到底時的負載端波形，從而判斷出占空比D大小對負載端諧波

19、大小的影響。</p><p>　　7.輸入電流的位移因數(shù)測試</p><p>　?。?）將主電路的3、4兩端用導線端接，及不接入電感</p><p>　　（2）在不同占空比條件下，用雙蹤示波器同時觀察并記錄有2與1端和2與6端間波形。</p><p><b>　　第六章</b></p><p>&

20、lt;b>　　思考題 </b></p><p>　　1當主電路接純電阻負載（即將電感短路）時，可見負載電壓波形存在死區(qū)，其產生的原因是什么？</p><p>　　答：PWM的上下橋臂的三極管是不能同時導通的。如果同時導通就會是電源兩端短路。所以，兩路觸發(fā)信號要在一段時間內都是使三極管斷開的。因此電壓波形存在死區(qū)！</p><p>　　2.當主電

21、路接電感性負載時，在電壓的過零點會出現(xiàn)一尖峰脈沖，其幅值隨占空比的增大而增大。試分析其產生的原因以及控制方法。</p><p>　　答：根據(jù)占空比越大電網(wǎng)的通斷時間越長，沖擊電流越大諧波分量越大，脈沖越強。</p><p>　　諧波電流對電網(wǎng)危害甚大，必須加以抑制。抑制和消除諧波有兩種基本途徑，一種是改進電力電子裝置，減少注入電網(wǎng)的諧波，另一種是在電力電子裝置的側并聯(lián)LC無源濾波器，為諧波

22、電流提供頻域諧波補償，或者用電力有源濾波器進行時域諧波補償。下面就介紹相應的諧波抑制對策：波形疊加法，LC無源濾波器，增加整流相數(shù)法，靜止無功補償法，有源電力濾波器補償法。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　1．態(tài)度   性格決定命運，氣度影響格局，態(tài)度決定高度，細節(jié)決定成敗。對于參加課程設計的隊員，估計感受頗深。只

23、有我們有豐富的經(jīng)驗，豐富的知識，才能百分百的在到場上贏得勝利。從培訓到競賽是一個漫長的過程，期間心態(tài)很重要，會遇到很多問題：訓練師不懂的知識，軟硬將調不出來，隊員之間的矛盾，外界的壓力等。其中，最重要的是處理好隊員之間的矛盾和心態(tài):不懂的知識可以去學習；波形調不出來，只要有耐心，認真分析就能找出原因；阻礙我們法杖的往往是自己的心胸，心胸開闊，善于接受意見和容忍別人的錯誤，才能在培訓中和設計中有所收獲。</p><p&

24、gt;　　2.      積累課程設計要求較強的動手能力，講理論轉換為實際的操作時競賽的必備條件。做課題時要合理分工，發(fā)揮各自的特長，嚴格按要求完成任務。學會看電路圖，我們找到很多的資料是電路分析的，就得自己看資料學習。尤其是做原理分析的，資料很多而且較復雜，資料以基本原理居多，可以借助一些綜合知識。</p><p>　　3.   &

25、#160;  交流   包括和本組隊員之間，其他組之間，指導教師之間以及同愛好者之間。這里著重講教師及愛好者。教師有著豐富的理論知識和經(jīng)驗，可以為我們提供豐富的資料；網(wǎng)絡上更有豐富的資源，要做的東西網(wǎng)上均能找到相關內容，這也是一個學習的過程，特別是在一些論壇里有著豐富的資源。</p><p>　　最后，向全體參與電力電子課程設計培訓的老師說一聲：您辛苦了！，感謝你們對我們的大力支持與