三相桥式PWM逆变电路设计.doc

1、三相桥式 PWM 逆变电路设计.电力电子技术课程设计报告题目：三相桥式 PWM 逆变电路设计学 院：姓 名：学 号： 专业班级： 指导老师： 时 间：录课题背景*2三相桥式SPWM 逆变器的设计内容及要求 *3SPWM 逆变器的工作原理* 3MATlAB仿真设计硬件实验*实验总结*23附录一 Matab简介*24附 录 二 Protel 简 介*25*26参考文献 三相桥式 PWM逆变电路设计一、课题背景正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装置被广泛地应用于国民经济生产生活中 , 其中有 :针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源UPS(Uninterrupt

2、le Power Supply) ; 针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器 ; 针对智能楼宇消防与安防的应急电源EPS ( EmergencePower Supply) ; 针对船舶工业用电的岸电电源SPS(Shore PowerSupply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等 等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新,特别是以绝缘栅极双极型晶体管IGBT( InSulated Gate Bipolar TranSiStor)为代表的自 关断可控型功率半导体器件出现 ,大大简化了正弦逆变电源的换相问 题,为各种 PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法

3、,从而进 一步简化了正弦逆变系统的结构与控制 .电力电子器件的发展经历了 晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GT0)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体 管(IGBT )等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复 合化方向发展，与其他电力电子器件相比， IGBT 具有高可靠性、驱 动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这 些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子 注入、精细光刻等。IGBT 最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以 承受电流冲击。它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串 联也容易。尽管 IGBT 模块在大功率应用中非常

4、广泛，但其有限的负 载循环次数使其可靠性成了问题， 其主要失效机理是阴极引线焊点开 路和焊点较低的疲劳强度，另外 ,绝缘材料的缺陷也是一个问题。随着电力电子技术的飞速发展， 正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中， 与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。在现有的 -三相桥式 PWM 逆变电路设计学 院： 姓 名： 学 号：专业班级：指导老师： 时 间：录课题背景*2三相桥式*23*25*三相桥

5、式 PWMSPWM 逆变器的设计内容及要求 *3SPWM 逆变器的工作原理* 3MATlAB仿真设计硬件实验*实验总结*附录一 Matab简介*24附 录 二 Protel 简 介参考文献逆变电路设计一、课题背景正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转 换为交流电能的电能变换装置被广泛地应用于国民经济生产生活中 , 其中有 :针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源UPS(Uninterruptle Power Supply) ; 针对交流异步电动机变频调速控制的变 频调速器 ; 针对智能楼宇消防与安防的应急电源 EPS ( Emergence Power Supply) ; 针对船舶

6、工业用电的岸电电源SPS(Shore PowerSupply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等 等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新,特别是以绝缘栅极双极型晶体管IGBT( InSulated Gate Bipolar TranSiStor)为代表的自 关断可控型功率半导体器件出现 ,大大简化了正弦逆变电源的换相问 题,为各种 PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法 ,从而进 一步简化了正弦逆变系统的结构与控制 .电力电子器件的发展经历了 晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GT0)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体 管(IGBT )等阶段。目前正向着大容量、

7、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复 合化方向发展，与其他电力电子器件相比， IGBT 具有高可靠性、驱 动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这 些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子 注入、精细光刻等。IGBT 最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以 承受电流冲击。它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串【4】5】联也容易。尽管 IGBT 模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负 载循环次数使其可靠性成了问题， 其主要失效机理是阴极引线焊点开 路和焊点较低的疲劳强度，另外 ,绝缘材料的缺陷也是一个问题。 随 着电力电子技术的飞速发展， 正

8、弦波输出变压变频电源已被广泛应用 在各个领域中， 与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出 了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方 面：一是稳态精度高；二是动态性能好。因此，研究开发既简单又具有优良动、静 态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。在现有的：【1】电力电子技术王兆安黄俊 西安 机械工业出版社【2】ProteI2004神龙工作室 北京人民邮电出版社【3】ProteI DXP 电路设计制版入门与提高雪茗斋电脑教育研究室 人民邮电出版社AItiUm DeSigner6电路图设计百例姜艳波化学工业出版社电路设计与制板 Protel DXP 典型实例老虎工作室 倪 泽峰 江中华