电力电子技术实训报告

1、电力电子技术实训报告专业：电气自动化技术班级：电气0902学号：41姓名：吴明实训地点：电力电子实训室实训时间：实训任务书1设计说明2设计电路图6结构框图7Ups电源性能特点8心得体会9参考文献10实训任务书一、实训目的为了培养学生综合职业能力，在第二学期完成对电力电子线路安装与维护 课程的学习以后又开设了此次实训任务，为的使同学们加强动手和实际操作能力。 本实训任务是建立在实际电子器件上的一个工作环节为基础，再经过指导老师对 细节的改动，为进一步加强突出知识点而设立的电力电子技术实训。希望同学们 在实训过程中能够得到充分的锻炼和长足的进步。二、实训要求及时间安排本次实训为期一周，要求完成对题

2、目的书面设计结果，其中包括主电路图、 控制电路图、工作过程说明、设计说明；还要完成实践环节结果，就是根据所设计的电路图在网孔板上完成接线并试车成功；最后就是实训报告时间实训内容指导老师星期一布置实训题目，查阅相关资料，完成初步设计李美英星期二完成书面设计结果，绘制电路图，书写设计说明，有老师检阅李美英星期三星期四进入实训室，根据所设计图纸领取工具和器件并检查是否完好，然后按照电路焊接李美英星期五完成焊接工作，在老师指导下验收李美英星期六完成实训报告李美英二、实训题目设计一个UPS电源，设计内容包括UPS电路图及UPS电路原理，设计要求：1、 给出设计原理框图；2、给出具体设计思路，画出电路图；

3、3、编写设计说明书。 主要设计条件：1、提供实验箱；2、必要的元器件和导线等。设计说明UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能 通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根 据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统 要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流 器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储 直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的 大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用 了电容器

4、对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏 蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定 程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检 故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。1稳压调整电路接通开关S,电池的24V电压经R% VE使12V稳压管VD3击穿，VT2饱和导通， VTi的基极电压稳定为12乂电池电压经VT调整后为11.5V，作为SG3524的工作 电压，从其16脚输出稳定的5V电压作为运放比较器的基准电压。220V的交流输入电压通过接插件 JKi的5、6和F4s输入到由VDVE桥式整 流电路（下文将会对桥

5、试整流电路作出介绍），经其整流使光电耦合器 PC中发光 二极管发光，发光强度随市电电压而变化。A点为市电压的取样电压，分别加到电压比较器A、A、A的同向相输入端，经其与 VT；、VT5、VT4控制的继电器&、&、 Kb的切换，使不间断电源输出的交流电压保持稳定，实现市电和逆变器供电的转换。2充电器电路典型充电装置如下图所示：（作分离专用充电器）图3二极管整流器加斩波型充电装置2在图2总设计电路图中220V的交流输入电压通过变压器 T的二次线圈N2变压 后，经过接插件JK3的1、2输入到由VD。VD3的桥式整流电路，经其整流，由 LM317 VD3再经插件JK3的3、4给蓄电池充电。3整流电路2

6、20V交流电源输入，经过整流电路将电压转换成直流给蓄电池充电。采用升压斩 波方式，电路如图4所示，这是一种能够抑制输入高次谐波干扰及改善功率因子 的电路，采用PWM控制方式，由SG3524的管脚1跟踪控制，采用这种控制方式， 能使输入电流为正弦波，而输入功率因子接近于1.由图可知，经二极管整流桥整流成直流。VT导通时，电路C放电，电感L储存能量，VT关断后，电感释放能量，给 电容充电及给负载提供能量。图4升压斩波电路4、逆变器及逆变电路5、逆变器采用正弦波PW逆变器方式 图5所示为正弦波逆变器电路。控制方式采用三角波 PWM方式，但UPS负载一般 为电容输入型，因输出电流峰值高，使输出电压波形

7、畸变，为此要采取相应措施。目前采取措施是通过提高载波频率，加快控制响应，并应用瞬时波形 控制方式使输出电压接近正弦波。图 i中直流侧经逆变器后，再接变压器二次侧 线圈N3由变压器一次侧线圈N并上电容后输出。L图5正弦波逆变器电路6逆变电路SG3524为逆变器的核心电路如图6所示：逆变频率由R8和C2i以及SG3524片 内振荡器决定。SG3524的 11和14脚的驱动输出由9脚的高电位决定。逆变电路 工作后，在N感应出和逆变输出成正比的电压，经 VD2和VD整流，G滤波，回馈 回SG3524的1脚，作为比较电压同2脚的基准电压进行比较，改变11和14脚输 出波形的占空比，使逆变器输出的电压稳定

8、在220乂逆变原理分析：MOSFET勺G极触发脉冲由SG3524的 11，14脚提供。T1,T4 同时触发，T2,T3同时触发。当T1,T4触发时，交流输出电压上正下负；T2,T3触 发时，交流输出电压上负下正。当T1,T4关断后，由于有电感存在，电流通过VD2,VD3 续流，当T2,T3关断后，由VD1,VD4来实现续流。电路中的电容 C和电感L不仅 能限制电压、电流的跃变，还能为阻感负载提供无功能量。W10457K图6 SG3524逆变电路IN 町 43十 12*_0 0I一It?955D4143X4IV电压调节2K 然IN4I48KS55D+i;v A YU+5VKEF-COMPNOf-

9、OSCETHCSDSZN*CBEACTEBRTDUHDSC3524HC16)SG3524的基准源属于常规串联式直流稳压电源，它由集成块内部的谐波发生 器，PWM匕较器等组件向外提供5V的工作电压。由振荡器先产生 0.6V3.5V的锯 齿波电压Vj,再变换成矩形波电压，送至触发器、或非门，并由管脚3输出。SG3524的工作原理：开关电源输出电压经取样处理后送至放大器的反向输入 端接至锯齿波发生器，由此可控制 PWM的脉宽调制信号，最后依次通过或非门 HF1,HF2功率放大器VQ1,VQ2俞出。5设计电路图电路原理图如图所示，。D 2 vz二 5Vn上寿岀-一-tD0- s3=LLnu.33愆A

10、11HkrVDMN-asmWF -fi併?丁220 冷荃二二IT卜46结构框图ups的结构原理如图1所示。其基本工作原理是，当市电正常时，由市电供电, 同时市电通过整流器整流为直流，给蓄电池充电，可保证蓄电池的电量充足。一 旦市电异常乃至停电，即由蓄电池自动代替整流器向逆变器供电，蓄电池的直流 电经逆变器变换为恒频恒压交流电继续向负载供电，因此从负载侧看，供电不受 市电停电的影响。UPS电源应包括交流输入滤波电路及整流电路、 蓄电池充电回路、PWM逆变器、 各种保护线路、交流市电供电与 UPS逆变器供电之间的自动切换装置、控制电路UPS电源性能特点1提高供电品质通过输入输出双重隔离以及双变换工

11、作模式，使其输出成为稳压稳频的 标准正弦波波形。不受其输入电源变化的影响。2市电掉电保护若输入电源断电，UPS由电力系统自备的直流屏供电（DC110/220V,负 载供电无中断。3提高噪声抑制由于使用隔离变压器和交-直-交变换方式，输入电源中的杂波被有 效地滤除，使负载能得到干净的电源。4内部安装逆止二极管UPS的直流输入侧与直流母线之间通过逆止二极管相连，可防止直流母线 电压比直流输入侧电压高而向直流屏反灌，起到保护直流屏的作用。5交流母线与直流母线隔离完全屏蔽了交流母线与直流母线之间的互相影响。6延时软启动功能具有完备的延时软启动功能，能大大减小系统启动过程中对设备和电网 的冲击。7告警和

12、保护功能具有多种告警方式，可通过声、光、LCD输入输出接点以及通讯传输方 式对当前发生的告警进行及时、准确和详细的提示，在提高系统可靠性的同时， 帮助维护人员准确快速地定位及排除故障。无源故障接点：“逆变故障、旁路异 常、直流异常” AC220V/1A常开触点.8保护功能具有输入接反保护、输入欠压保护、输入过压保护、输出超载保护、输 出短路保护、过热保8心得体会通过一个星期的电工实习，使我对电器元件及电路的连接与调试有一定的感 性和理性认识，打好了日后学习电工技术课的基础。同时实习使我获得了自动控 制电路的设计与实际连接技能，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问 题和解决问题的能力，增强

13、了独立工作的能力。最主要的是培养了我与其他同学 的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。一周的实习过程中，最挑战我动手能力的一项训练就是连接电路。对我来说，这无疑是一门新的学问，既是一种挑 战，也使我学到了很多有使用价值的知识。这个实习是我最感兴趣的实习，因为 从小我就喜欢组装和拆卸。总结这个实习，我感觉自己有时候十分的粗心。刚开 始检测电器元件的时候，由于粗心，竟然将已损坏的元件误检测成为正常元件， 结果导致我又重新连接线路，浪费了大量的时间。在连接元件过程中，由于事先没有计划好元件之间的连接，导致接线在电路板上长距离绕行，既浪费了材料， 又使电路板面显得凌乱。但值得欣慰的是，我连接的线路的接线头达到了老师讲 解时提出的“似露非露”的标准。在这个实习环节中，我明白了细心的重要性。 同时也明白了自己的动手能力还十分的不足，缺乏锻炼，在这种情形下无法胜任 以后的工作，所以在日后的学习过程中，我应该努力的将理论与实际联合起来， 着重锻炼自己的动手能力，使自己面对以后的工作时有一定的底气与信心。9参考文献11电力电子变流技术（第械工业