电力电子技术 课程设计 单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研
电力电子技术课程设计报告
电力电子技术课程设计报告一、引言电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的一部分。
它涉及到将电能转换为不同形式以满足不同需求的技术。
本文将介绍一个基于电力电子技术的课程设计报告，旨在帮助读者了解该设计的步骤和思考过程。
二、设计目标我们的设计目标是实现一个具有高效能转换和可靠性的电力电子系统。
该系统能够将直流电能转换为交流电能，并能够在不同负载条件下提供稳定的电力输出。
三、系统设计1. 选取合适的电力电子器件为了实现电能的转换，我们需要选取合适的电力电子器件。
在这个设计中，我们选择使用开关管作为主要的电力电子器件。
开关管具有快速开关和可控的特性，适合用于电能转换。
2. 设计电力电子控制电路为了控制开关管的工作，我们需要设计一个电力电子控制电路。
这个电路主要由控制芯片、传感器和驱动电路组成。
控制芯片用于生成控制信号，传感器用于监测电流和电压等参数，驱动电路用于控制开关管的导通和关断。
3. 进行系统建模和仿真在进行实际电路设计之前，我们需要对系统进行建模和仿真。
这可以帮助我们验证设计的正确性，并且可以提前发现潜在的问题和改进的空间。
我们可以使用电路仿真软件来进行系统建模和仿真。
4. PCB设计和元器件选型在完成系统建模和仿真后，我们需要进行PCB设计和元器件选型。
PCB设计是将电路设计转化为实际电路板的过程。
在PCB设计中，我们需要考虑电路的布局和走线，以及选择适当的元器件。
5. 制作和调试电路板在完成PCB设计后，我们可以开始制作电路板。
制作电路板可以通过将电路设计转移到电路板上，并使用电路板制作设备进行制作。
制作完成后，我们需要进行电路板的调试，以确保电路的正常工作。
6. 测试和优化系统性能在完成电路板的制作和调试后，我们需要对系统进行测试和优化。
测试可以帮助我们评估系统的性能，并发现潜在的问题。
根据测试结果，我们可以进行优化，以提高系统的效率和可靠性。
四、总结本文介绍了一个基于电力电子技术的课程设计报告的步骤和思考过程。
电力电子技术的课程设计
电力电子技术的课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电力电子器件的基本工作原理，如二极管、晶体管、晶闸管等；2. 了解电力电子电路的基本类型，如整流电路、斩波电路、逆变电路等；3. 学会分析简单电力电子电路的性能、特点及应用场合；4. 掌握电力电子设备在实际应用中的参数计算和选型方法。
技能目标：1. 能够正确使用实验设备搭建简单的电力电子电路；2. 学会运用电路分析方法，对电力电子电路进行性能分析和故障排查；3. 能够根据实际需求设计简单的电力电子系统，并进行参数计算和选型。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生严谨的科学态度，树立工程伦理观念。
课程性质：本课程为电力电子技术的基础课程，旨在使学生掌握电力电子器件、电路及其应用，培养实际操作能力和工程素养。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力，但对电力电子技术尚处于入门阶段。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践和实际应用，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件：介绍二极管、晶体管、晶闸管等基本器件的结构、工作原理及特性，重点讲解其在电力电子电路中的应用。
教材章节：第一章至第三章内容安排：2学时2. 电力电子电路：讲解整流电路、斩波电路、逆变电路等基本电路的类型、工作原理及性能特点。
教材章节：第四章至第六章内容安排：4学时3. 电力电子电路分析：教授电路分析方法，如平均值法、等效电路法等，分析典型电力电子电路的性能和应用。
教材章节：第七章内容安排：3学时4. 电力电子设备设计：介绍参数计算和选型方法，结合实际案例进行设备设计。
教材章节：第八章内容安排：3学时5. 实践操作：安排学生进行电力电子电路搭建、性能测试和故障排查，提高动手能力。
电力电子技术教案
第 1 次课 3 学时授课时间06.2.22 教案完成时间06.2.15 第一章电力电子器件 1.1 1.2 1.3 (包括绪论)课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么？通过前三节的学习，学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用场合等。
教学重点、难点：器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。
教学方法及师生互动设计：启发式，帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关知识，进而更好地理解“电力电子技术”知识，使学生建立知识的联想链。
课堂练习、作业：1、电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面？2、试述在变频空调器中，哪些属于自动化技术，哪些属于电力电子技术？本次课堂教学内容小结介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。
介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、基本特性和主要参数。
本次课堂教学达到预期目的，不少学生通过听讲表现出对电力电子技术课程的兴趣，课堂提问效果较好。
学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的基础知识。
第 1 页第 2 次课 3 学时授课时间06.3.1 教案完成时间06.2.23 第一章电力电子器件 1.4 1.5 1.6课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数工程应用情况。
充分了解电力电子器件的驱动方式。
对其它新型器件也有所了解。
教学重点、难点：重点介绍晶闸管、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件的工作原理及其主要参数和工程应用。
教学方法及师生互动设计：以实际生活中见到的的实例，启发学生对于晶闸管、IGBT、电力MOSFET等器件的应用的理解。
如：调光台灯、风扇无极调速、电磁炉等。
课堂练习、作业：1、P42. 1.22、说出所知道的电力电子器件的名称及其应用场合、工作原理。
实验四-单相交直交变频电路的性能研究
实验四-单相交直交变频电路的性能研究————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：北京信息科技大学电力电子技术实验报告实验项目：单相交直交变频电路的性能研究学院：自动化专业：自动化（信息与控制系统）姓名/学号：贾鑫玉/2012010541班级：自控1205班指导老师：白雪峰学期：2014-2015学年第一学期实验四单相交直交变频电路的性能研究一．实验目的熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM 逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。
二．实验内容1．测量SPWM 波形产生过程中的各点波形。
2．观察变频电路输出在不同的负载下的波形。
三．实验设备及仪器1．电力电子及电气传动主控制屏。
2．NMCL-16组件。
3．电阻、电感元件(NMEL-03、700mH 电感)。
4．双踪示波器。
5．万用表。
四．实验原理单相交直交变频电路的主电路如图2—8所示。
本实验中主电路中间直流电压u d 由交流电整流而得，而逆变部分别采用单相桥式PWM 逆变电路。
逆变电路中功率器件采用600V8A 的IGBT 单管（含反向二极管，型号为ITH08C06），IGBT 的驱动电路采用美国国际整流器公司生产的大规模MOSFET 和IGBT 专用驱动集成电路1R2110，控制电路如图2—9所示，以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM 信号，分别用于控制VT 1、VT 4和VT 2、VT 3两对IGBT 。
ICL8038仅需很小的外部元件就可以正常工作，用于发生正弦波、三角波、方波等，频率范围0.001到500kHz 。
五．实验方法45L1G3VT33E3VT4CG4E2图2—8 单相交直交变频电路G11E1G22VT1VT21．SPWM 波形的观察（1）观察正弦波发生电路输出的正弦信号Ur 波形（“2”端与“地”端），改变正弦波频率调节电位器，测试其频率可调范围。
电力电子技术基础课程设计
电力电子技术基础课程设计一、设计背景电力电子技术是现代电力系统运行、传输、转换、控制等方面的重要技术，是推进电力系统安全、稳定、节能、环保等方面的关键技术之一。
本课程设计旨在通过基础电力电子器件的设计和仿真，使学生深入了解电子元器件特性与运行原理，提高学生的电力电子技术理论和实践能力，为其今后进一步从事该领域的研究和应用提供必要的基础。
二、课程设计内容1. 设计任务设计一个电源电路，要求输入交流电压230V，输出稳定的直流电压5V、1A。
设计过程中需要包括选型、分析、仿真等环节，最终完成基于电阻、电容等电力电子器件的电源电路。
2. 设计流程2.1 电路选型通过分析电源电路需要的功能和特性，确定需要使用的元器件类型。
根据输入输出电压、电流等参数，选择合适的器件型号。
2.2 电路原理图设计根据电路选型，使用电路设计软件（如Multisim等）进行原理图设计，将所需元器件拖入工作区域并进行连线、参数设置等操作。
2.3 电路仿真在Multisim等软件上进行电路仿真，并通过仿真结果调整电路中各元器件的参数。
2.4 PCB版图设计在电路仿真和参数调整完毕后，根据电路原理图进行PCB版图设计，并导入PCB设计软件进行布局和布线等操作。
2.5 PCB板上电路的组装与测试完成PCB版图设计后，将电路中的器件安装到PCB板上，进行电路测试并调查是否达到预期目标。
3. 作品展示最终成品应能够将输入的交流电压转换成稳定的5V直流电压，并能够提供至少1A的电流输出。
学生可在作品展示环节进行电路说明和参数分析，以展现其深入学习电力电子技术的优秀成果。
三、思考题1.在设计电源电路时，需要考虑哪些因素？2.在Multisim软件进行仿真电路时，应该如何对仿真结果进行分析和评估？3.在硬件实际搭建电路时，应注意哪些事项？如何快速排错？四、总结本课程设计要求学生深入学习电力电子技术的理论与实践，并且应用软件进行电路仿真与测试。
其设计思路清晰，流程简洁清晰，体现出了电子电路设计的全流程与实践过程，为学生今后进一步从事该领域的研究和应用提供必要的基础。
电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电力电子技术的基本概念、原理和应用，培养学生分析和解决电力电子技术问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解电力电子技术的基本原理和特性；–掌握电力电子器件的工作原理和选用方法；–熟悉电力电子电路的分析和设计方法。
2.技能目标：–能够分析简单的电力电子电路；–能够选用合适的电力电子器件进行电路设计；–能够进行电力电子设备的安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识和团队合作精神；–增强学生对电力电子技术领域的兴趣和自信心；–培养学生对电力电子技术应用的的责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力电子技术的基本原理、电力电子器件、电力电子电路的分析与设计以及电力电子技术的应用。
具体安排如下：1.电力电子技术的基本原理：–电力电子器件的工作原理；–电力电子电路的特性与分类。
2.电力电子器件：–晶闸管及其驱动电路；–整流器、逆变器及其控制电路。
3.电力电子电路的分析与设计：–电力电子电路的基本分析方法；–电力电子电路的设计原则与步骤。
4.电力电子技术的应用：–电力电子设备的功能与结构；–电力电子技术的应用领域。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握电力电子技术的基本概念和原理；2.讨论法：通过小组讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解电力电子技术的应用；4.实验法：通过实验操作，让学生熟悉电力电子器件和电路的工作原理。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材选用《电力电子技术》一书，参考书包括《电力电子器件》和《电力电子电路设计》。
多媒体资料包括教学PPT、视频动画等。
实验设备包括晶闸管、整流器、逆变器等实验装置。
这些资源能够支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
电力电子技术课程设计
1 综述在交流—交流变流电路中，只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路。
根据不同的控制方式可以将交流电力控制系统分为以下几种基本类型：交流调压电路、交流调功电路、交流电力电子开关。
交流调压电路应用最为广泛。
交流调压电路广泛应用于灯光控制及异步电动机的软启动，交流电机的调压调速上。
交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
对本次设计的亮度可连续调节灯光电路，用单相交流调压电路就可实现。
单相交流调压电路的工作情况和负载性质有很大关系。
并且电路中需要使用晶闸管，对晶闸管使用相控方式，需要触发电路提供脉冲信号。
在电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，采用合适的过电压、过电流、du/dt保护和di/dt保护也是必要的。
本次设计将对这些问题进行设计。
2 单相交流调压电路原理2.1 电路原理采用两个晶闸管反向并联设计单相交流调压电路。
电阻负载(a)主电路(b)工作波形2-1 电阻负载时的主电路与工作波形阻感负载(a)主电路(b)工作波形2-2 阻感负载时的主电路与工作波形2.2 工作情况分析和整流电路一样，交流调压电路的工作情况也和负载性质有很大的关系，因此分别予以讨论。
2.2.1 电阻负载工作情况分析当负载为纯电阻负载时，图2-1(a)中T1和T2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源i u 的正半周α角时，T1触发导通，输出电压o u 等于电源电压，电流波形o i 从0开始上升。
在交流电源i u 的负半周α角时，T2触发导通，工作原理与正半周相同，其工作波形如图2-1(b)所示。
2.2.2 阻感负载工作情况分析交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载，如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。
由于感性负载本身滞后于电压一定角度，再加上相位控制产生的滞后，使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制角α、负载阻抗角φ都有关系。
电力电子技术课程设计报告
电力电子技术课程设计报告.doc本次课程设计的主题是电力电子技术，旨在通过实践操作及深入研究，掌握电力电子器件和系统的运行原理、设计与控制方法。
本报告将详细介绍本次课程设计的内容、目的及实施过程，并对结果进行总结与展望。
一、课程设计的内容及目的本次课程设计的主要内容为电力电子器件模块的设计及控制，具体包括以下内容：（1）电力电子器件模块的设计：本次课程设计的目标是实现一个电力电子器件模块，该模块采用的器件是MOSFET，要求能够实现输入电压与输出电压的变化控制，并具有良好的稳定性和可靠性。
（2）控制电力电子器件模块：本次课程设计还要求实现对电力电子器件模块的控制，包括输出电压的变化控制和保护性措施的设计等。
通过本次课程设计，学生可以了解电力电子器件的工作原理、性能特点和设计方法，掌握电力电子器件的调节和控制技术，提高学生的综合实践能力和创新能力。
二、课程设计的实施过程本次课程设计主要分为设计、制作及测试三个阶段。
1、设计阶段在设计阶段，学生需按照要求完成电力电子器件模块的设计，具体包括以下内容：（1）设计输入输出电压的大小和变化范围。
（2）选择合适的电力电子器件，确定电路拓扑结构。
（3）设计电力电路的关键参数，包括电流、电压、功率等。
（4）根据设计参数选择合适的控制电路，包括开关电路、反馈电路等。
（5）通过电路仿真软件进行仿真分析，调整电路参数，保证各项参数性能合理、稳定、可靠。
2、制作阶段在设计阶段完成电路模块的主要参数设定后，开始实际制作电路模块。
具体操作流程如下：（1）选购相关器件，如MOSFET、电容、电感等。
（2）通过电路图纸完成电路板原理图和PCB布局设计。
（3）利用PCB设计软件进行图纸制作，并进行打样检验。
（4）进行电路元器件焊接。
（5）检查焊接后电路元器件的连接情况是否正确。
（6）测试电路模块的基本性能，包括输入输出电压的测试、开关信号测试等。
3、测试阶段在电路模块制作完成后，需要进行测试，以检验电路的性能是否满足要求。
电力电子课程设计交直交变频器的设计
电力电子课程设计交直交变频器的设计电力电子技术课程设计- 1 -综述交-直-交变频器由主要由AC-DC、DC-AC两类基本电路组成，先经过AC-DC整流电路将交流电转换为直流电，经过滤波等处理后，再经过DC-AC逆变电路，将直流电转换为交流电。
整流电路采用三相全控桥整流，输出的整流电压脉动小、易于滤波；经过滤波处理后的直流电进入逆变电路，逆变电路采用PWM 控制电压式逆变电路，经过PWM技术控制逆变电路中IGBT的通断时间，实现对输出交流电的控制，以更好的满足电机对供电电源的要求。
主电路的驱动与控制，主要是对各部分开关器件的控制，即对晶闸管和IGBT的驱动与控制。
晶闸管是半控型器件，门极收到脉冲触发才能够导通，IGBT是全控型器件，门极电压触发导通，由芯片控制生成的PWM信号给IGBT触发信号，控制IGBT的通断，从而实现对主电路的精确控制。
交-直-交变频器的设计- 2 -1 主回路单元电路分析与设计1.1 变频器概述交-直-交变频器是由AC-DC、DC-AC两种基本变流电路组成，先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变为交流电，因此，此类电路又称为间接交流变流电路。
交-直-交变频器与普通交-交变频器相比，最主要的优点是输出频率不再受输入电源频率的制约。
国内应用的低压变频器几乎全是电压源型，中间直流是用电容平波，整流后面可加电容滤波，再经过逆变输出理想交流电压，能够做交流电机的电压源。
1.2 整流部分整流电路AD-DC的作用是将交流电变为直流电。
按组成器件能够分为不可控、半控、全控三种；按电路结构能够分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数能够分为单相电路和三相电路。
三相整流电路输出直流电压脉动较小，易于滤波处理，故采用三相整流电路。
常见的三相整流电路有三相半波可控整流电路与三相桥式全控整流电路。
1.2.1 三相半波可控整流电路三个晶闸管阴极连接在一起，为三相半波共阴极接法，为了得到零线，变压器二次侧接成星形，一次侧连成三角形，避免三次谐波流入电网。
《电力电子技术》课程设计
电力电子技术课程设计一、课程设计的目的1. 掌握电力电子电路的设计方法，具体包含功率器件、电感、电容等选取原则和设计依据。
2. 掌握控制器的设计方法，尤其针对不同对象和采样时间PID控制参数的选用。
3. 掌握现代仿真工具的使用，针对仿真过程中出现的问题，能够独立或通过查找文献、小组讨论等方式分析问题产生的原因，寻找解决方案。
4. 撰写符合规范的课程设计报告。
二、基于Boost电路APFC原理及设计2.1题目要求设计基于Boost变换器的有源功率因数校正电路，额定功率为1kW，峰值功率为1.5kW，负载为电阻性负载。
其输入交流电电压范围在190-240V/50Hz，其输出电压恒定在400V，在输入电压20%波动工况下，系统动态调整时间在0.5s内。
功率器件工作频率：20kHz，输出电压波纹5%，电流波纹10%。
2.2BOOST电路及工作原理图1 BOOST 电路原理图假设其中断电感、电容的值都极大，当IGBT 导通时，电感通过电源进行充电，此时充电电流恒定，令其电流大小恒为I 1，且此时，电容两端的电压向负载供电，由于电容的阻值很大，故输出电压为恒值，记为U 0。
令IGBT 的开通的时间为t on ，在此阶段中电感上积蓄的能量为E on ；当IGBT 关断时，电源和电感共同向电容充电并向负载R 进行供电。
设IGBT 的关断时间为t off ，则此期间电感L 释放能量为：E off =(U 0−E)I 1t off543QDLC ZV du ci Ci o Boost电路图i LQDLC ZV du ci Ci oi LQDLC ZV du ci C i oi LQDLC ZV du ci C i oi LbQ导通Q关断Q关断时电感电流为零adci L I Lmax I LminI i i LI LmaxI Lmin I Lmin I Lmaxi Q i D i Cu c ΔU Cttt tt ttt t tttI LmaxI LmaxI Lmaxi Cu ca 电感连流连续b 电感电流断续00000000000I it ont offTt onTt ’off-I OI max -I OV GE V GE-I OI max -I O又当其处于稳态时，在一个周期内电感L上吸收和释放的能量相等，故：(U0−E)I1t off=EI1t on由上述公式整理可得：U0=t on+t offt offE=Tt offE由于该电路的输出电压U0高于电源电压E，故又称为：升压斩波电路，也就是BOOST电路，又α=t onT，其中α为导通占空比。
电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力电子器件的基本原理、分类及功能，理解不同器件在电力转换中的应用。
2. 使学生了解电力电子电路的基本拓扑结构，掌握常见电力电子电路的原理及分析方法。
3. 帮助学生掌握电力电子装置的控制策略，了解电力电子技术在节能、环保等方面的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、设计简单电力电子电路的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能正确搭建、调试和优化电力电子实验装置。
3. 培养学生运用电力电子技术解决实际问题的思维方法和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力电子技术学科的兴趣，培养其探索精神和求知欲。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会在团队中沟通交流，共同解决问题。
3. 增强学生的节能环保意识，使其认识到电力电子技术在未来可持续发展中的重要性。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在让学生掌握电力电子技术的基本理论和实践技能，培养学生具备分析和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和实践操作能力，对新技术和新事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生主动参与、积极思考，提高其分析问题和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及分类：包括半导体器件、二极管、晶体管、晶闸管等基本原理、特性及应用。
教材章节：第一章《电力电子器件》2. 电力电子电路拓扑结构：分析常见电力电子电路如整流电路、斩波电路、逆变电路的原理及性能。
教材章节：第二章《电力电子电路拓扑》3. 电力电子装置控制策略：学习PID控制、PWM控制等在电力电子装置中的应用。
教材章节：第三章《电力电子装置的控制》4. 电力电子技术应用：介绍电力电子技术在工业、家电、新能源等领域的应用案例。
教材章节：第四章《电力电子技术的应用》5. 实践教学：组织学生进行电力电子电路搭建、调试和优化实验，提高学生动手能力。
《电力电子技术》课程设计
《电力电子技术》课程设计目录一．课程设计的目标 1二. 基于BOOST电路APFC原理及设计错误!未定义书签。
2.0设计任务与要求 (1)2.1BOOST电路及工作原理 .......................... 错误!未定义书签。
2.2电路参数设计.................................. 错误!未定义书签。
2.3APFC工作原理及控制系统设计 ................... 错误!未定义书签。
2.3.1 基于SPWM控制的双闭环控制系统............. 错误!未定义书签。
2.3.2 基于电流跟踪控制的双闭环控制系统.......... 错误!未定义书签。
2.4仿真结果及分析................................ 错误!未定义书签。
三．H桥逆变器电路原理及设计错误!未定义书签。
3.0设计任务与要求 (11)3.1H桥电路及工作原理 ............................ 错误!未定义书签。
3.2电路参数设计.................................. 错误!未定义书签。
3.3SPWM控制原理及设计 ........................... 错误!未定义书签。
3.3.1 单极性SPWM控制原理....................... 错误!未定义书签。
3.3.2 双极性SPWM控制原理....................... 错误!未定义书签。
3.4仿真结果与分析................................ 错误!未定义书签。
一．课程设计的目标1. 养成实事求是、积极探索和认真细致的治学态度；培养精益求精的大国工匠精神。
根据设计任务要求，主动学习相关知识，独立构建电力电子系统，撰写课程设计报告。
2. 掌握电力电子电路的设计方法，功率器件、电感、电容等参数选取原则，根据要求，设计出满足工作需求的电力电子电路。
电力电子技术课程设计计划书
电力电子技术课程设计计划书标题：电力电子技术课程设计计划书一、设计背景随着电力电子技术的不断发展，逐渐从仅用于稳定电压、电流、频率等方面的应用，转化为在照明、电磁锅炉、叉车、风力发电等领域中发挥作用的强有力工具。
为适应时代的发展和产业发展的需要，电力电子技术已成为电力电子类专业的必修课程，对于提高学生水平、加深专业知识、提高创新能力具有重要作用。
二、设计目标1.通过本次课程设计，使学生能够更加深入地了解电力电子技术的理论和实用技术，为未来的工作打下坚实的基础。
2.培养学生的实际动手能力以及团队协作精神，从而达到知行合一，实践与理论相结合的教学效果。
三、课程设计内容本次课程设计以“直流电压变换器的设计与实现”为主题，要求学生从电路理论出发，深入研究直流电压变换器的原理与结构，掌握其工作过程及稳态和暂态特性，并在此基础上进行电路的仿真和实现。
四、设计要求1. 设计团队：每个团队3-4人，确保团队稳定性和成员之间的分工明确。
2. 设计要求：团队需要完成变换器基本形式的仿真和实现，从而掌握变换器的基本原理和基本特性，根据实际需求选定相关的变换器拓扑结构，并加以改进。
3. 课程模块：电路分析、变换器仿真、电路实现、实验结果分析与总结等模块。
五、教学方法1. 线下授课：依托教室进行基础知识的讲解和电路仿真实验的操作指导。
在线下授课中，老师应该注重培养学生实际操作的能力，严格要求每个学生按时完成进行的操作，并及时给予评价和提醒。
2. 线上授课：以网络教学平台为基础，通过网上课程直播和线上课堂互动方式，实现课程知识的理论讲解、技能教学和问题答疑等。
线上授课适合于灵活配合学生日常生活安排的情况，能够对学生的时间和地点施加更小的限制，方便学生自主掌握课程内容。
3. 导师指导：学生在课程设计过程中，需要指导教师的专业指导和建议，针对学生设计过程中出现的问题，快速解答和指出要点，加快团队设计进度。
六、成果评定1. 报告和答辩：团队需要提交本次课程设计的报告，结合实验仿真和实现等研究结果展示，解释表述设计思路和实现方案，并回答与之相关的问题。
(完整word版)单相交直交变频电路设计电力电子技术课程设计
课程设计名称：电力电子技术课程设计题目：单相交直交变频电路设计学期：2015-2016学年第1学期专业：自中职班级：13-2班姓名：赵鸿伟学号：1326560223指导教师：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目单相交直交变频电路设计二、设计任务1、掌握单相交直交变频电路的原理；2、采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路；三、设计计划电力电子技术课程设计共1周。
第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第5天：编写整理设计报告书。
四、设计要求1. 画出整体电路图。
2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。
3. 写出符合设计格式要求的设计报告书。
指导教师：王巍时间：2015年12月30日摘要随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的快速发展，单相交-直-交变频系统也得到了迅速发展，它显著的变频能力，广泛的应用范围，完善的保护效力，和易于实现的变频功能，获到了广大使用者的认可，在运行的安全可靠、安装使用以及维修维护等方面，也给使用者带来了极大的益处。
课题研究的单相交-直-交变频电路设计主要分为主电路和控制电路两部分，其中主电路还分为整流电路、滤波电路和单相桥式PWM逆变电路，而逆变部分则需要用到控制电路，控制电路分为控制电路、驱动电路和保护电路。
课题的整流部分选用不可控的桥式整流电路；滤波部分则选用LC低通滤波，活的高频率的交流正弦波输出；逆变部分选用四个IGBT管组成的单相桥式逆变电路。
控制电路主要以单片集成函数发生器ICL8038为核心设计的，生成两路PWM 信号用来分别控制两队IGBT管。
用MATLAB软件仿真出设计的电路，其中对纯电阻负载以及电阻电感负载分别进行数据和波形的分析，并采取相关措施使最后输出的波形接近正弦波。
关键词：整波；滤波；逆变；IGBT；PWM；MATLAB目录1总体原理图 (1)1.1 方框图 (1)1.2 电路原理图 (1)1.2.1 主回路电路原理图 (1)1.2.2 整流电路 (1)1.2.3 滤波电路 (2)1.2.4 逆变电路 (3)2 电路组成 (5)2.1 控制电路 (5)2.2 驱动电路 (6)2.3 主电路 (7)小结心得 (9)参考文献 (10)1 总体原理图1.1 方框图图1 总体方框图1.2 电路原理图1.2.1 主回路电路原理图图2 主回路原理图如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT 管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC 低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电输出。
电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计一、背景在电力行业中，电力电子技术是一个非常重要的领域。
电力电子技术主要应用于输电、配电、调节、控制等方面。
随着时代的变迁，电子技术的应用已经广泛涉及到了工业、农业、医药等多个领域。
因此，学习电力电子技术已经变得越来越重要。
本文主要讲述电力电子技术课程设计，课程设计的目的是使学生通过实践来深入了解电力电子技术，培养学生的实际操作能力，提高学生的理论能力和实践能力。
二、课程设计目标1.理解电力电子技术的基本原理和应用；2.熟悉电力电子器件的结构、特性及其应用；3.学会设计电力电子电路；4.掌握电力电子应用系统的设计方法。
三、课程设计内容1. 电力电子器件实验通过实验，学生能够了解电力电子器件的基本结构和特性，掌握基本的器件参数测试方法。
实验内容：1.二极管的特性测试及负载变化对电源的影响；2.晶闸管的特性测试及负载变化对电源的影响；3.双向可控硅的特性测试及负载变化对电源的影响；4.三端稳压管的特性测试及负载变化对电源的影响；5.模拟场效应管的特性测试及负载变化对电源的影响；6.功率MOSFET的特性测试及负载变化对电源的影响。
2. 电力电子器件的应用实验通过实验，学生能够掌握电力电子器件的应用、掌握器件应用的实现方法及实验手段。
实验内容：1.单相全控桥电压调制控制；2.单相半控桥电压控制；3.三相全控桥逆变电路；4.三相半控桥逆变电路；5.三相变换器的PWM控制；6.隔离型DC/DC变换器的设计与实现；7.PWM变换器的PWM控制。
3. 电力电子应用系统的实验通过实验，学生能够掌握电力电子应用系统的设计方法和实现，掌握电力电子应用系统的特点和应用。
实验内容：1.风力发电系统的电力电子控制；2.光伏发电系统的电力电子控制；3.电力电子所应用电机驱动。
四、课程设计评价评价的目的是让学生在实践中发现问题，提高学生的自我学习和实践能力。
评价方式：1.实验报告；2.实验操作技能；3.实验成绩。
电力电子技术课程设计
电力电子技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力电子技术的基本概念、分类及其在电力系统中的应用。
2. 使学生了解各种电力电子器件的工作原理、特性及选型方法。
3. 帮助学生掌握电力电子变换器的主电路拓扑、控制策略及其在电力系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用电力电子器件和变换器解决实际问题的能力。
2. 提高学生分析、设计和调试电力电子电路的能力。
3. 培养学生运用相关软件（如PSPICE、MATLAB等）进行电力电子电路仿真分析的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术学科的兴趣，激发学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新能力的培养。
3. 增强学生的团队合作意识，培养学生的沟通与协作能力。
课程性质分析：本课程为专业核心课程，具有较强的理论性和实践性，旨在培养学生的电力电子技术基础知识和应用能力。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的物理、数学基础，对电力电子技术有一定了解，但尚未系统学习。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实践教学相结合的方法，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养实际操作能力。
1. 掌握电力电子技术的基本概念、分类和应用。
2. 熟悉各种电力电子器件的工作原理、特性和选型方法。
3. 学会分析、设计和调试电力电子电路。
4. 提高运用软件进行电力电子电路仿真分析的能力。
5. 增强团队合作意识，提高沟通与协作能力。
二、教学内容1. 电力电子技术基本概念：介绍电力电子技术的定义、分类及其在电力系统中的应用。
教材章节：第一章 电力电子技术概述内容：电力电子器件、电力电子装置、电力电子变换器等。
2. 电力电子器件：讲解各种电力电子器件的工作原理、特性及选型方法。
教材章节：第二章 电力电子器件内容：二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等器件的工作原理、特性参数及应用。
3. 电力电子变换器：分析电力电子变换器的主电路拓扑、控制策略及其在电力系统中的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力电子技术课程设计题目：单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究姓名：班级：学号：指导教师：仲伟堂李国华张继华完成日期：2011年1月10日辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表学期2009-2010第一学期姓名宫家宝专业自动化班级自动化08-3 课程名称电力电子技术论文题目单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究评定标准评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100评语：任课教师张继华时间2011年1月10日备注课程设计任务书一、设计题目单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究二、设计任务基于低成本四开关逆变桥与PFC有源功率因数校正技术的交—直一交变频改进电路。
三、设计计划1、四开关逆变桥的实现2、升降压PFC有源功率因数校正电路的实现3、通过实现以上两种设计计划，从而改进交-直-交变频电路四、设计要求改进交——直——交变频电路指导教师：张继华教研室主任：仲伟堂时间：2011年1月10日摘要交-交变频电路应用不广，交-直-交电路应用较广，本设计根据一般的交-直-交变换电路进行了改进，功率更高。
本设计逆变电路比较普通，整流电路用了PFC 控制电路提高了功率较低了电流的畸变程度。
但由于我的水平有限学习的不够也有不足之处，如对整流侧的驱动不是很清楚只是构思了触发脉冲，但没有涉及到具体电路。
关键词：交交变频电路、PFC控制电路、触发脉冲。
目录1、交-直-交变频电路 (6)2、交-直-交变频电路分析 (7)3、基于低成本四开关逆变桥与PFC有源功率因数校正技术的交—直一交变频改进电路 (9)4、四开关逆变桥的实现 (10)5、升降压PFC有源功率因数校正电路的实现 (12)6、结论 (14)7、心得体会 (15)8、感谢 (16)9、参考文献 (17)1 交-直-交变频电路随着电力电子技术的快速发展，变频器领域内的技术竞争日益激烈。
如何找到新的更为有效和简单的主电路拓扑结构，成为近期热点之一。
文献中提出了一种新颖的低成本交一直一交变频器主电路结构。
如图1所示，该电路使用一块标准六开关IPM模块。
其中T3、T5、T6和T2四只开关组合与两只串联电容C1与C2一起构成低成本的四开关逆变电路。
余下的T1与T4 两只开关组合与两只串联电容C1 和C2 一起构成单相倍压PWM整流电路，该电路可实现输入正弦电流，功率因数近似为单位1，且使能量双向流动。
该电路结构紧凑、成本低。
在逆变电路的拓扑结构上产生了突破，只用四只功率开关就实现了三相交流电路的逆变。
图1 低成本交-直-交变频电路2 交-直-交变频电路分析在C1、C2右面为逆变电路，设在t1时刻前T3和T2导通，输出电压为Ud,t1时刻T5和T2栅极信号反向，T2截止，而因负载电感中的电流不能突变，T5不能立刻导通，D5导通续流。
到t2时刻T3和T6的栅极信号反向，T3截止而T6不能立刻导通，D6导通续流和D5形成续流通道，输出电压为-Ud。
到负载电流过零变负并开始反向时，D6和D5截止，T6和T5开始导通，输出为-Ud。
t3时刻，T5和T2栅极信号反向，T5截止，而T2不能立刻导通D2续流，输出为0。
以后过程和前面类似。
图2 逆变电路输出电压波形图在C1和C2左面为整流电路Vi上正下负时T4栅极电压为正，D1导通。
当Vi过零变负时，Li电感作用使D1持续导通，Li上能量转移到C1上。
Vi上负下正时T1栅极电压为正，D4导通。
当Vi过零变正时，Li电感作用使D4持续导通，Li上能量转移到C2上。
整个过程为向C1和C2充电过程。
但这种电路在中国使用遇到极大困难，原因是我国单相交流电压的有效值为22O V，是欧美国家所用110 V电压的两倍。
考虑到Boost升压斩波电路校正功率因数与构造正弦输入电流的需求，直流母线电压必须稳定在800 V左右，显然对IPM模块的耐压性能提出了过高的要求。
尽管存在这些不尽如意之处，但图1电路方案的逆变器部分毕竟从标准六开关逆变桥中节省两只开关组合。
本文试图充分利用这两只开关组合，研究适合中国国情的低成本交一直一交变频电路。
3 基于低成本四开关逆变桥与PFC有源功率因数校正技术的交—直一交变频改进电路如图3所示为技术方案，以C1 与C2 串联桥臂为界，电路分为左右两部分。
右边部分由标准六开关IPM模块中的T3、T6 、T5 和T2 四只开关组合与两只串联电容C1 与C2 一起构成低成本的逆变桥；而左边部分是技术比较成熟的单管PFC(Power FactorCorrection)有源功率因数校正电路。
这部分电路使用从IPM 模块中余下的开关T4 作为PFC的主控开关，和电抗器L一起进行功率因数校正和构造正弦波形的输入电流，T1的反并联二极管D1用于将PFC电路和直流母线电路单向隔离。
当电机负载出现能量反馈时，可由T1 和R一起构成泻能电路，当回馈能量引起直流母线上电容电压泵升时，为防止母线电压过高威胁IPM模块安全，这时可打开T1 ，经电阻R释放存储在电容C中能量，使直流母线电压降低到安全区域。
图3 交-直-交变频改进电路值得注意的是，所有这些改进都没有增加新的成本，而是在标准六开关IPM 逆变模块上做的，因而对低成本的工业标准化生产设计十分有利。
4 四开关逆变桥的实现为实现如图4所示的低成本四开关逆变电路，设想需要产生两路相差0电角度相位的双向SPWM信号，如图5所示。
分别用来控制T3和T 6构成的桥臂与T 5和T 2构成的桥臂，从而形成圆形旋转磁场，有效地驱动电动机的运行。
图4 四开关逆变桥图5 设想的驱动信号实际运行的PWM变频器输出的线电压vab 与vac ，其中线电压vac 应是两电平电压波形，而线电压vab 应是三电平电压波形，由于形成了圆形旋转磁场，输入电机的三个线电流却相互呈120~电角度对称并为正弦波形，如图6所示。
图6 输入电机的线电流呈正弦波形5 升降压PFC有源功率因数校正电路的实现随着有源功率因数校正技术的意义被各界所认识，各种专用的有源功率因数校正芯片大量涌现，不仅性能优良且制作成本低。
本文的PFC电路部分采用L6560专用控制芯片构成PFC实际控制电路，其结构如图7所示。
图7 PFC控制电路其基本工作原理是：主回路直流母线输出电压Vo和基准电压vref 比较后，偏差输入给电压误差放大器VA，整流电压检测值vrec 和VA的输出信号电压信号verr 共同加到乘法器M的输入端，乘法器M的输出作为电流反馈控制的基准信号。
电流误差放大器CA的输出与电感零电流检测器(ZCD)的输出作为开关管驱动器的输入信号，控制开关管的开通与关断，保证电感电流的峰值跟踪整流电压，从而使输入电流(电感电流的平均值)与输入电压波形基本一致，用于提高功率因数、降低电流畸变程度。
由于电感电流检测器的引入，开关管只能在电感电流下降为零时开通，Boost电路工作介于CCM和DCM之间的临界导通模式，其电感电路形成如图7所示的冲放电波形。
这样，一方面降低了vd1 。
关断时反向恢复电流对开关管的冲击作用；另一方面将输入电流限定为电感电流峰值的1／2，且由图可知，稳态时输出电压V0为：V0=( R9/R10+1)× vref。
可见，调节R9 和R10。
两电阻便可以调节输出电压vo的大小。
图7中曲线1是电感电流峰值包络线，曲线2是电感电流平均值包络线，曲线3是电感电流瞬时值包络线。
图8 电感电流和开关管门极驱动波形6 结论本文提出了一种基于低成本四开关逆变器与有源功率因数校正技术的新型交一直一交变频电路解决方案。
该电路PFC与逆变两部分电路只使用了一块六开关标准IPM模块，因此成本低，易于实现标准化工业生产。
心得体会学习了交-直-交变频电路复习了其逆变侧的逆变电路，但对开关管的驱动疑问很大。
学习了整流侧的PWM整流电路，对升压斩波电路对器件的要求有了一些了解。
对改进电路的整流侧有了认识，对PFC及其校正电路有了了解。
对PFC有了一些了解，PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC （也称主动式PFC）。
无源PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8；有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，但成本要高出无源PFC一些。
感谢在这次课程设计中，我要感谢一学期来教我的张继华老师，没有他一学期来细致的讲解我是无论如何也做不出课程设计来的。
回想起上课张老师的耐心和不厌其烦都对我的课程设计中遇到的困难有很大的帮助，电力电子技术是很费脑筋的。
还要感谢我的同学，感谢他为我讲解某些电路，还要感谢我的同学借我铁通电脑查资料。
感谢大家我一定会出色的完成我的设计。
参考文献[1]王兆安，黄俊，《电力电子技术》，机械工业出版社，2007[2]孙梅生等，《电力电子技术基础课程设计》，，2000[3]高吉祥，《电力电子技术基础实验与课程设计》，电子工业出版，2003[4]杨首一，李守成，《交直交变频调速传动系统异步电动机电参量测试的研究》，高等教育出版社，1996[5]张燕宾，《变频调速应用实践》，高等教育出版社，2001[6]何立民，《单片机应用系统设计系统配置与接口技术》，北京航空航天大学出版社，1999[7]彭介华，《电子技术课程设计指导》，高等教育出版社，1999。