电力电子技术课程设计报告
电力电子技术课程设计总结
电力电子技术课程设计总结篇一：电力电子技术课程设计报告成都理工大学工程技术学院TheEngineering&TechnicalcollegeofchengduUniversityofTechnology力电子技术课程设计报告姓名学号年级专业系（院）指导教师电三相半波整流电路的设计1设计意义及要求1.1设计意义整流电路是出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电，电路形式多种多样。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。
其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。
1.2初始条件设计一三相半波整流电路，直流电动机负载，电机技术数据如下：Unom?220V，inom=308a，nnom=1000r/min，ce=0.196Vmin/r，Ra?0.18。
1.3要求完成的主要任务1）方案设计2）完成主电路的原理分析3）触发电路、保护电路的设计4）利用maTLaB仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，对结果进行分析5）撰写设计说明书2方案设计分析本文主要完成三相半波整流电路的设计，通过maTLaB软件的SimULinK模块建模并仿真，进而得到仿真电压电流波形。
分析采用三相半波整流电路反电动势负载电路，如图1所示。
为了得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。
图1三相半波整流电路共阴极接法反电动势负载原理图直流电(:电力电子技术课程设计总结)动机负载除本身有电阻、电感外，还有一个反电动势E。
如果暂不考虑电动机的电枢电感时，则只有当晶闸管导通相的变压器二次电压瞬时值大于反电动势时才有电流输出。
华南理工大学电力电子技术课程设计报告
专 业： 电气工程及其自动化班 级： 12电气（6）班学 号： 201230282079姓 名： 林家俊指导老师： 王学梅 老师华南理工大学电力学院2014年1月12日电力电子技术课程设计报告正激式直流电源的设计1.课题名称与研究现状正激式直流电源的设计。
所谓正激式直流电源（亦称为正激式开关电源）只是开关电源的一种，按照不同的标准开关电源可以分成不同的种类: 从工作性质上分，大体上可分“硬开关”和“软开关”两种，从工作方式上分，又可以分为正激式、反激式、推挽式，将推挽式加以改进又可分为半桥式和全桥式。
正激式的变压器一次侧与二次侧同名端式一致的，而反激式的则刚好相反，而且在具体的功能上二者也有区别，正激式变压器只是起到一个能量的传递作用，而反激式变压器则还要暂时的储存能量起到一个电感的作用，因为由于变压器电感的极性的不同，反激式变压器一次侧与二次侧是不会同时导通的，但正激式和反激式变压器基本上都是一个输入端与反馈绕组共同构成一次侧，而输出端则只有一组，推挽式的变压器则相当于两个反相位工作的正激式变压器的组合，其有两个输入端两个输出端。
一般来说正激式的输出功率要高一些，成本也相应的高一些，而反激式易于实现，但是功率比较小，成本也低一些，推挽式的电路比较复杂，输出功率范围比较广。
由于反激式开关电源中的开关变压器起到储能电感的作用，因此反激式开关变压器类似于电感的设计，但需注意防止磁饱和的问题。
反激式在20～100W的小功率开关电源方面比较有优势，因其电路简单，控制也比较容易。
而正激式开关电源中的高频变压器只起到传输能量的作用，其开关变压器可按正常的变压器设计方法，但需考虑磁复位、同步整流等问题。
正激式适合50～250W之低压、大电流的开关电源。
这是二者的重要区别！电源是各种电子设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接与电子设备的性能指标及是否能安全可靠地工作相关。
开关电源具有小型轻量同时高效率等突出的优点，到目前已经广泛用于各种电子电器设备，特别是计算机和通信设备，包括移动终端和消费类电子产品，可以说无所不在，不可或缺。
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。
电力电子技术课程设计报告
（一）课程设计的目的1、掌握三相全桥相控整流电路的结构及其工作原理，明确触发脉冲的相位关系，熟悉整流电路交流侧与直流侧电流，电压关系；2、掌握三相电压型逆变电路的结构及其工作原理，明确触发脉冲的相位关系，熟悉逆变电路交流测与直流侧电压电流的关系；3、熟悉电力电子电路的计算机仿真方法。
（二）课程设计内容与要求1、使用Matlab仿真软件实现“三相桥式全控整流电路仿真模型”，构建触发延时角为0°，30°，60°的三相全桥整流波，电感10mH，电阻负载1Ω。
采用宽脉冲触发方式。
观测电网电压波形、触发脉冲波形、直流侧电压波形及负载电流波形。
2、使用Matlab仿真软件实现“三相电压型逆变电路仿真”，构建合适的触发延时角，设定合适的元器件值。
观测交流测电压电流波形。
（三）Matlab原理应用以及Simulink仿真时至今日，Matlab以矩阵运算为基础，把科学计算、绘图及动态系统仿真等功能有机地融合在一起。
同时，它又具有程序设计语言的基本特征，所以也可以称之为一种编程语言。
它已成为一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，在工程计算与数值分析、动态系统设计和仿真、金融建模设计与分析等许多科学领域都有着十分广泛的应用。
Simulink仿真是一种以Matlab为基础，对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
在该软件环境下，用户可以在屏幕上调用现成的模块，并将它们适当连接起来以构成系统的的模型。
以该模型为对象运行Simulink中的仿真程序，可以对模型进行仿真，并可以随时观察仿真结果和干预仿真过程。
根据仿真结果，用户可以调整系统参数，观察分析仿真结果的变化，从而获得更加理想的仿真结果。
（四）主电路设计及仿真1、三相全桥相控整流电路基本工作原理在三相桥式全控整流电路中，习惯上将阴极连接在一起的三个晶闸管（VT1,VT3,VT5）称为共阴极组，阳极连接在一起的三个晶闸管（VT4,VT6,VT2）称为共阳极组。
电力电子技术应用课程设计报告
一．高压直流输电基本原理1.主要元件及功能○1换流器换流器由阀桥和带载抽头切换器的整流变压器构成。
阀桥为高压阀构成的6脉波或12脉波的整流器或逆变器。
换流器的任务是完成交—直或直—交转换。
○2滤波器换流器在交流和直流两侧均产生谐波，会导致电容器和附近电机过热，并且会干扰通信系统。
因此，在交流侧和直流侧都装有滤波装置。
○3平波电抗器平波电抗器电感值很大，在直流输电中有着非常重要的作用：1）降低直流线路中的谐波电压和电流。
2）限制直流线路短路期间的峰值电流。
3）防止逆变器换相失败。
4）防止负荷电流不连续。
○4无功功率源在稳态条件下，换流器所消耗的无功功率是传输功率50%左右，在暂态情况下，无功功率的消耗更大。
所以，必须在换流器附近提供无功电源。
○5直流输电线○6电极大多数的直流联络线设计采用大地作为中性导线，与大地相连接的导体（即电极）需要有较大的表面积，以便使电流密度和表面电压梯度较小。
○7交流断路器为了排除变压器故障和使直流联络线停运，在交流侧装有断路器。
图1.双极HVDC系统2.换流器结构及计算公式功能是实现交流—直流或直流—交流的变换，是直流输电系统的关键设备。
换流器的主要原件是阀桥和换流变压器。
在直流输电系统中，为实现换流所需的三相桥式换流器的桥臂，称为换流阀，它是换流器的基本单元设备。
换流阀除了具有整流和逆变功能外，还具有开关的功能，可利用其快速可控性对直流输电的启动和停运进行快速操作。
可分为汞弧阀和半导体阀。
晶闸管阀是由晶闸管元件及其相应的电子电路、阻尼电路、阳极电抗器、均压元件等通过某种形式的电气连接后组装而成的换流桥的桥臂。
现代高压直流输电换流阀主要由晶闸管元件串联组成。
下图为阀的电气连接示意图。
图2.阀的电气连接示意图目前直流输电工程上所采用的换流器有6脉动和12脉动两种。
为了简化滤波装置、减小换流站占地面积、降低换流站造价，绝大多数直流输电工程采用12脉动换流器。
在大功率、远距离直流输电工程中，为了减小滤波影响，常把两个或两个以上换流桥的直流端串联起来，组成多桥换流器。
电力电子技术课程设计报告
前言电力电子技术又称为功率电子技术，他是用于电能变换和功率控制的电子技术。
电力电子技术是弱电控制强电的方法和手段，是当代高新技术发展的重要内容，也是支持电力系统技术革命发展的重要基础，并节能降耗、增产节约提高生产效能的重要技术手段。
微电子技术、计算机技术以及大功率电力电子技术的快速发展，极大地推动了电工技术、电气工程和电力系统的技术发展和进步。
电力电子器件是电力电子技术发展的基础。
正是大功率晶闸管的发明，使得半导体变流技术从电子学中分离出来，发展成为电力电子技术这一专门的学科。
而二十世纪九十年代各种全控型大功率半导体器件的发明，进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。
电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门，包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。
功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电，小到一瓦的手机充电器，电力电子技术随处可见。
电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的发展，电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快，控制方便，灵活的特点，能够显著地改善电力系统的特性，在提高系统稳定、降低运行风险、节约运行成本方面有很大潜力。
目录1.设计任务说明 (3)2.方案选择 (4)2.1器件的介绍 (4)2.2单相可控整流电路的比较 (6)3.辅助电路的设计 (12)3.1驱动电路的设计 (12)3.2保护电路的设计 (13)3.3过流保护 (14)3.4过压保护 (14)3.5 电流上升率、电压上升率的抑制保护 (14)4.主体电路的设计 (15)4.1主要电路原理及说明 (15)4.2主电路的设计 (16)4.3主要元器件的说明 (16)4.4元器件清单 (19)5．性能指标分析 (19)6. 设计心得 (21)7. 参考文献 (22)1、设计任务书一、课程设计的目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用 Internet 检索需要的文献资料。
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。
电力电子技术课程设计报告
电力电子技术课程设计报告单极性SPWM硬件电路设计PWM的理论基础：在控制理论中有个重要结论，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
效果基本相同是指环节的输出相应波形基本相同，低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
这个重要理论是PWM控制的理论基础，当个脉冲的幅值相等，其宽度按正弦规律变化，所组成的矩形脉冲和相应正弦波部分面积相等，这种脉冲成为PWM波形。
在给出了正弦波频率、幅值和半个周期内的脉冲数后，PWM波形各脉冲的宽度和时间间隔就可以准确计算出来。
但这种计算很繁琐，正弦波的频率、幅值等变化时，结果都要变化。
较为实用的方法是采用调制的方法。
即把希望的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。
通常采用等腰三角形作为载波，因为等腰三角形上下宽度高度成线性关系，且左右对称。
当它与任何一个变化平缓的调制信号相交时切换，就可以得到宽度正比与信号幅值的一组脉冲，这正好符合PWM控制要求。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
SPWM的原理：SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。
前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
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电力电子技术课程设计
报告书
专业班级：16电气2班
姓名：王浩淞
学号：2016330301054
指导教师：雷美珍
目录
1、webench电路设计
1.1设计任务要求
输入电压为（8V-10V），输出电压为5V，负载电流为1A 1.2设计方案分析
图1.3.1主电路原理图
图1.3.2元器件参数
图1.3.3额定负载时工作值
图1.3.4输出电流和系统效率间的关系
如图1.3.4所示，在输出电流相同的情况下，输入电压越小，系统的稳态效率越高，因此提高效率的最直接方式就是降低系统的输入电压，其次在输入电压相同的情况下，我们可以调节输出电压的大小，使系统效率达到最大，例如当输入电压为9.0V时，根据图像输出电流为0.40A的时候效率最高。
第二种方法是改变元器件的参数，通过使用DCR(直流电阻)小的电感元件来实现输出纹波电压降低。
1.3主芯片介绍
TPS561201和TPS561208采用SOT-23封装，是一款简单易用的1A同步降压转换器。
这些器件经过优化，可以在最少的外部元件数量下工作，并且还经过优化以实现低待机电流。
这些开关模式电源（SMPS）器件采用D-CAP2模式控制，可提供快速瞬态响应，并支持低等效串联电阻（ESR）输出电容，如特种聚合物和超低ESR陶瓷电容，无需外部补偿元件。
TPS561201以脉冲跳跃模式工作，在轻负载操作期间保持高效率。
TPS561201和TPS561208采用6引脚1.6×2.9（mm）SOT（DDC）封装，工作在-40°C至125°C的结温范围内。
1.4电气仿真结果分析
图1.4.1启动仿真图1.4.2稳态仿真
图1.4.3暂态仿真图1.4.4 负载暂态仿真
二、基于电力系统工具箱的电力电子电路仿真
2.1 设计要求和方案分析
本课程设计主要应用了MATLAB软件及其组件之一Simulink，进行系统的设计与仿真系统主要包括：Boost升压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。
Boost升压斩波主电路部分拖动带反电动势的电阻，模拟显示中的一般负载，若实际负载中没有反电动势，只需令其为零即可。
负载为主电路部分提供脉冲信号，控制全控器件IGBT的导通和关断，实现整个系统的运行。
在Simulink中完成各个功能模块的绘制后，即可进行仿真和调试，用Simulink 提供的示波器观察波形，进行相应的电压和电流等的计算，最后进行总结，完成整个Boost 变换器的研究与设计。
2.2 simulink仿真模型分析
电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。
电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。
占空比越大，Boost Chopper的输出电压值
越大。
IGBT用理想的方波发生器触发，周期设为0.001s，最大值设为5V，通过调占空比来调输出电压。
其保护电路，触发电路将在protel中实现。
示波器用来观察电感电流，电源电压波形和负载电压输出波形。
图2.2.1 主电路原理图
2.3 仿真结果分析
占空比α=50%，电感为27e-5H，电容为375e-6F，电阻为81Ω
图2.3.1 脉冲、电感电流和负载电压仿真图一
占空比α=40%，电感为27e-5H，电容为375e-6F，电阻为81Ω
图2.3.2 脉冲、电感电流和负载电压仿真图二
占空比α=30%，电感为27e-5H，电容为375e-6F，电阻为81Ω
图2.3.2 脉冲、电感电流和负载电压仿真图三
从计算公式及仿真图分析得出：占空比α越大负载输出电压越大，调节时间越长。
三、总结
本次MATLAB电力电子仿真差不多花了我一整天的时间，从在网上找资料，设计原理图到仿真，感觉真的是收获颇多，最直观的进步就是对直流斩波电路有了更深的理解和认识，
这些知识是通过单纯的阅读课本无法获得的。
在做仿真的过程中，我遇到了很多困难，比如说不知道如何调节占空比，即使搜阅大量的资料也找不到，这时候就需要从原理图出发，逆推模拟PWM控制电路和驱动电路的是哪一部分，进而得到最终的结果。
虽然碰到问题的时候会很头痛，解决问题也不可避免到处碰壁，但当自己真正将问题解决时还是非常有成就感的，这次设计仿真除了巩固了我PWM升压斩波电路的知识外，还进一步提升了我MATLAB 软件和simulink的应用能力，让我做到了真正的学以致用。