交流变换器装置设计--电力电子课程设计
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生掌握电力电子装置的基本原理、组成结构、工作特性及应用领域。
通过本课程的学习，使学生能够：1.知识目标：了解电力电子器件的类型、特性及工作原理；掌握电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标；熟悉电力电子装置在各领域的应用。
2.技能目标：能够分析电力电子装置的电路结构，进行简单的电路设计；具备电力电子装置的调试、维护和故障排除能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电力电子技术的兴趣，认识其在现代社会中的重要性，树立正确的技术观念和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电力电子器件：介绍晶闸管、GTO、IGBT等常用电力电子器件的结构、特性和应用。
2.电力电子装置：详细讲解电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标，包括直流电动机调速系统、变频器、电力电子变压器等。
3.应用领域：介绍电力电子装置在工业、交通、家庭等领域的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解电力电子器件的原理、特性及应用，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生针对电力电子装置的实际案例进行讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析电力电子装置在实际应用中的典型病例，培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行电力电子装置的搭建和调试，增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电力电子装置原理与应用》等。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：提供电力电子装置实验所需的设备，包括电源、负载、控制器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的表现，占总评的30%。
(完整word版)电力电子课程设计Boost变换器
电力电子技术课程设计班级学号姓名目录一．课程设计题目 (2)二．课程设计内容 (2)三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) .. 2 四．电路的设计过程 (3)五．各参数的计算 (3)六．仿真模型的建立，仿真参数的设置 (3)七．进行仿真实验，列举仿真结果 (4)八．对仿真结果的分析 (6)九．结论 (7)十．课程设计参考书 (7)一．课程设计题目Boost变换器研究二．课程设计内容1．主电路方案确定2．绘制电路原理图、分析理论波形3．器件额定参数的计算4．建立仿真模型并进行仿真实验6．电路性能分析输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形 )分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感 L 值很大，电容 C 值也很大。
当可控开关V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C 上的电压向负载R供电。
因C 值很大，基本保持输出电压u?为恒值，记为 U O。
设 V 处于通态的时间为ton ,此阶段电感L上积累的能量为EI1ton 。
当V处于断态时E和 L共同向电容 C 充电并向负载 R提供能量。
设 V 处于断态的时间为toff ,则在此期间电感 L 释放的能量为UEI1toff 。
当电路工作于稳态时，一个周期 T 中电感 L 积蓄的能量与释放的能量相等，即EI1tonUE I1toff化简得ton toff TU 0 Et off t off升压斩波电路原理及工作波形四．电路的设计过程1.直流电压源参数设置：直流电源电压为100V2.电容、电感、电阻参数设置：C 0.7 10 4 F , L 10mH , R 103.脉冲发生器模块的参数设置：振幅设置为 1V ，周期为 0.001s（即频率为500HZ），脉冲宽度为 20%五．各参数的计算1.占空比的计算占空比为 0.22.输出平均电压U 01E 125V 1六．仿真模型的建立，仿真参数的设置启动 MATLAB7.0 ，进入 simulink 后新建文档，绘制直流升压斩波变换电路模型图，双击各模块，再出现的对话框里设置各参数。
电力电子技术之交流交流变换器介绍课件
仿真软件：选择合
1
适的仿真软件进行
建模和仿真
模型建立：根据变
2
换器的拓扑结构和
参数建立仿真模型
仿真参数：设置仿
3
真参数，如输入电
压、输出电压、频
率等
仿真结果：观察仿
4
真结果，分析变换
器的性能和稳定性
实验验证：在实际
5
硬件平台上进行实
验验证，验证仿真
结果的准确性
优化设计：根据仿
6
真和实验结果，对
变换器进行优化设
计，提高性能和稳
定性
交流交流变换器的发展趋势
交流交流变换器的技术挑战
高效化：提高变换器的效率，降低 损耗
集成化：将多个功能集成到一个模 块中，降低成本和体积
轻量化：减小变换器的体积和重量， 提高便携性
智能化：实现变换器的智能控制和 监测，提高系统的可靠性和稳定性
交流交流变换器的发展趋势
高频化：提高变换器的工作频率， 减小体积和重量
位的调节和控制。
交流交流变换器的控制策略
1 电压控制策略：通过控制输出电压来保持系统稳定 2 电流控制策略：通过控制输出电流来保持系统稳定 3 功率控制策略：通过控制输出功率来保持系统稳定 4 频率控制策略：通过控制输出频率来保持系统稳定 5 相位控制策略：通过控制输出相位来保持系统稳定 6 混合控制策略：结合多种控制策略来提高系统稳定性和性能
4
流电转换为交
流电
变频器：改变
5
交流电的频率
和相位
交流调压器：
6
调节交流电的
电压和相位
交流交流变换器的应用
电力系统：用 于电力系统的 电压调整和频 率控制
工业设备：用 于工业设备的 电压调整和频 率控制
三相交流变换器装置设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 三相交流变换器装置设计初始条件：输入三相交流电：380V，50Hz。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、输出单相交流电，220V，400Hz2、采用两级变换：AC/DC,DC/AC。
3、完成总电路设计时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日、目录摘要 (1)1方案的论证 (2)1.1总体原理图 (2)1.2三相整流电路方案 (3)1.3单相逆变电路方案 (4)1.4滤波电路方案 (4)1.5控制电路方案 (5)2电路设计 (6)2.1主电路设计 (6)2.1.1主电路组成 (6)2.1.2主电路参数计算 (6)2.1.3器件选择 (7)2.2驱动电路设计 (8)2.2.1芯片M57962L介绍 (8)2.2.2驱动电路 (9)2.3控制电路设计 (10)2.3.1芯片ICL8038介绍 (10)2.3.2芯片ICL8038输出频率的计算 (12)2.3.3控制电路设计 (13)3电路仿真验证 (16)3.1仿真电路 (16)3.2仿真波形 (17)4设计小结 (18)参考文献 (19)附录：考虑死区时间的控制电路 (20)三相交流变换器装置设计摘要近年来，随着各行各业的技术水平和操作性能的提高，它们对电源品质的要求也在不断提高。
为了高质量和有效地使用电能，许多行业的用电设备都不是直接使用交流电网提供的交流电作为电能源，而是根据用电设备的要求采用电力电子技术对电能进行变换，从而得到各自所需的电能形式。
而实现这一功能的装置就是交流变换器。
电力电子技术课程设计晶闸管交流调压与调功电路设计
摘要交流-交流变流电路，是把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路，应用十分普遍。
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的操纵就能够够操纵交流电力。
这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力操纵电路。
在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的操纵，可方便地调剂输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
交流调压电路普遍用于灯光操纵（如调光台灯和舞台灯光操纵）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
交流调功电路跟交流调压电路的电路形式完全相同，只是操纵方式不同。
交流调功电路不是在每一个交流电源周期都通过触发延迟角a对输出电压波形进行操纵，而是将负载与交流电源接通几个整周波，在断开几个整周波，通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调剂负载所消耗的平均功率。
交流调功电路经常使用于电炉的温度操纵，因其直接调剂对象确实是电路的平均输出功率，因此被称为交流调功电路。
目录前言 (1)第一章概述 (2)交流电力操纵电路 (2)交流调压调功电路 (2)第二章集成触发芯片介绍 (3)触发芯片 (3)kj004的工作原理 (3)封装形式 (3)芯片参数 (4)第三章硬件的设计 (5)主电路的设计 (5)触发电路设计 (10)晶闸管调压调功电路参数的计算与设定 (11)电阻炉负载的过零操纵特性分析………………………………第四章设计体会与总结 (14)附录 (15)参考文献 (16)本科生课程设计成绩评定表 (17)前言电力电子技术是20世纪后半叶诞生和进展的一门崭新的技术。
能够预见，在21世纪电力电子技术仍将以迅猛的速度进展。
电力电子器件的进展对电力电子技术的进展起着决定性的作用。
用晶闸管组成的交流电压操纵电路，能够方便的调剂输出电压有效值。
可用于电炉温控、灯光调剂、异步电动机的启动和调速等，也可用作调剂整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载经常使用这种方式。
采纳这种方式，可使变压器二次侧的整流装置幸免采纳晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低本钱。
电力电子技术课设 交直交变频装置
电气工程及其自控化专业电力电子技术课程设计报告姓名：学号：专业班级：题目：交直交变频实验装置设计电气与电子工程学院二〇一四年XX月XX日目录一、设计的技术数据 (2)二、方案论证及选择 (2)三、主电路设计 (4)四、控制电路设计 (6)五、驱动电路设计 (9)六、保护电路设计 (10)七、总结及心得体会 (12)八、参考文献 (13)九、电路原理图 (14)十、仿真图 (16)一、设计的技术数据1、交流电源：单相220V。
2、为了IGBT的安全，中间直流电压最大为50V。
3、输出交流电压约45V。
4、输出最大电流2A。
5最大功率：100W。
二、方案论证及选择单相交-直-交变频电路主要是通过整流滤波得到直流电，再通过控制逆变电路将直流电变成某个频率的交流电。
根据实验任务要求，对控制电路部分可以采用多种方案，具体方案如下：方案一：用可控整流调压、逆变器调频的交-直-交变频器。
调压和调频分别在两个环节上，由控制电路进行协调。
由于输入环节采用可控整流，当电压和频率调得较低的时候，晶闸管整流器的控制角较大，电网端的功率因素较低。
输出环节较多采用晶闸管组成的逆变器，输出电压的谐波分量较大，一般用于较大功率的变频器。
方案二：用斩波器调压的交-直-交变频器。
整流环节采用二极管不可控整流，增设斩波器进行调压，再用逆变器调频。
虽然多了一个中间调压环节，但是输入的功率因数提高了。
输出仍然采用晶闸管逆变器，所以仍然存在谐波问题。
方案三：用PWM逆变器同时调压调频的交-直-交变频器。
由于采用二极管不可控整流产生恒定直流电源，功率因数问题用这种方法就可以解决。
用PWM逆变器，输出电压是一系列脉冲，调节脉冲宽度就可以调节输出电压值。
假如脉冲宽度按正弦分布，则输出电压中谐波可以大大减少。
谐波减少的成度还取决于逆变器功率开关的开关频率。
因此，PWM逆变器中很少采用像晶闸管之类开关频率低的半控型器件作为开关器件，而是采用开关频率高的全控型器件如GTR、GTO、MOSFET、IGBT 等。
三相交流变换器装置设计
三相交流变换器装置设计
设计参数：
1.输入电源：三相交流电源，频率为50Hz，电压为380V。
2.输出电源：直流电源，输出电压为24V，电流为50A。
3.效率要求：设计的变换器装置应具有高效率，损耗低。
设计步骤：
1.电源选择：根据输入电源参数，选择适合的三相交流电源作为输入
电源，确保输出所需电源参数的稳定供给。
2.变换器拓扑选择：根据输出电源要求和效率要求，选择适合的变换
器拓扑。
常用的变换器拓扑有全桥、半桥、双侧开关等。
3.控制电路设计：设计控制电路，用于控制变换器的开关管，实现电
能的转换。
常用的控制电路有脉宽调制（PWM）控制电路和谐振控制电路。
4.保护电路设计：设计保护电路，用于防止过载、过流、过温等异常
情况发生，保护变换器装置的安全运行。
5.散热系统设计：根据功率损耗和散热要求，设计合适的散热系统，
确保变换器装置能够在长时间高负载下正常运行。
6.PCB设计：根据上述设计参数和步骤，进行PCB设计，将电路元件
进行布局和连接，确保电路连接正常、电路元件间的距离和走线符合设计
要求。
7.组装：将设计好的电路板和散热系统组装起来，连接输入输出电源
线和信号线。
8.测试和调试：进行变换器装置的测试和调试，确保输出电源的稳定性、效率符合设计要求。
9.优化：根据测试和调试结果，对装置进行优化，进一步提高效率和可靠性。
以上是一个简单的三相交流变换器装置设计流程，具体设计过程还需根据具体要求和要设计的变换器类型来调整和补充。
电力电子技术课程设计范例
电力电子技术课程设计范例电力电子技术课程设计是电气工程专业的一门重点课程，该课程设计主要涉及到电力电子变流器的设计、控制和应用。
此外，该课程还包括功率半导体器件的选型、电路设计、控制系统设计以及电磁兼容等方面的内容。
本文主要介绍一种电力电子技术课程设计的范例，以期为电力电子技术课程设计的读者提供一些参考和借鉴。
1. 课程设计目标电力电子技术课程设计的主要目标是培养学生的电气设计能力、模拟仿真能力、实验操作能力和团队合作意识，以及使学生掌握电力电子变流器的设计和控制技术。
2. 课程设计主题设计具有稳定输出电压的电力电子变流器。
具体包括：（1）设计一个交流输入、直流输出的电力电子变流器。
（2）根据实际需要选择并计算所需的功率半导体装置。
（3）设计适当的电路保护和故障检测系统。
（4）编写控制程序实现变流器的开关控制。
（5）进行电路仿真和实验验证。
其中，电力电子变流器可以采用全桥式、半桥式、双向直流-直流变换器等常用拓扑结构。
3. 课程设计步骤（1）确定项目的范围和目标。
明确所需完成的技术任务和各个环节的时间计划，提前预估和解决可能遇到的技术问题。
（2）收集相关的技术资料。
包括相关电路设计资料和器件规格书等。
（3）根据设计需求进行选型计算，选择满足要求的元器件。
（4）进行电路仿真验证。
采用MATLAB/Simulink软件搭建电路模型，对所设计的电路进行仿真，进一步验证电路的性能和可靠性。
（5）设计控制系统。
采用单片机或FPGA等控制芯片，编写控制程序实现变流器的开关控制，并对控制程序进行仿真和验证。
（6）进行实验验证。
制作样品电路，进行实际测试和验证。
实验过程中，需要注意电路稳定性和安全性，防止短路等电路故障。
（7）编写课程设计报告。
对整个设计过程进行总结和评估，包括设计思路、设计过程、实验结果等方面内容。
4. 课程设计评分电力电子技术课程设计评分主要包括以下几个方面：（1）方案设计（20分）。
设计方案的完备性、实现难度、适用性和创新性等方面考虑。
武汉理工大学07电力电子单相交流变换器课程设计章达
学 号： 0121111360211课 程 设 计题 目单相交流变换器装置设计 学 院 自动化学院专 业 自动化专业 班 级自动化1102班 姓 名 章达 指导教师朱国荣 2014 年 1 月 2 日课程设计任务书学生姓名：章达专业班级：自动化1102班指导教师：朱国荣工作单位：自动化学院题目: 单相交流变换器装置设计初始条件：输入单相交流电：220V，50Hz。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、输出单相交流电，220V，400Hz。
2、采用两级变换：AC/DC,DC/AC。
3、设计出完整电路图。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要单相交流变换器，是交-直-交变频器（Variable Voltage Variable Frequency,VVVF)的一种，其由AC-DC、DC-AC两类基本的交流电路组合形成，先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变为交流电，因此这类电路又称为间接交流变流电路。
（此处引自王兆安《电力电子技术》）本文主要讲述了单相交流AC-DC-AC变换器的基本电路设计方案选择与思路，从每个电路可供选择的方案中选出最优化方案，并给出所给电路的参数计算，最后给予设计电路的Simulink模拟仿真验证其设计的正确性。
关键词：单相交流变换器优化方案参数计算simulink仿真目录1 概述 (1)1.1 单相交流变换器基本电路组成 11.2 单相交流变换器的分类 11.3 单相交流AC-DC-AC变换技术的发展与应用 11.4 单相AC-DC-AC变换电路方案 22 单相交流AC-DC-AC变换器基本电路设计 (3)2.1整流电路 32.2 逆变电路 53 单相交-直-交变换器设计图 (8)4 总结 (10)参考文献 (11)本科生课程设计成绩评定表 (12)单相交流变换器装置设计1 概述1.1 单相交流变换器的基本电路组成一般单相交流变换器是完成单相交流电频率变换的一种电路装置，其基本电路一般包括：整流电路；滤波电路；逆变电路。
电力电子装置及系统课程设计
单相晶闸管交流调压电路的设计与仿真1交流调压电路1.1晶闸管交流调压电路概述将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
单相交流电的电压进行调节的电路与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
可用于灯光调节、交流稳压器，异步电动机降压软启动和调压调速等，也可以用作调节变压器一次侧电压。
用晶闸管一次侧调压，省去了效率低下的调压变压器，有利于简化结构、降低成本和提高可靠性。
1.2单相交流调压电路的理想模型1.2.1理想条件理想电源：内阻为零、电压波形无畸变、t U u s m i ωsin =。
理想开关：无损耗、无惯性、双向导电。
理想负载：线性元件、RLC 。
理想控制信号G ：等宽脉冲、占空比cT D τ=、频率恒定。
1.2.2工作原理等效电路如图1.1所示：图1.1单相交流调压等效电路当G=1时，S 1 合上，S 2断开，i u u =0当G=0时，S 1 断开，S 2合上，00=u 续流 输出波形如图1.2所示：图1.2 单相交流调压电路工作波形1.2.3电压增益及输出电压谐波含量由于S 1和S 2的开关状态为互补，输出电压u o 可表示为式中，上标0代表开关闭合；1则为断开，则u o =G u Nm sin ωt ，G 为电路的开关转移函数，定义为：开关转移函数的频率分析：将G 展开为傅立叶级数，由于G 为偶函数，所以只有余弦项。
c cn n c n n T T D D n t n n D πωτπϕϕωϕπ2,, )cos(sin 21===-+∑∞= （1-1） 含有直流分量，频率为ωc 的基波以及高次谐波。
1.2.4输出电压U0的表达式及频率分析（1-2）令uo1=DUNmsinωt：输入信号的频率分量，uo1的幅值为Uo1m=DUNmt DU u u LPF LPFt n t n u D DU U u t DU u t n n t n n tDU Gu u s m s c s c n s c n s c mm s m n s c n n s c n n s m iωωωωωϕωωϕωωωϕωωϕπϕωωϕπωsin ,,]sin[]sin[sin ])sin[(sin 1])sin[(sin 1sin 0100101010110==>>⎭⎬⎫---+==----++==∑∑∞=则而大于其截止频率小于如果输出采用这两项均可用时当差频信号）（和频信号）（。
电力电子装置课程设计---交流变换器装置设计
课程设计任务书题目: 交流变换器装置设计初始条件：输入三相交流电：380V，50Hz。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、输出单相交流电，100V，400Hz。
2、采用两级变换：AC/DC,DC/AC。
3、设计出完整电路图。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要 (1)交流变换器装置设计 (2)1.任务要求 (2)2.方案论证 (3)3.模块电路设计 (4)3.1 开关器件 (4)3.2直流滤波电路 (4)3.3输出滤波器 (5)3.4整流电路 (6)3.5 单相恒压恒频正弦波逆变器 (8)3.6 控制系统 (9)3.7辅助电源 (10)3.8 过电压保护 (11)3.9过电流保护 (12)4. 主电路调试 (13)5.总结 (15)参考文献 (16)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。
交一直一交变频是目前变频电源的主要形式。
本文所研究的变频电源即采用这种形式。
按照电压、频率的控制方式，交一直一交变频器一种主要结构是采用单相桥式全控整流器整流、脉宽调制型(PWM)逆变器同时实现调压调频方式。
此时全控整流提高了装置输入功率因数，减小了对电网的谐波污染，又因采用高开关频率的逆变器，输出谐波很小，性能优良。
关键词：整流器逆变器 PWM控制交流变换器装置设计1.任务要求从结构上看，变频电源可分为直接变频和间接变频两大类。
电力电子课程设计-三相交直交变换
整流变压器的设计1.根据负载的实际需要，确定变压器的输出功率P2及输出电流I22.计算变压器的输入功率P1及输入电流I13.确定变压器磁芯截面积S和选用硅钢片尺寸：变压器磁芯材料选用硅钢片，磁芯形状选用E型4.计算初次级绕组匝数W1、W2由电磁感应定律，没匝线圈上的感应电动势整流变压器是△—Y型接法为保证初次级绕组相电压均为220v，次级绕组匝数为：5.计算初次级绕组的导线截面积q及选用导线：主电路设计（1）主电路结构（2）主要器件参数计算（3）软启动和缓冲电路设计软启动电路VCC工作原理：刚刚接通电源时，比较器输出高电平，反相后输出低电平，三极管截止，继电器不工作，整流输出端电阻与电容构成充电电路，端电压缓慢上升，直到软启动电路中的R2、C1充电后，电位高于比较器正输入端电位，输出低电平反相后输出高电平，三极管导通，继电器工作，整流输出端电阻被短路。
缓冲电路工作原理：右图给出了关断时的负载曲线。
关断前的工作点在A点，无缓冲电路时，uce迅速上升，负载线从A移动到B，之后ic才下降到漏电流的大小，负载线随之移动到C。
有缓冲电路时，由于C的分流使ic在uce开始上升的同时就下降，因此负载线经过D到达C。
可以看出，负载线在到达B是很可能超出安全区，使V损坏，而负载线ADC是很安全的，而且ADC经过的都是小电流、小电压区域，器件的关断损耗也大大降低。
（4）分析工作原理，绘制主要波形三相交流电经整流变压器输出相电压为220v的三相交流电，再经过三相桥式整流电路后，向电容C充电，使输出端电容C两端电压值稳定为530v，再经三相电压型逆变电路输出有效值200v，f=60Hz的三相交流电。
电压型逆变电路主要有以下特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗的情况的不同而不同；当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电力电子课程设计-交流交流变频器设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 交流/交流变频器设计初始条件：输入三相交流电：380V，50HZ。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、输出单相交流电，100V，1200HZ。
2、采用两级变换：AC/DC,DC/AC。
3、设计出完整电路图。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日交流/交流变频器设计1 设计任务及要求设计一个交流/交流变频器设计初始条件：输入三相交流电：380V，50HZ。
要求完成的主要任务:1、输出单相交流电，100V，1200HZ。
2、采用两级变换：AC/DC,DC/AC。
3、设计出完整电路图2 总体设计方案根据设计要求，本次设计的交流/交流变换器需要采用两级电路，即先采用AC/DC的整流电路，把380V的三相交流电变成直流电，再采用DC/AC的变电路，把直流电变成单相交流电输出。
结构原理图如图2-1所示：图2-1 总体结构原理图2.2 整流滤波电路方案选择方案一：采用三相半波整流电路。
该整流电路在控制角小于30°时，输出电压和输出电流波形是连续的，每个晶闸管按相序依次被触发导通，同时关断前面已经导通的晶闸管，每个晶闸管导通120°；当控制角大于30°时，输出电压和输出电流的波形是断续的。
当两个晶闸管同时导通时，即在换向重叠角部分，晶闸管承受的最大反向电压为线电压的峰值，而承受的最大正向电压为相电压的峰值。
方案二：三相桥式整流电路。
该整流电路是由一组共阴极和一组共阳极电路串联而成的。
三相桥式的整流电压为三相半波的两倍。
电力电子课程设计-交流变频调速电路课程设计
毕业设计（论文）论文题目：交流变频调速电路课程设计系部：自动控制系专业：电气自动化班级：自动化151学生姓名：学号：指导教师：2016 年 12 月30 日目录摘要 (1)第1章绪论 (1)1.1课题在国内外的发展 (2)1.2课程的性质、目的与任务 (2)1.3课程设计内容及基本要求 (2)第2章交流变频调速技术 (3)2.1变频技术简介 (3)2.2交流变频调速基本原理 (3)2.3变频调速的特点 (4)第3章交流变频调速的设计 (5)3.1交流变频调速的主电路图 (6)3.2控制电路 (7)第4章实验步骤及数据 (8)4.1变频调速实验目地 (9)4.2仪器、器材或环境 (9)4.3原理、过程及结论 (10)第5章总结与展望 (10)参考文献 (10)摘要：本课程设计介绍了异步电动机调压调速系统的几大组成部分，并着重讲述了三相异步电动机（M）、测速发电机（TG）、晶闸管交流调压器（TVC）的简单的工作原理。
在了解异步电动机调压调速的基本原理的基础上，设计了异步电动机单闭环调压调速系统的结构原理图。
还将调压调速与其他的调速方法相比，所具有的优点以及不足之处。
第1章绪论1.1课题在国内外的发展20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
变频调速电机简称变频电机，是变频器驱动的电动机的统称。
实际上为变频器设计的电机为变频专用电机，电机可以在变频器的驱动下实现不同的转速与扭矩，以适应负载的需求变化。
变频电动机由传统的鼠笼式电动机发展而来，把传统的电机风机改为独立出来的风机，并且提高了电机绕组的绝缘性能。
电力电子单相交—直—交变频装置设计
电力电子单相交—直—交变频装置设计一、概述随着电力电子技术的发展，交—直—交变频装置在工业和家庭用途中得到了广泛应用。
本文将设计一种单相交—直—交变频装置，用于实现电能的高效转换和调节。
二、设计原理单相交—直—交变频装置由三个部分组成：整流器、逆变器和控制系统。
1.整流器：将交流电转换为直流电。
采用整流桥式电路，由四个二极管组成，能够将输入的交流电转换为恒定的直流电。
2.逆变器：将直流电转换为交流电。
采用全桥逆变电路，由四个开关管组成，能够将输入的直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
3.控制系统：用于控制和调节逆变器的输出。
采用微处理器控制，通过测量输入信号和反馈信号，对开关管的开启和关闭时间进行调节，从而实现对逆变器输出电压和频率的精确控制。
三、设计要点1.整流器设计：根据输入电压和负载电流确定整流器的参数，选择合适的二极管并进行散热设计，以保证整流器的正常工作。
2.逆变器设计：选择合适的开关管并进行散热设计，以满足逆变器输出电压和频率的要求。
通过改变开关频率和占空比，实现对输出电压和频率的调节。
3.控制系统设计：选用适当的微处理器和控制算法，对逆变器进行精确的控制。
设计辅助电路，包括AD转换和PWM模块等，以实现对输入和反馈信号的测量和处理。
四、设计步骤1.确定输入电压和负载电流，计算整流器和逆变器的参数。
2.设计整流器电路，选择合适的二极管和散热器。
3.设计逆变器电路，选择合适的开关管和散热器。
4.设计控制系统电路，选用适当的微处理器和控制算法。
5.组装和调试整个系统，测试输入和输出电压、频率等参数。
6.进行系统优化和改进，提高系统的稳定性和效率。
五、应用场景1.工业应用：适用于各种电动机的变频调速，如风机、泵等。
2.家庭应用：适用于家电产品的电能调节和控制，如变频空调、变频洗衣机等。
3.新能源应用：适用于太阳能、风能等新能源的变频利用。
六、总结本文设计了一种单相交—直—交变频装置，通过整流器、逆变器和控制系统实现电能的高效转换和调节。
电力电子变流装置课设
目录1.课程设计目的 (2)2.课程设计题目描述与要求 (2)3.课程设计报告内容 (2)4.课程设计总结 (4)5.参考文献 (4)6.附录 (5)1.课程设计目的通过本次课程设计，加深对电力电子变流装置的结构特点和工作原理的理解；学会根据具体要求进行电力电子变流装置的结构设计和元件选型；掌握用工程设计方法和经验值进行元器件的参数设计；并通过对所设计的系统进行仿真来熟练掌握saber这款实用软件。
2.课程设计题目描述与要求2.1 设计内容(1)输入电压范围：AC180V-265V(2)输出：1路：DC +5V，最大输出电流1A2路：DC+12V，最大输出电流2A(3)输出纹波电压:＜100m v2.2 设计要求(1)熟悉高频开关电源的构成、工作原理及工程设计方法；(2)确定设计任务书中要求的开关电源的具体电路拓扑及控制策略，完成开关电源主电路、控制电路的设计；(3)对设计的开关电源电路进行仿真，得到相应的仿真结果(4)撰写课程设计说明书并打印(5)独立完成课程设计3.课程设计报告内容3.1总体方案的设计与主电路原理的分析3.1.1系统原理框图3.1.2 总体方案的设计本次设计的电源主要包括三部分：主电路，控制电路和保护电路。
根据课程设计的要求，主电路由AC/DC普通二极管整流和DC/DC直流变换器构成，由于具有两路输出且两路输出功率之和仅为29W，小于100W，故DC/DC直流变换器采用单端反激电路。
控制电路是开关电源的核心部分，控制的好坏直接影响电路的整体性能，在本次设计中采用的是以UC3842为核心的峰值电流型双闭环控制模式。
即在输出电压闭环控制系统中增加直接或间接的电流反馈控制。
电流模式控制可以使系统的稳定性增强，稳定域扩大，改善系统的动态性能，极大地消除了输出电压中由输入电压引入的低频纹波。
由于输入电压不稳定，或者一些其他的外在因素，有时会导致出现一些不利于电路工作的现象发生，因此保护电路是开关电源中必不可少的部分，起到保护电路安全和保障电路正常运行的作用。
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目录1 概论 (1)2 方案比较论证 (3)2.1主电路方案选择 (3)2.2控制电路方案选择 (4)3 仿真模型及参数设置 (6)3.1单相整流—逆变电路的仿真模型 (6)3.2仿真模型使用模块提取的路径及其参数设置 (6)4实验仿真 (9)5结论 (10)参考文献 (11)交流变换器仿真研究1 概论近年来，随着各行各业的技术水平和操作性能的提高，它们对电源品质的要求也在不断提高。
为了高质量和有效地使用电能，许多行业的用电设备都不是直接使用交流电网提供的交流电作为电能源，而是根据用电设备的要求采用电力电子技术对电能进行变换，从而得到各自所需的电能形式。
而实现这一功能的装置就是交流变换器。
从结构上看，变频电源可分为直接变频和间接变频两大类。
直接变频又称为交一交变频，是一种将工频交流电直接转换为频率可控的交流电，中间没有直流环节的变频形式。
间接变频又称为交一直一交变频，是将工频交流电先经过整流器成直流电，再通过逆变器将直流电变换成频率可变的交流电的变频形式，因此这种变频方式又被称为有直流环节的变频方式。
其中，把直流电变成交流电的过程叫做逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路。
这种能量的变换对节能、减小环境污染、改善工作条件、节省原材料、降低成本和提高产量等方面均起着非常重要的作用。
交一交变频一般使用的开关器件是晶闸管，利用电网电压有自动过零并变负的特点，将晶闸管直接接在交流电源上，使晶闸管能自然关断。
其过程与可控整流器一样，不需要附加换流器件，方法简单，运行可靠。
但是这种方法使用晶闸管数量较多，主回路复杂，且输出频率受电源频率的限制，一般不能高于电网频率的1／2。
交一直一交变频是目前变频电源的主要形式。
本文所研究的变频电源即采用这种形式。
按照电压、频率的控制方式，交一直一交变频器一种主要结构是采用二极管全桥不控整流器整流、脉宽调制型(PWM)逆变器同时实现调压调频方式。
此时不可控整流提高了装置输入功率因数，减小了对电网的谐波污染，又因采用高开关频率的逆变器，输出谐波很小，性能优良。
本文所述的变频电源采用这种方案。
采用二极管不可控整流，以提高网侧电压功率因数，整流所得直流电压用大电容稳压，为逆变器提供直流电压，再经过逆变器，输出可变幅值可变频率的信号。
本文所研究的交流变频器可以分为四个功能模块：整流电路、逆变电路、输出滤波器和控制电路。
整流电路是一个单相AC／DC变换电路，功能是把AC 220V／50Hz的电源进行整流滤波后转换成稳定直流电源供给逆变电路。
该整流能对电网污染进行双向隔离，以提高整机的电磁兼容性能。
逆变电路是该电源的关键电路，其功能是实现DC／AC的功率变换，即在在控制电路的控制下把直流电源转换成单相SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。
功率级采用全桥逆变结构，电源利用率高，整机工作效率高。
滤波电路是用来滤除干扰和无用信号，使输出为标准正弦波。
控制电路用于产生SPWM控制信号，还具有相关的过流，过压保护等功能。
2方案比较论证2.1 主电路方案选择一、交交变频电路。
交交变频电路主要应用于大功率交流电动机调速系统，实际使用的主要是三相输出交交变频电路。
其原理图如图1所示。
电路由P 组和 NP uoZ图1 交交变频原理图N 组反并联的晶闸管变流电路组成。
变流器P 和N 都是相控整流电路，P 组工作时，负载电流为正，N 组工作时，负载电流为负。
让两组变流器按一定的频率交替工作，负载就可得到该频率的交流电，改变两组变流器的切换频率，就可以改变输出频率。
改变变流器工作时的控制角，就可以改变交流输出电压的幅值。
不难看出，且输出频率受电源频率的限制，一般不能高于电网频率的1／2。
交交变频电路是才用相位控制方式，因此其输入电流总是滞后于输入电压，需要电网提供无功功率，其功率因数较低。
二、交直交变频器。
间接交流变流电路由整流电路、中间直流电流和逆变电路构成。
图2 所示的是不能再生反馈的电压型间接交流变流电路。
整流电路将图2 不能再生反馈的电压型间接交流变流电路220V/50Hz 的交流变换成直流。
中间直流电流对直流进行滤波处理，必要时进行升压斩波，以提高逆变后能输出交流的最大幅值。
逆变电路的功能是将直流逆变为所需频率和幅值的交流，主要是应用SPWM 技术控制逆变桥，产生交流电。
该方案具有功率因数高，对电网电源AC 输出AC污染小等优点。
本文中采用这种间接变换电路实现题目要求。
2.2控制电路方案选择DC—AC变换部分的控制技术是逆变电源的最关键部分，它在很大程度上决定了整个电源的性能。
传统的逆变电源采用模拟控制技术，该方法控制结构比较成熟，积累了大量的设计经验，而且相对成本较低，但是模拟控制存在着许多固有缺点：(1)电源生产的一致性不好，产品升级困难，新型逆变电源的诞生，一般都伴随着大幅度硬件的更换；(2)因采用大量的分散元件和电路板，导致硬件的成本偏高，系统的可靠性下降：(3)设计周期长，调试起来复杂。
并且较难实现先进的复杂的控制算法。
近年来，数字化已经成逆变电源的发展方向。
随着高性能数字信号处理器DSP的出现和控制理论的普遍发展，使得逆变电源的控制技术朝着全数字化、智能化和网络化的方向发展。
逆变电源采用数字控制相对模拟控制，具有以下明显优点：(1)控制电路结构简洁紧凑，大大简化了硬件电路的设计，提高系统抗干扰能力；(2)设计和制造灵活，每台电源间的一致性好，一旦改变了控制方法，只需修改程序即可，无需变动硬件电路，大大缩短了设计研制周期；(3)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使得逆变电源的智能化程度更高，性能更完美；可见，数字化是逆变电源发展的主要方向，然而，也存在着挑战。
原因是逆交电源是一个复杂的电力电子装置，是一个多变量、非线性、时变的系统，因此对它的控制存在着困难。
目前的困难主要来自于一下几个方面：(1)逆变电源的输出要跟踪的是一个按正弦规律变化的给定信号，它不同于一般的开关电源的常值控制。
在闭环控制下，给定信号与反馈信号的时间差就体现为明显的相位差。
这种相位差与负载是相关的，这就给控制器的设计带来了困难；(2)逆变电源的输出滤波器对系统的模型影响很大，输入电压的波动幅度和负载的性质、大小的交化范围往往比较大，这些都增加了控制对象的复杂性，使得控制对象模型的高阶性、不确定性、非线性显著增加；(3)对于数字式PWM，都存在一个开关周期的失控区间：一般是在每个开关周期的开始或上一个周期之末来确定本次脉冲的宽度。
即使这时系统发生了变化，也只能在下一个开关周期对脉冲宽度做出调整。
当然，正是有着众多的优点，而问题又存在，才使得逆变电源的数字化控制在国内外引起了广泛的关注。
本文中的设计采用数字化方式控制，其核心控制芯片采用TI公司的TMS320f2182。
3 仿真模型及参数设置3.1.单相整流—逆变电路的仿真模型单相整流—逆变电路的仿真模型如图3所示，由图可知，单相50Hz交流电源经单相不控整流环节，进行LC滤波后即为中间直流环节。
再进入PWM逆变，又一次LC滤波后，连接到需要不同于50Hz的交流电单相负载。
万用表检测不控整流桥与逆变桥的电力电子元件的电压与电流，示波器还检测输出负载电压波形。
图3 单相整流逆变电路的仿真模型3.2.仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置离散PWM发生器模块Discrete PWM Generator提取路径是：Simulink\SimPowerSystems\Power Electronics\Discrete Control Blocks\Discrete PWM Generator;信号终结模块Terminator提取路径是:Simulink\Commonly Used Blocks\Terminator。
交流电源模块:“Phase”初相角0°,“Frequency”频率50Hz,“Sample time”采样时间0(默认值0表示该交流电源为连续源),“Peak amplitude”当变频输出频率为50Hz时置为220V×2。
滤波电感L1：选Series RLC Branch模块，将参数“Inductance(H)”置为80e-3。
滤波电感L2；选Series RLC Branch模块，将参数“Inductance(H)”置为30e-3。
滤波电容C1：选Series RLC Branch模块，将参数“Capacitance(F)”置为1800e-6。
滤波电容C2：选Series RLC Branch 278模块，将参数“Capacitance(F)”置为320e-6。
不控整流桥参数设置如图4所示，逆变参数设置如图5所示，离散PWM发生器参数如图6所示，RL负载参数设置如图7所示。
图4 不控整流桥参数设置图5 逆变参数设置图6 离散PWM发生器参数图7 RL负载参数设置4实验仿真设置仿真开始时间为0，停止时间设置为0.5s，采用Ode23tb算法，其他参数采用系统默认设置。
对图3模型仿真.得到仿真结果，其波形为图8所示。
图8 单相整流逆变电路仿真波形5结论经过近两星期的努力，终于完成了本次课程设计。
其中包括方案的论证、电路的详细设计、最后的仿真分析，包括整流电路、逆变电路、输出滤波器的主回路等各个方面。
电源技术的精髓是电能变换，即利用电能变换技术，将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。
变频技术作为电源技术的核心技术，集现代电子、信息和智能技术于一体。
新的器件和新的拓扑理论的出现使得变频电源技术日趋可靠、成熟、经济、适用。
论文详细阐述了系统设计的思想和实现过程。
但由于时间关系，对控制器的系统软件设计没能给出详细的设计过程和例程，系统软件设计分为人机接口程序和控制程序。
人机接口程序实现了实时电压电流数据及其波形显示，控制参数显示及在线修改等功能；控制程序实现了信号采样分析、PWM脉冲调制和触发、PI控制器等程序。
随着社会进步和科学技术的发展，新的产业将应运而生，变频电源涉及的领域越来越宽，其产品规格和品种也将越来越多，技术难度也将越来越大，有很多问题有待我们去研究，如：能否全面贯彻电磁兼容性?电气额定值能否更高(如功率因素)或更低(如输出电压)？能否组建大容量电源?能否使外形更加小型化，外形适用使用场所要求?能否形成批量生产或单件快捷生产?这五个问题是变频电源能否在更广泛领域应用的关键，也是我们未来要解决的主要问题。
虽然，变频电源的研究开发中还有不少问题有待解决，需要更多的人投入研究工作，但我相信在大家的共同努力下，装置必将被广泛应用，发挥其强大的作用。
参考文献[1]王兆安，黄俊．电力电子技术．北京：机械工业出版社，2004[2]杨荫福，段善旭，朝泽云.电力电子装置及系统.北京：清华大学出版社，2006[3]陈伯时．电力拖动自动控制系统．北京：机械工业出版社，1991[4]陈坚.电力电子学.北京：高等教育出版社，2004[5]曾翔君，骆一萍.DSP控制原理及应用.北京：科学出版社，2009。