单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真(含开题报告书)

电力电子技术课程设计单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真

开题报告

课题名称：单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真

完成时间：2012.12.14

指导老师：刘彬

(一)简要背景说明

随着电力电子技术的发展，逆变电路具有广泛的应用范围。交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。由于电压型逆变电路具有直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；阻感负载时需要提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管等特点而具有广泛的应用范围。电压型逆变电路主要用于两方面：①笼式交流电动机变频调速系统。由于逆变电路只具有单方向传递电能的功能，故比较适用于稳态运行、无需频繁起制动和加、减速的场合。②不停电电源。该电源在逆变输入端并接蓄电池，类似于电压源。

图1 单相电压型全桥逆变电路

(二)研究的目的及其意义

在教学及实验基础上，设计单相电压型全桥逆变电路及其控制与保护电路，并通过使用simulink对课程中理论对电路进行仿真实现，进一步了解单相电压型全桥逆变电路的工作原理、波形及计算。

培养学生运用所学知识综合分析问题解决问题的能力。

在电力电子技术的应用中，逆变电路是通用变频器核心部件之一，起着非常重要的作用。逆变电路是与整流电路相对应，把直流电变成交流电的电路。逆变电路的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。无源逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，需要通过无源逆变电路；无源逆变电路与其它电力电子变换电路组合形成具有特殊功能的电力电子设备，如无源逆变器与整流器组合为交-直-交变频器(来自交流电源的恒定幅度和频率的电能先经整流变为直流电，然后经无源逆变器输出可调频率的交流电供给负载)。当电网提供的50 Hz 工频电源不能满足负载的需要，就需要用交-直-交变频电路进行电能交换。如感应

加热需要较高频率的电源；交流电动机为了获得良好的调速特性需要频率可变的电源。

(三)研究的主要内容

1单相电压型全桥逆变电路的原理。

2单相电压型全桥逆变电路的结构。

3单相电压型全桥逆变电路及其控制电路、保护电路的设计(画出原理图，标明器件的选择)。

4完成单相电压型全桥逆变电路的数学模型的设计。

5建立simulink仿真系统进行建模，并对模型参数进行设置。

6仿真结果与分析。

(四)研究的主要方法和手段

首先建立单相电压型全桥逆变电路的电路拓扑图，在MATLAB中使用simulink工具箱建立相关控制模型，设置模型参数后，通过仿真得到电路的电压、电流结果，并对该结果进行分析。

说明书目录

摘要

--------------------------------------------------------------------------5

第一章设计总体思路

------------------------------------------------------5 一课题概述

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-----5

二设计总体思路

---------------------------------------------------5 第二章基本原理和框图

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一基本原理

---------------------------------------------------------6 二单相电压型全桥逆变电路分析

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第三章单元电路设计

------------------------------------------------------8 一触发电路

---------------------------------------------------------8 二保护电路

---------------------------------------------------------10 第四章Simulink仿真

------------------------------------------------------10 一电路模型的建立

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二各元件的介绍

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三模型参数的设置

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四仿真结果

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第五章总结与体会

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致谢

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附录一三相整流电路的simulink仿真

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附录二参考文献