三相交流电电流、电压、频率转换器的设计

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36V三相SPWM交流电源控制系统的设计

36V三相SPWM交流电源控制系统的设计

36V三相SPWM交流电源控制系统的设计
一、设计内容
设计一种36v三相交流变频电源装置,主要包括整流电路、斩波电路和桥式逆变电路的设计,利用单片机实现对逆变电路的SPWM 调制。

输入的220V单相交流电,通过整流器,转换成直流电;直流电再经过逆变器转换成三相交流电。

二、基本要求
1.工作原理及整体方案设计思路。

2.在主电路的基础上,进行控制电路和保护电路设计。

3.对逆变电路控制器件进行驱动电路设计。

4.利用单片机AT89C52进行软件设计并仿真实现。

三、主要技术指标(或研究方向)
设计一个输入为单相交流工频220V,输出要求为三相36v,3A 的电源,输出频率为20Hz——100Hz,具有过载和短路保护。

四、应收集的资料及参考文献
[1]黄俊.电力电子变流技术[M].机械工业出版社,2004.5
[2]莫正康.半导体变流技术[M].机械工业出版社,2005.6
[3]王文郁.电力电子技术应用电路[M].机械工业出版
社,2008.9
五、进度
第1-2周:收集资料,设定方案
第3周:开题报告
第4-6周:设计电路,选择器件
第7周:中期答辩
第8-12周:进行驱动电路设计,利用单片机AT89C52进行软件设计
第13周:撰写论文
第14-15周:答辩。

三相交流电压型PWM变频电源及控制方法

三相交流电压型PWM变频电源及控制方法
86.67%
特点?
43-17同步调制和异步调制方式
(3)同步调制和异步调制方式:
根据载波频率与调制 波频率的关系, 调制方法又分为:
fsw / Hz
载波比k =fsw/fout
• 同步调制:载波比k为
3 的倍数, 能保证逆变器 输出波形的正、负半波
fout / Hz
对称,也能保证三相平 衡。但低速时,脉冲间隔
▪ 交流电机:
▪ 异步机: 绕线式,鼠笼式 ▪ 同步机: 它激式,自激式,永磁式
43-2变频器的分类
交流交流 (交)直交
矩阵式
相控型 电压型
硬开关 电流型
PAM 两电平
PWM 多电平
软开关
图 6.2.1 变频器的类型
三角波 PWM
空间电压矢量法 其他
重点:电压型, 两电平, PWM, 空间电压矢量法
uA
B : e j120o
F1 uB
uC
C : e j120o O
A : e j0
IM
Fg (t) 2 / 3(FA FB FC )
图 6.2.10 三 相 理 想 电 源 和 空 间 磁 动 势 表 示
2 / 3(
f Ae j0o
f e j120o B
fC e j120o )
空间位置
FA FB
uUN'
Ud

2
O
Ud 2
uVN'
Ud

2
O
Ud 2
uWN'
Ud

2
O
uA0 uB0 uC 0
ura (k) 与 该 周 期 内 矩 形 波 uAO (k ) 的平均值相等。

电力电子技术之交流交流变换器介绍课件

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

相正弦波变频电源设计

相正弦波变频电源设计

三相正弦波变频电源设计(总21页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摘要随着电力电子技术的迅速发展,将是电源技术更加成熟,经济,实用,实现高效率和高品质用电结合。

变频电源随即而出现,变频电源被广泛应用于各个领域,是变频调速的核心所在。

变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。

该次课设为使用protel设计一个输出频率范围为20~100HZ,输出线电压有效值为36V,最大负载电流有效值为3A,负载为三相对称阻性负载(Y型接法)的三相正弦波变频电源的课程设计。

关键词:变频电源 protel 三相正弦波变频电源目录摘要 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

1三相正弦波变频电源设计要求 ................................................ 错误!未定义书签。

2 三相正弦波变频电源系统设计方案比较 ................................ 错误!未定义书签。

整流滤波电路方案............................................................... 错误!未定义书签。

斩波电路方案....................................................................... 错误!未定义书签。

绝缘栅控双极型晶体管IGBT驱动电路方案 ..................... 错误!未定义书签。

逆变电路方案....................................................................... 错误!未定义书签。

三相整流电路

三相整流电路

三相整流电路什么是三相整流电路?三相整流电路是使用三相变压器和三个二极管对输入交流电压进行整流的设置,三个二极管分别连接到变压器次级绕组的三相。

为什么会有三相整流电路?单相整流电路进行整流,也就是将交流电转换为直流电源,但仅使用变压器次级线圈的单相进行转换,二极管连接到单向变压器的次级绕组。

这种电路的缺点就是纹波系数高。

在半波整流电路的情况下,纹波系数为1.21,在全波整流电路的情况下,纹波系数为0.482。

在这两种情况下,纹波系数的值都不能忽略。

(关于半波整流电路和全波整流电路,我在之前的文章中有详细的讲解,大家可以直接点进去看)半波整流电路全波整流电路因此,在这种类型的布置中,我们需要平滑电路来消除这些波纹。

这些纹波是直流电压中的交流分量被称为脉动直流电压。

如果在多个应用中使用这种脉动直流电压,则会导致设备性能不佳。

因此使用平滑电路、滤波器作为整流系统的平滑电路。

但是在这个平滑过程之后,整流电路的电压在某个点下降到零。

因此,如果用三相变压器代替单相变压器,纹波系数可以在很大程度上降低。

三相变压器的显着优势之一是即使不使用平滑装置,整流电压也不会降至零。

三相半波整流电路在三相整流电路中,三个二极管分别连接到变压器的次级绕组。

次级绕组的三相以星形连接,因此也称为星级次级。

三相半波整流原理电路图二极管的阳极端连接到变压器的次级绕组。

并且变压器的三相在一个称为中性点的公共点连接在一起。

该中性点为负载提供负极端子并接地。

三相半波整流电路输出电压波形图每个二极管导通三分之一的交流周期,其余两个二极管将保护开路。

输出的直流电压将介于电源电压的峰值和电源电压的一半之间。

三相半波整流电路的纹波系数由以下等式推导出来:三相半波整流电路的纹波系数从以上计算可以看出,三相半波整流电路的纹波系数为0.17,即17%,单相半波整流电路的纹波系数值为1.21,全相全波整流电路的值为0.482.由此可见,与单相整流电路相比,三相整流电路的纹波系数值要小得多。

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究一、概述随着电力电子技术的快速发展,三相电压型PWM(脉冲宽度调制)整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置,在电力系统中得到了广泛应用。

其不仅能够实现AC(交流)到DC(直流)的高效转换,还具有功率因数高、谐波污染小等优点,对于改善电网质量、提高能源利用效率具有重要意义。

对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究,对于推动电力电子技术的发展和电力系统的优化升级具有重要意义。

三相电压型PWM整流器的控制策略是实现其高效稳定运行的关键。

目前,常用的控制策略包括基于电压矢量控制的直接电流控制、基于空间矢量脉宽调制的间接电流控制等。

这些控制策略各有优缺点,适用于不同的应用场景。

需要根据实际应用需求,选择合适的控制策略,并进行相应的优化和改进。

在实际应用中,三相电压型PWM整流器被广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车充电站等领域。

在这些领域中,整流器的稳定性和效率对于保证整个系统的正常运行和提高能源利用效率具有至关重要的作用。

对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行研究,不仅有助于推动电力电子技术的发展,还有助于提高能源利用效率、促进可再生能源的发展和应用。

本文将对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究。

介绍三相电压型PWM整流器的基本原理和常用控制策略分析不同控制策略的优缺点及适用场景结合实际应用案例,探讨三相电压型PWM整流器的优化改进方法和发展趋势。

通过本文的研究,旨在为三相电压型PWM整流器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。

1. 研究背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题日益严重,可再生能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。

作为清洁、可再生的能源形式,电能在现代社会中发挥着至关重要的作用。

传统的电能转换和利用方式存在能量转换效率低、谐波污染严重等问题,严重影响了电力系统的稳定性和电能质量。

研究高效、环保的电能转换技术具有重要意义。

三相交交变频电路设计与仿真

三相交交变频电路设计与仿真

三相交交变频电路设计与仿真三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。

在电力系统中,电能的供给和需求常常是不匹配的,因此需要通过变频电路来实现电能的调节和控制。

本文将详细介绍三相交交变频电路的设计原理、电路结构和仿真分析。

首先,三相交交变频电路的设计原理是利用可控电子元件对三相交流电进行调节和控制,从而改变其频率和电压。

常见的可控电子元件有晶闸管、可控硅和IGBT等。

这些元件能够根据外部信号实现开关控制,从而实现对电流和电压的调节。

三相交交变频电路的电路结构主要包括整流桥、滤波电路、逆变桥和控制电路。

首先,整流桥将三相交流电转换为直流电,并经过滤波电路进行滤波处理,以去除电流中的高频脉冲成分。

接下来,逆变桥将滤波后的直流电转换为可变频率的交流电。

控制电路主要用于实现对逆变桥的开关控制。

常见的控制方法有脉宽调制(PWM)控制和电压调制控制。

脉宽调制控制通过改变逆变桥的开关时间来控制输出电压的大小。

而电压调制控制则通过改变逆变桥的开关角来控制输出电压的幅值。

为了验证三相交交变频电路的性能和稳定性,需要进行仿真分析。

在仿真过程中,可以使用软件如PSIM、Matlab/Simulink等来实现电路的建模和仿真。

首先,通过建立电路的数学模型,确定各个元件的参数和开关控制策略。

然后,仿真软件将根据模型和控制策略进行仿真计算,得到电路的输出电压、电流波形等参数。

通过分析这些仿真结果,可以评估电路的性能和优化设计。

总结起来,三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。

它通过控制和调节电流和电压,实现对电能的调节和控制。

设计和仿真分析是验证电路性能和稳定性的重要步骤。

只有深入了解电路的原理和结构,并进行充分的仿真分析,才能设计出高性能的三相交交变频电路。

三相电参数采集模块(机房监控)技术参数设计说明

三相电参数采集模块(机房监控)技术参数设计说明

三相电参数采集模块(机房监控)技术参数设计说明产品编号:551523616产品名称:K TR9033A三相电参数采集模块规格:三相产品备注:三相电参数采集模块产品类别:集中监控功能及指标●输入信号三相交流电压、电流。

输入频率:45~75Hz。

电压量程:50V、100V、250V、500V可选。

电流量程:1A、5A、20A;通过外置互感器可实现量程50A、100A、200A、500A、1000A。

信号处理:16位A/D转换,6通道,每通道均以4KHz速率同步交流采样,真有效值测量;数据更新:模块实时数据的更新周期可设置(40mS~1000mS,每步为10mS);此功能可通过我公司提供的恶“E系列产品测试软件”MODBUS-RTU协议中的配置界面进行配置;更新周期默认为250ms。

过载能力:1.4倍量程输入可正确测量;瞬间(<10周波)电流5倍,电压3倍量程不损坏。

●通讯输出输出数据:三相相电压Ua、Ub、Uc;三相电流Ia、Ib、Ic;有功功率P、无功功率Q、功率因数PF、各相有功功率Pa、Pb、Pc;正反向有功电度等电参数。

输出接口:RS-485二线制±15KVESD保护、或RS-232三线制±2KVESD保护。

通讯速率(Bps):1200、2400、4800、9600、19.2K;通讯协议:ASCII码格式协议、MODBUS-RTU协议,自动识别使用。

●测量精度电流、电压:0.2级;其它电量:0.5级;●参数设定模块地址、通讯速率可通过通讯接口设定;有功电量底数可通过通讯接口清零。

●模块供电电源DC+5V±5%、DC+8~30V;功耗:<0.5W+5V供电,消耗电流小于70mA,输入纹波应小于100mV,输入电压5V±5%。

+8~30V供电,消耗电流小于70mA,最高输入电压不得超过+32V。

●隔离电压输入-输出:1000VDC。

电流输入、电压输入、AC电源输入、通讯接口输出之间均相互隔离。

第五章三相交流电路分析

第五章三相交流电路分析

第五章三相交流电路分析在电力系统中,交流电路是最常见的一种电路类型。

为了正确地分析和设计交流电路,我们需要了解三相交流电路的特性和分析方法。

一、三相交流电路的特性1.三相电源:三相交流电路由三个交流电源组成,每个电源的电压和频率相同,相位差为120度。

常见的三相电源包括三相发电机和三相变压器。

2.平衡载荷:三相交流电路中的负载应该是均衡的,即等压等阻等容。

这意味着每个负载元件都具有相同的电阻、电容或电感值,并且吸收相同的功率。

3.平衡三相电压:在理想情况下,每个负载元件都会获得相等的电源电压。

在实际情况下,由于线路阻抗、电源不平衡等因素,三相电压可能会有轻微的差异。

4.动态平衡:三相交流电路中的电压和电流在时间上是随时间变化的,但在任何给定时刻,三相电源的总功率应该是恒定的。

二、三相交流电路分析方法为了分析三相交流电路,我们可以使用以下方法:1.改为等效单相电路:可以将三相电路转化为等效的单相电路。

这可以简化分析过程,因为单相电路更容易处理。

对于平衡负载情况,可以使用等效电路法将三个相位合并为一个相位。

2.转移功率定理:我们可以使用转移功率定理来计算三相电路的功率。

转移功率定理表明,三相电路的总功率等于单相电路的总功率之和。

3.无功功率的计算:在三相交流电路中,无功功率通常用于表示电路中的电容器和电感器的能量交换。

我们可以使用虚功率和功率角的概念来计算和分析无功功率。

4.常见的三相电路:在实际应用中,有许多常见的三相电路,如三相电动机驱动电路和三相电源变换器。

对于这些常见电路,我们可以使用一些特定的分析方法进行计算和设计。

三、三相交流电路的应用三相交流电路广泛应用于各个领域,特别是在电力系统中。

以下是一些常见的应用:1.电力系统输电:电力系统中的高压输电线路通常使用三相交流电路。

由于三相电路的优点,如功率传输高效和成本低廉,使得三相交流电路成为电力系统的首选之一2.电动机驱动:工业生产中的各种电动机通常使用三相交流电路进行驱动。

基于DSP三相电压源变换器SPLL设计与应用

基于DSP三相电压源变换器SPLL设计与应用

基于DSP三相电压源变换器SPLL设计与应用吕飞;朱家林;余凤豪;张松涛【摘要】准确的相位信息是三相电压源变换器稳定运行的重要条件.软件锁相环(SPLL)具有设计多样性、高抗干扰性等优点可快速得到电网电压的相位信息.本文以三相电压源型PWM变换器为对象,分析了SPLL工作原理,推导出SPLL线性化模型,分析设计SPLL控制器参数,并用DSP实现所设计SPLL.仿真及试验表明所设计SPLL良好应用于三相电压源型PWM整流装置.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(035)003【总页数】5页(P36-39,43)【关键词】软件锁相环;电压源变换器;数字信号处理器;坐标变换【作者】吕飞;朱家林;余凤豪;张松涛【作者单位】海军蚌埠士官学校机电系,安徽蚌埠2330122;海军92763部队,辽宁大连116041;海军蚌埠士官学校机电系,安徽蚌埠2330122;海军蚌埠士官学校机电系,安徽蚌埠2330122【正文语种】中文【中图分类】TM1330 引言电网电压的相位信息是电力电子变换装置稳定运行的重要条件,同步旋转坐标下与电网电压同步的电压、电流信号需要相位信息计算获得[1]。

图1所示为三相电压源型PWM变换装置与电网相连的控制框图。

图中电流控制器(current controller)工作在同步旋转坐标系(SRF)下,电网电压的相位角为(k)。

经过Park变换,将三相静止坐标系下的电网电压和电流转换成两相同步旋转坐标系下的电压和电流,作为同步旋转坐标系下电流控制器的控制输入信号。

锁相环(PLL—Phase Locked Loop)技术能够得到精确的电网电压相位信息[2]。

SPLL是随着微控制器技术和数字处理器(DSP)的不断发展而逐渐实现的,SPLL所有的PLL函数都是在软件上执行,设计调整不需要修改硬件,使得SPLL比硬件PLL在设计上具有更好的灵活性和多样性[2,3]。

本文通过分析SPLL基本原理,推导出SPLL线性化模型;以线性化模型为依据,分析设计SPLL控制器PI参数;并用DSP实现SPLL功能,仿真及试验表明所设计的SPLL良好应用于三相电压源PWM整流装置。

基于晶闸管的三相桥式整流系统设计

基于晶闸管的三相桥式整流系统设计

基于晶闸管的三相桥式整流系统设计
要设计基于晶闸管的三相桥式整流系统,首先需要了解整流系统的基本原理和要求。

三相桥式整流系统用于将三相交流电转换为直流电。

晶闸管是一种用于控制大电流的开关元件,可以实现对电流的精确控制。

下面是一个基于晶闸管的三相桥式整流系统的设计步骤:
1.确定系统规格:确定输入交流电的电压、频率和功率要求,
以及输出直流电的电压和电流要求。

2.选择晶闸管:根据系统的功率要求选择合适的晶闸管。

晶闸
管的额定电流和电压应满足系统的要求。

3.设计整流电路:根据三相交流电的输入,设计桥式整流电路。

桥式整流电路包括六个晶闸管,按照适当的相序和触发角度开关控制晶闸管。

4.设计触发电路:晶闸管需要通过触发电路进行控制。

触发电
路可以使用脉冲变压器或其他适当的触发电路实现。

5.设计滤波电路:由于整流电路输出的是脉动的直流电,需要
使用滤波电路将脉动减小到可以接受的范围。

滤波电路可以使用电容和电感构成的LC滤波器。

6.添加保护电路:为了保护系统和晶闸管,应设计合适的保护
电路,如过流保护和过压保护等。

7.进行系统仿真:使用电路仿真软件如LTspice等进行整个系统的仿真,验证系统的性能和稳定性。

8.制作原型系统:根据仿真结果,制作实际的原型系统进行实验和测试。

9.优化和调整:根据测试结果,对系统进行优化和调整,以满足实际应用需求。

以上是一个基于晶闸管的三相桥式整流系统的设计步骤。

设计过程中需要考虑电路的稳定性、效率和可靠性等因素。

三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真

三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真

三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真引言:在现代工业生产中,电动机作为一种重要的动力设备,广泛应用于各种机器和设备中。

为了满足不同工艺和运行要求,需要调节电动机的运行速度。

传统的方法是通过改变电源的频率来达到调速的目的。

然而,这种方法存在一定的局限性,无法实现精确的调速效果。

因此,引入变频调速系统成为了提高电机调速性能的有效手段。

本文将对三相异步电动机变频调速系统的设计及仿真进行详细介绍。

一、系统设计:1.变频器设计:变频器是变频调速系统的核心部分,用于将输入电源的频率和电压变换成适合电动机工作的频率和电压。

变频器由整流器、滤波器和逆变器组成。

整流器将输入的交流电变换成直流电,滤波器用于平滑输出电压,逆变器将直流电转换成可控的交流电输出。

变频器还包括控制模块,用于实现调速功能。

2.控制系统设计:控制系统包括速度传感器、PID控制器和功率放大器。

速度传感器用于实时测量电机转速,PID控制器根据设定转速和实际转速之间的差异,调节变频器的输出频率和电压,以实现电机的准确调速。

二、系统仿真:为了验证设计的可行性和调速性能,可以使用MATLAB/Simulink进行系统仿真。

具体的仿真流程如下:1. 搭建电机模型:根据电机的参数和等效电路,搭建电机的MATLAB/Simulink模型,包括电机的输入端口、输出端口和机械负载。

2. 设计控制系统:在Simulink中添加速度传感器、PID控制器和功率放大器,并与电机模型连接起来。

3.设定仿真参数:设置电机的参数、控制系统的参数和仿真时间等参数。

4.进行仿真实验:根据实际需求,设置不同的转速设定值,观察电机的响应情况,如稳态误差和调速时间等。

5.优化系统性能:根据仿真结果,调整参数和控制策略,优化系统的调速性能,如减小稳态误差和调速时间。

三、结论:三相异步电动机变频调速系统是一种能够实现精确调速的调速方案。

通过合理设计和仿真验证,可以得到一个性能稳定、调速精度高的变频调速系统。

三相PWM逆变器的设计

三相PWM逆变器的设计

三相PWM逆变器的设计三相PWM逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置,具有高效率、低失真、输出电压可调等特点,在工业领域中应用广泛。

设计一个三相PWM逆变器涉及到电路拓扑结构、电路参数选择、控制策略等多个方面。

以下是一个基础的三相PWM逆变器设计的详细步骤。

1.三相桥式逆变器拓扑选择三相桥式逆变器是最常用的逆变器拓扑,由6个功率开关器件组成,可以实现全桥或半桥逆变。

全桥逆变器的输出电压质量接近正弦波,但需要更多的功率开关器件;半桥逆变器只需要3个功率开关器件,但输出电压质量稍差。

根据实际应用需求和成本限制,选择适合的拓扑结构。

2.电路参数选择根据输出功率和频率要求,选择合适的功率开关器件。

常见的功率开关器件有IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。

考虑到功率开关器件的导通压降、开关速度、热稳定性、价格等因素,选择适应需求的器件。

3.控制策略选择PWM(脉宽调制)是实现三相逆变器输出的常用控制策略。

常见的PWM控制策略有SPWM(正弦脉宽调制)、SVPWM(空间矢量脉宽调制)等。

SPWM控制策略简单易实现,但需要大量的计算和存储器件;SVPWM控制策略计算复杂度更低,输出电压质量更高。

根据实际需求选择合适的控制策略。

4.电路设计根据逆变器的拓扑结构和控制策略,设计逆变器的详细电路图。

包括功率开关器件的连线方式、驱动电路的设计、滤波电路的设计等。

电路设计时需要根据功率开关器件的参数和电源电压进行合理的限流和保护设计,确保逆变器的可靠性和安全性。

5.控制器设计根据控制策略设计逆变器的控制器。

控制器可以采用单片机、DSP(数字信号处理器)、FPGA(可编程门阵列)等实现。

控制器的主要任务是通过PWM控制信号控制功率开关器件的导通和断开,实现逆变器输出电压的调节和控制。

6.仿真验证和实验验证使用电子电路仿真软件(如PSIM、Simplorer)对设计的三相PWM逆变器进行仿真验证。

三相变频器工作原理详解

三相变频器工作原理详解

三相变频器工作原理详解三相变频器是一种常用的电力变换设备,用于控制交流电动机的转速和输出功率。

三相变频器通过调节输入电源的频率和电压,实现对电机的精确控制,提高系统的效率和性能。

本文将详细解析三相变频器的工作原理,从电路组成到工作流程,带您深入了解这一关键设备的工作原理。

1. 三相变频器的基本组成三相变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制系统组成。

整流器将交流电压转换为直流电压,滤波器用于平滑输出电压波形,逆变器将直流电压转换为可变频率和电压的交流电源输出,控制系统则根据输入信号调节逆变器的工作状态,实现对电机的控制。

2. 三相变频器的工作原理1.整流器阶段:在整流器阶段,交流输入电压经过整流桥整流为直流电压,供电给逆变器和控制系统。

2.滤波器阶段:直流电压经过滤波器后进行平滑处理,以减小输出电压的波动,提高系统稳定性。

3.逆变器阶段:逆变器是三相变频器的核心部分,通过逆变器将直流电压转换为可控的交流电压输出,实现对电机的转速和输出功率精确调节。

逆变器通常采用PWM控制技术,通过调节开关器件的开关周期和占空比,控制输出电压的频率和幅值。

4.控制系统阶段:控制系统监测电机的转速、电流和温度等参数,根据输入信号产生控制信号,调节逆变器的工作状态,实现对电机的闭环控制,确保系统稳定运行。

3. 三相变频器的应用领域三相变频器广泛应用于工业生产中的各类电动机控制系统,如风机、水泵、压缩机等,也可用于电梯、空调等领域。

通过精确调节控制电机的转速和输出功率,提高系统的效率和节能性,满足不同工况下的需求。

4. 总结三相变频器作为电力变换设备的重要组成部分,在工业自动化控制系统中发挥着重要作用。

本文详细介绍了三相变频器的工作原理,包括基本组成、工作流程和应用领域,希望可以帮助读者更好地了解这一关键设备,为实际应用提供指导和参考。

通过以上介绍,相信读者已经对三相变频器的工作原理有了清晰的认识,对实际应用中的调试和运行提供了一定的帮助。

电力电子设计报告 三相电压型交直交变频器设计与仿真

电力电子设计报告 三相电压型交直交变频器设计与仿真

电力电子课程设计报告设计题目三相电压型交直交变频器设计与仿真指导老师设计者专业班级学号摘要目前国际形势纷乱复杂、能源危机日益突出,能源瓶颈已经逐渐成为了制约国民经济持续发展的主要因素之一,迫切需要提高工农业生产中的能源利用率。

本课程设计正是基于目前我国交流电气传动系统的现状,设计了一台电压源型通用变频器。

随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,交流变频调速技术得到了迅速发展,其显著的节能效益,高精确的调速精度,宽泛的调速范围,完善的保护功能,以及易于实现的自动通信功能,得到了广大用户的认可,在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面,也给使用者带来了极大的便利。

因此,研究交—直—交变频调速系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。

本文研究了变频调速系统的基本组成部分,主回路主要有三部分组成:将工频电源变换为直流电源的“整流器”;吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”,也是储能回路;将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

使用Matlab/Simulink搭建交—直—交变频调速系统的仿真模型,通过试验对该交—直—交变频器的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识,也对谐波对于交—直—交变频器的影响有了一定的了解。

关键词:交—直—交变频,整流,逆变,simulink仿真,谐波目录摘要 .................................................................................................................... I I 第1章绪论. (5)1.1课程设计的目的 (5)1.2课程设计的任务与要求 (5)1.3课程设计的内容 (5)1.4控制方式 (6)1.5M ATLAB的原理应用及S IMULINK仿真 (7)第2章三相电压型交直交变频器的组成及基本原理 (8)2.1三相电压型交直交变频器的基本构成 (8)2.2交直交变频器的工作原理 (10)2.3使用变频器要注意的问题 (11)2.4交直交变频的基本工作特性 (11)2.5PID控制器的参数整定 (11)第3章主电路设计及仿真 (12)3.1设计方案 (12)3.2主电路结构原理图 (13)3.3电路类型选择依据 (13)3.4整流器的工作原理及设计 (14)3.4.1 整流器的基本工作原理 (14)3.4.2 整流元件的选择 (16)3.4.3 电抗器参数计算 (16)3.4.4 整流器的设计与仿真 (16)3.5逆变器的工作原理及设计 (21)3.5.1 逆变器的基本工作原理 (21)3.5.2 逆变器的设计与仿真 (24)3.5.3 PI控制电路的设计与仿真 (28)3.5.4 PWM波的产生设计与仿真 (30)第4章驱动保护电路的设计 (33)4.1过电压保护: (33)4.2过电流保护 (34)4.3IGBT驱动电路 (34)4.4触发电路选择与设计 (35)第5章综合设计与仿真 (37)5.1.1 交直交变频器模型 (37)5.1.2 检验是否满足性能指标的要求。

交直交三相变频器

交直交三相变频器

交直交变频器原理定义:把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器。

构架:变频器可以分为四个主要部分。

1.整流部分:将工频电源转换成直流功率。

2.中间电路: a.将直流电压变换成直流电流;b.使脉动的直流电压变得稳定平滑;3.逆变部分:将直流功率转换成交流功率。

4.控制系统:将控制信号传送给整流部分、中间电路、逆变部分,也接收来自各个部分的信号,实现闭环控制。

整流原理:将单相或者三相交流电变成脉动直流电。

1.工频电源:我国的工频电源是频率为50HZ的正弦交流电。

a.正弦交流电的表示方法u=U m sin(ωt+ⱷ);U m最大值ω角频率ⱷ初相位b.表示正弦交流电的物理量①周期、频率、角频率ω=2πf=2π/T单位rad/s T=1/f=2π/ω单位s②最大值、有效值、瞬时值有效值:如果交流电和直流电分别通过同一电阻,两者在相同的时间内所消耗的电能相等(或所产生的焦耳热相同),则此直流电的数值就叫做交流电有效值的数值。

通常所说的交流电的电压、电流的值,如果没有特殊说明,都是指有效值,例如单相交流电压220伏,三相交流电压380伏;交流电工仪表测出的电压、电流值都是指有效值;交流电气设备铭牌上标注的电压、电流值也是指有效值。

③相位、初相位、相位差u=U m sin(ωt+ⱷ)中,ωt+ⱷ就是电压的相位;ⱷ就是初相位,即t=0时的相位;同频交流电的相位差,就是初相之差。

2.单相桥式整流原理单相桥式整流电路a.当正弦交流电处于正半周时b.当正弦交流电处于负半轴时c.正弦交流电整个周期无电容滤波,桥式整流电路中,输出的直流电压平均值是输入的正弦交流电压有效值的0.9倍;如果有大容量电容的滤波电路,空载情况下,输出的直流电压平均值就是输入的正弦交流电压有效值的1.41倍,接近正弦交流电压的最大值;有负载的条件下,输出的直流电压平均值就是输入的正弦交流电压有效值的1.2倍(经验值)。

三相pwm整流器工作原理

三相pwm整流器工作原理

三相pwm整流器工作原理三相PWM整流器是一种常见的电力电子器件,用于将交流电转换为直流电。

它的工作原理是通过PWM技术对三相交流电进行控制,实现对输出直流电的调节和控制。

我们需要了解什么是PWM技术。

PWM全称为Pulse Width Modulation,即脉宽调制技术。

它利用了脉冲信号的高低电平和脉冲宽度之间的关系,通过改变脉冲的宽度来控制输出电压或电流的大小。

在三相PWM整流器中,PWM技术被应用于控制交流电的整流过程。

三相PWM整流器由三个桥式整流电路组成,分别对应着三相交流电的三个相。

每个桥式整流电路由两个开关管组成,分别为上桥臂和下桥臂。

开关管的导通与非导通控制由PWM信号来实现,通过改变开关管的导通时间来控制输出直流电的大小。

在工作过程中,三相交流电经过三个桥式整流电路后,经过滤波电路得到了平滑的直流电。

PWM控制器会对三个桥式整流电路中的开关管进行控制,根据输入的控制信号和反馈信号来调整开关管的导通时间,从而控制输出直流电的电压和电流。

具体地说,PWM控制器会根据输入的控制信号生成相应的PWM 信号。

PWM信号的频率通常很高,一般在几十kHz或者更高,这样可以减小输出的脉动电压。

而PWM信号的占空比则决定了开关管导通的时间比例。

占空比越大,开关管导通的时间越长,输出直流电的电压和电流越大;占空比越小,开关管导通的时间越短,输出直流电的电压和电流越小。

三相PWM整流器的优势在于其输出电压和电流的可调性和稳定性。

通过控制PWM信号的占空比,可以精确地控制输出直流电的大小,满足各种应用场景的需求。

而且,PWM技术可以提供较高的效率,减少能量的损耗。

总结起来,三相PWM整流器通过PWM技术对三相交流电进行控制,实现了对输出直流电的调节和控制。

它由三个桥式整流电路组成,通过改变开关管的导通时间来控制输出直流电的大小。

通过控制PWM信号的频率和占空比,可以精确地控制输出直流电的电压和电流。

三相电压型PWM整流器及其控制的设计_毕业论文 精品

三相电压型PWM整流器及其控制的设计_毕业论文 精品

华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业论文Graduation Thesis(2009 —2013 年)题目:三相电压型PWM整流器及其控制的设计分院:电气与信息工程分院专业:电气工程及其自动化1摘要传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动,需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。

直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置,这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。

本文从实际出发,首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史,电路的拓扑结构,以及电路的控制策略。

深入的研究了PWM整流器的数学模型,得到了一些有用的结论,重点研究了PWM整流器的控制策略,即SVPWM调制策略,设计了相应的控制器。

在MATLAB中搭建了仿真模型,仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的,能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压,在负载突变后,也能很好的调节的直流电压保持不变,并且电网电流与电压同相,实现了单位功率因数运行。

关键字:PWM整流;SVPWM调制;仿真;单位功率因数AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor3目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (1)1.1.2 功率因数校正技术 (2)1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2.1 PWM整流器的分析与建模 (3)1.2.2 三相PWM整流器控制技术的研究 (3)1.2.3 PWM整流器拓扑结构的研究 (3)1.2.4 PWM整流器系统控制策略的研究 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (4)1.4 本文的主要研究内容和重点 (4)第2章三相PWM整流器的原理及其数学模型 (5)2.1 PWM整流器的基本原理 (5)2.1.1 三相PWM整流器拓扑结构 (5)2.2.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (7)2.2.2 两相坐标系下的低频数学模型 (9)2.2.3 PWM整流器高频通用数学模型 (11)2.2.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型 (14)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (17)3.1电压型PWM整理器的电压空间矢量控制技术 (17)3.2 SVPWM算法在MATLAB中的实现 (17)3.2.1 参考电压矢量所在扇区N的判断 (18)3.2.2 不同扇区两相邻电压空间矢量的作用时间 (22)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (25)4.1 三相VSR直流电压控制 (25)4.2PWM整流器整体仿真 (27)第五章结论与展望 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题的研究背景与意义近十几年来,随着电力电子装置的谐波污染受到愈来愈广泛的重视,随着用电设备谐波标准和电机系统节能工程的推广实施,必将会很大程度上促进对PWM 整流器的发展。

三相电流型逆变电路工作原理_概述说明以及解释

三相电流型逆变电路工作原理_概述说明以及解释

三相电流型逆变电路工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将介绍三相电流型逆变电路的工作原理,以及对其进行概述、说明和解释。

三相电流型逆变电路是一种重要的电能转换装置,广泛应用于各个领域,如工业控制系统、交流驱动电机等。

了解该电路的工作原理对于深入理解和应用该技术具有重要意义。

1.2 文章结构本文按照以下结构展开对三相电流型逆变电路的讨论:第2部分将详细介绍三相电流型逆变器的概述,包括其基本定义、特点和应用领域。

接着在第3部分,我们将深入探讨三相电流型逆变电路的组成,包括硅调制整流桥、滤波器和PWM逆变输出端等重要部分。

然后在第4部分中,我们将详细解析三相电流型逆变电路的工作原理,包括各个元件的功能和协同作用机制。

第5部分将关注实验设计与步骤,并给出实验结果与分析。

同时还会介绍该技术在实际应用中的场景案例及其分析。

接下来,在第6部分我们将对该电路的效能及限制进行评估,包括方法、指标选择以及与其他实验进行的对比和数据分析。

最后,在第7部分中,我们将总结文章并对三相电流型逆变电路未来的优化和扩展方向进行展望。

1.3 目的本文旨在提供一个全面详细的概述,并深入解释三相电流型逆变电路工作原理。

通过阐述其组成部分、功能机制以及实验结果与应用案例,读者可以更好地理解和应用这一技术。

同时,本文还将评估该技术的效能和限制,为未来的研究提供参考。

通过本文的阅读,读者将能够全面了解三相电流型逆变电路,并有助于相关领域工程师和研究人员进一步探索该技术在实际中的创新应用。

2. 三相电流型逆变电路工作原理:2.1 三相电流型逆变器概述:三相电流型逆变器是一种用于将直流电转换为交流电的电路装置。

它通过控制和调节输入直流电压,实现输出交流电压的波形控制和频率调节。

与传统的单相逆变器相比,三相电流型逆变器具有更高的功率输出和更稳定可靠的性能。

2.2 三相电流型逆变电路组成:三相电流型逆变电路由多个组件组成,包括整流单元、滤波单元以及逆变单元。

三相异步电动机变频调速控制系统设计

三相异步电动机变频调速控制系统设计

三相异步电动机变频调速控制系统设计一、引言三相异步电动机广泛应用于工业生产中,以其结构简单、制造成本低、容量大、耐用等优点而受到青睐。

然而,传统的电动机调速方式并没有很好地满足各种应用场景的需求。

变频调速系统是一种能够根据不同需求实现高效调速的解决方案。

本文将介绍三相异步电动机变频调速控制系统的设计方案,包括系统的原理、硬件设计、软件设计及性能测试等内容。

二、系统原理系统主要由以下几个部分组成:1.变频器:负责将输入的电源交流电转换为可调的电压和频率,供给电动机使用。

变频器通常包括整流器、逆变器和滤波器等电路。

2.控制电路:包括信号输入、测量电路、调速逻辑电路等。

其中,信号输入模块负责接收用户的控制信号;测量电路负责测量电动机的转速和电流等参数;调速逻辑电路负责根据用户控制信号和测量参数计算出变频器的控制信号。

3.电机驱动:负责将变频器输出的电压和频率传送给电动机,驱动电动机工作。

三、硬件设计硬件设计包括电路的选型和布局。

其中,变频器的选型需要考虑电源电压和频率、电机额定参数、控制精度等因素。

控制电路的设计需要选择合适的传感器和控制芯片,保证调速系统的稳定性和性能。

硬件布局上,需要合理布置各个电路模块,使得信号传输和功率传输互不干扰。

同时,还需考虑防护措施,确保系统的安全性。

四、软件设计软件设计主要包括控制算法和用户界面设计。

控制算法根据用户的设定值和实际测量值,计算出变频器的控制信号。

控制算法一般采用闭环控制方法,包括PID控制、模糊控制等。

用户界面设计可采用上位机软件,通过图形界面实现对调速系统的设置和监控。

五、性能测试为了验证系统设计的可行性和性能,需要进行性能测试。

性能测试包括静态特性测试和动态特性测试。

静态特性测试主要是测量系统的静态输出特性,如电机的转速、电流和功率等。

动态特性测试则是模拟实际工况下的负载变化情况,测试系统的动态响应和稳定性。

六、总结三相异步电动机变频调速控制系统的设计方案包括系统原理、硬件设计、软件设计和性能测试四个方面。

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三相交流电电流、电压、频率转换器的设计
在三相交流电路中,往往需要检测三相相电流、线电流和频率的变化,监控线路电压的波动,控制升温、降温、振动大小等,另外,还需要经常了解三相负载的本身工作正常与否,从而做到实时调整。

文章设计了一种实用的电压/电流(V/I)、电流/电流(I/I)和频率/电流(F/I)转换器,将传感器测量的电压、电流和频率信号转换为电流信号以适应远距离检测的需要,实验结果表明三种转换电路均能满足设计指标。

标签:三相交流电;变送器;标准电流输出
Abstract:In the three-phase alternating current,it is always necessary to detect the changes of three phase current linear current and frequency、monitor the volatility of line voltage and controll the temperature rise and fall、the speed of evaporation and the scale of vibrating etc.On the other hand ,we should constantly know that whether the three phase load itself is working normally ,so that we can modulate it timely.Having designed a kind of V/I 、I/I 、F/I converters,we can cater to the need of distant detection.The experimentation has improved ,the three transfer circuits all content to the indexes of design.
Key words:the three-phase alternating current;transmitter;the output of standardized current
引言
工业上对于三相交流电的测试一般在现场,而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上,两者之间可能相距数十至数百米,测试结果若以电压等形式传输,会出现信号减弱、失真等现象,从而导致测试结果的不准确。

若以电流形式传输则不会有衰减,适宜于远距离传输。

两线制变送的突出优点是现场变送器和控制室的仪表之间的联系仅仅使用两根导线,这两根导线既是供给变送器工作的电源线,又是信号输出线。

传输信号的下限为4mA,不与机械零点重合,不但可充分利用晶体管电路的线性段,而且容易识别断电、断线等故障。

传输信号的上限为20mA,比0~10mA输出方式大一倍,有利于提高信号输送效力和信号的分辨能力。

根据需求设计了一种转换器,可以实现将不同传感器采集的三相交流电的不同物理参数转换为4~20mA的标准变送输出,并且保证转换精度≤2%,以便于后续的测试工作。

转换的物理参数包括利用基于DVL系列传感器的信号处理模块采集的三相交流电的电压信号,利用基于DHR系列传感器的信号处理模块所采集的三相交流电的电流信号以及利用光耦传感器和PIC18F97J60单片机接口电路将采集的频率信号转换成的计数脉冲信号[1]。

文章所设计的电路是可以实现0~2.5V电压、0~125mA以及0~1KHz转
化为4~20mA标准变送输出,系统结构框图如图1所示。

1 转换器的电路设计
V/I 转换器是一种可以实现将输入的电压信号转换为电流信号输出的电路。

图2是两线制V/I变换电路的基本原理图,转换电路由OP1、Q1、R1、R2、Rs 构成。

若A点由于某种原因高于0V,则运放OP1输出升高,Re两端电压升高,通过Re的电流变大。

相当于整体耗电变大,通过采样电阻Rs的电流也变大,B 点电压变低(负更多)。

结果是通过R2将A点电压拉下来。

反之,若A点因某种原因低于0V,也会被负反馈升高到0V。

以上是负反馈过程,负反馈的结果是运放OP1虚短,A点电压=0V。

电路正常工作需要2个条件:首先要自身耗电尽量小,省下的电流要供给调理电路以及变送器。

其次要求运放器件能够单电源工作,即在没有负电源情况下,输入端仍能够接受0V输入,并能正常工作。

单电源供电时,输入端从-0.3V~1.5V 范围内都能正常工作。

R5和U1构成基准源,产生2.5V稳定的基准电压。

1.1 电压/电流转换电路设计
利用莱姆电子的DVL系列传感器所采集的三相交流电的0~2.5V直流电压信号,输入转换电路实现4~20mA的交流电输出。

电压/电流[2]的转换即是将电压信号转换为随输入电压变化的电流信号,在一定的负载变化范围内要求输出电流能够保持稳定(不随负载变化)具有这一特性的V/I转换原理图如图3所示,下面是对设计电路的介绍。

图3所示仿真电路中主要是由五个LT1078IN8运算放大器、一个BSS79B 三极管以及其他辅助元件构成。

电路中U3A运放电路实质上是一个检波电路,其输出端接入一个二极管实现对输入信号的检波作用,当输入信号为正弦信号时,其输出信号相当于加了绝对值的正弦信号,不存在负半轴信号。

第二个运算电路U4A是跟随器[3],该电路作为缓冲级和隔离级,电压放大器U3A输出阻抗较高,后级输入阻抗比较小,信号会相当部分损耗在前级的输出电阻,电压跟随器进行缓冲,起到承上启下作用使电路性能得到进一步优化。

假设从跟随电路输出端的电压值为Vin,则U2A运算放大器正向输入端信号为V1,该电路公式推导如下:
V1=■V (1)
■=■ (2)V5-V6=Iout*R13 (3)
由公式2得公式4
V2-V3=V3-V5=V3-2V3-Iout*R13 (4)
将公式1、公式3带入公式4得公式5
Iout=■A (5)
由公式5可以看出,当输入的电压信号为0V时,则输出的电流信号为4mA,而当输入的电压信号为2.5V其电路输出电流为20mA。

该电路的仿真结果如图4所示。

当转换电路输入的电压为零时,输出电流为4.073mA;当输入电压为2.5V,输出电流为19.575mA。

由此可见,该电路通过仿真可以满足设计要求,即输入信号为0~2.5V电压信号,输出信号为4~20mA 的标准交流电信号。

(a)输入0V时的输出电流
1.2 电流/电流转换电路设计
利用莱姆电子DHR系列传感器所采集的三相交流电的0~125mA电流信号,输入转换电路转换成4~20mA的交流电输出。

电流/电流[4]的转换功能通过图3所示的转换电路实现,让电压源并联电阻接入电路中从而模拟出电流源的电流输入,通过电路仿真以及实际电路的调试,可以实现输入电流为0~125mA,电路的输出信号为4~20mA的标准交流电信号。

1.3 频率/电流转换电路的设计
检测三相交流电的频率是否正常,利用光耦传感器[5]和单片机接口电路将三相交流电的频率信号转换成的计数脉冲信号,输入转换电路转换成4~20mA 的交流电。

利用图3电路,输入电压是通过利用单片机接口电路将输入的频率信号转换成脉冲信号进行数模转换成电压信号作为电路输入信号,即实现了输入信号为0~1KHz的频率信号转化为0~2.5V的电压输入到所设计的转换电路中,最终实现电路的输出信号为4~20mA的标准交流电信号。

2 实验
对实际电路进行调试,在电路的输入端分别是电压、电流以及频率的情况下,观察输出端电流表示数并记录在表格中。

表1为图3电路的电压/电流实验结果,由表1可以看出,当输入交流电压信号在0~2.5V之间时可以实现输出电流为4~20mA的标准电流,其转换精度为1.89%。

表2为图3电路的电流/电流实验结果,根据试验结果来看,可以实现电流值0~125mA转化为4~20mA的标准电流输出,其转换精度为1.68%。

表3为图3电路的频率/电流实验结果,通过观察实验现象,利用单片机可以将0~1KHz的频率信号转化为0~2.5V的电压输入到电路中,最终实现4~
20mA的交流电信号输出,其转换精度为1.2%。

3 结束语
随着电力系统的快速发展,电网容量不断增加,结构日趋复杂,电力部门对电网运行的稳定和供电品质要求也越来越高。

因此,电力系统中需要实时采集电参量,以便实现电网的远程监控和调度的自动化。

而电力参数如电压、电流和频率等数据采集和变送又是实现自动化的重要环节。

文章设计了一种实用的电压/电流(V/I)、电流/电流(I/I)和频率/电流(F/I)转换器,实现三相交流电的电压、电流和三相频率等电参数的4-20mA的标准变送输出,以便于后续的传输及测试。

参考文献
[1]廖红梅.传感器中的电压/电流、电压/频率变换的实现[J].煤炭工程,2003(9):46-47.
[2]蔡锦福.运算放大器原理与应用[M].北京:科学出版社,2005.
[3]童诗白,华成英.模拟电子技术基础(第四版)[M].高等教育出版社,2006.
[4]杨振江.新颖实用电子设计与制作[M].西安电子科大出版社,2000.
[5]陈兆仁.电子技术基础实验研究与设计[M].北京:电子工业出版社,2000.
朱怀谦(1985,4-),男,汉族,安徽宿州人,本科,助教,研究方向:高校思想政治教育与文化传播。

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