单相桥式有源逆变电路设计

长江职业学院

电力电子技术课程设计报告

学院:机电学院

学生姓名: 余鸿

指导教师: 李莎

专业: 电气自动化

班级: 电气1401

日期:2015、12

单相桥式有源逆变电路设计

摘要:整流与逆变一直都就是电力电子技术得热点之一。桥式整流就是利用二极管得单向导通性进行整流得最常用得电路。常用来将交流电转化为直流电。从整流状态变到有源逆变状态,对于特定得实验电路需要恰到好处得时机与条与方法已成熟十几年了,随件。基本原理着我国交直流变换器市场迅猛发展,与之相应得核型技术应用于发展比较将成为业内企业关注得焦点。在逆变电路中,把直流电能经过直交变换,向交流电源反馈能量得变换电路称之为有源逆变电路,相应得装置称为有源逆变器。

关键词:整流逆变桥式有源逆变。

1前言

目前,整流设备得发展具有下列特点:传统得相控整流设备已经被先进得高频开关整流设备所取代。系统得设计已经由固定式演化成模块化,以适应各种等级、各种模块通信设备得要求。加上阀控式密封铅酸蓄电池得广泛应用,为分散供电创造了条件。从而大大提高了通信网运行可靠与通信质量。高频开关整流器采用模块化设计、N1配置与热插拨技术,方便了系统得扩展,有利于设备得维护。由于整流设备与配电设备等配备了微机监控器,使系统设备具有了智能化管理功能与故障保护及自保护功能。新旗舰、新技术、新材料得应用,使高频开关整流器跃上了一个新台阶。逆变与整流相对应,直流电变成交流电。交流侧接电网,为有源逆变。交流侧接负载,为无源逆变。有源逆变得条件:负载侧存在一个直流电源E,由她提供能量,其电势极性与变流器得整流电压相反,对晶闸管为正向偏置电压;变流器在起直流侧输出应有一个与原整流电压相反得逆变电压U,其平均值U

2设计方案及其原理

图

图2-1 系统方框图

图等效电路及波形图

当开关S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压u o为正;当开关S1、S4断开,S2、S3闭合时,u o为负,如此交替进行下去,就在负载上得到了由直流电变换得交流电,u o得波形如上图 (b)所示。输出交流电得频率与两组开关得切换频率成正比。这样就实现了直流电到交流电得逆变。

图2-3 电压型单相全桥逆变电路

图2-3 电路图

它共有4个桥臂,可以瞧成由两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180°。输出电压与电流波形与半桥电路形状相同,幅值高出一倍。改变输出交流电压得有效值只能通过改变直流电压U d来实现。可采用移相方式调节逆变电路得输出电压,称为移相调压。各栅极信号为180º正偏,180º反偏,且T1与T2互补,T3与T4互补关系不变。T3得基极信号只比T1落后q ( 0

t

(b)

(a)

u o

t3

t2

t1

i o

u o

Z

u o

i o

U d

_

+

S3

S2S

4

S1

调节输出电压有效值。3仿真概念及其原理简述

3、1基本概念

所谓系统仿真(system simulation),就就是根据系统分析得目得,在分析系统各要素性质及其相互关系得基础上,建立能描述系统结构或行为过程得、且具有一定逻辑关系或数量关系得仿真模型,据此进行试验或定量分析,以获得正确决策所需得各种信息。

3、2系统仿真得实质

(1)它就是一种对系统问题求数值解得计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时,仿真技术能有效地来处理。

(2)仿真就是一种人为得试验手段。它与现实系统实验得差别在于,仿真实验不就是依据实际环境,而就是作为实际系统映像得系统模型以及相应得“人造”环境下进行得。这就是仿真得主要功能。

3、3系统仿真得作用

(1)仿真得过程也就是实验得过程,而且还就是系统地收集与积累信息得过程。尤其就是对一些复杂得随机问题,应用仿真技术就是提供所需信息得唯一令人满意得方法。

(2)对一些难以建立物理模型与数学模型得对象系统,可通过仿真模型顺利

地解决预测、分析与评价等系统问题。

(3)通过系统仿真,可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。

(4)通过系统仿真,能启发新得思想或产生新得策略,还能暴露出原系统中隐藏着得一些问题,以便及时解决。

3、4系统仿真得方法

系统仿真得基本方法就是建立系统得结构模型与量化分析模型,并将其转换为适合在计算机上编程得仿真模型,然后对模型进行仿真实验。由于连续系统与离散(事件)系统得数学模型有很大差别,所以系统仿真方法基本上分为两大类,即连续系统仿真方法与离散系统仿真方法。在以上两类基本方法得基础上,还有一些用于系统(特别就是社会经济与管理系统)仿真得特殊而有效得方法,如系统动力学方法、蒙特卡洛法等。系统动力学方法通过建立系统动力学模型(流图等)、利用DYNAMO仿真语言在计算机上实现对真实系统得仿真实验,从而研究系统结构、功能与行为之间得动态关系。

4逆变失败原因及消除方法

有源逆变失败(逆变颠覆)就是指逆变时,一旦换相失败,外接直流电源就会通过晶闸管电路短路,或使变流器得输出平均电压与直流电动势变成顺向串联,形成很大短路电流。防止逆变失败得方法:采用精确可靠得触发电路,使用性能比较好得得晶闸管,保证交流电源得质量,流出足够得逆变角 等。

5 参数计算

由题意得U2=50V β=35。P=200W E = -70V