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【毕业设计】15kVA逆变电源设计毕业设计 【毕业设计】15kVA逆变电源设计毕业设计

格式:word 上传:2022-06-24 20:04:01

《【毕业设计】15kVA逆变电源设计毕业设计》修改意见稿

1、“.....逆变技术的分类方式很多,主要分类方式叙述如下。按逆变器输出交流的频率分为工频中频到几十逆变和高频几十到几逆变按逆变器输出交流能量的去向分为无源逆变和有源逆变按逆变器功率的流动方向分为单向逆变和双向逆变按逆变器输出电压的波形分为正弦波逆变和非正弦波逆变按逆变器输出电压的电平分为二电平逆变和多电平逆变按逆变器输出的交流的相数分为单相逆变三相逆变和多相逆变按逆变器输入与输出的电气隔离分为非隔离型逆变低频链逆变和高频链逆变按逆变器输入直流电源的性质分为电压源逆变和电流源逆变按逆变器的电路结构分为单端式逆变推挽式逆变和全桥式逆变按逆变器的功率开关管分为大功率晶体管逆变晶闸管逆变可关断晶闸管逆变功率场效应管逆变和绝缘栅双极晶体管逆变按逆变器的功率开关管工作方式分为硬开关逆变谐振式逆变和软开关逆变按逆变器的控制方式分为脉宽调制逆变脉频调制逆变和数字逆变。本课题的主要内容和意义理解逆变电源的工作原理,确定系统主电路......”

2、“.....设计系统的控制电路,要求设计出输出电压为三相,输出频率,容量,并设计出完善的保护功能装置。本课题的目的就是研制多功能智能化高性能逆变电源,要求该逆变电源具有各种保护和运行控制功能,具有完善的运行参数显示和实时监控,具有远程数据通讯能力,具体如下通用性不仅可以作为电源使用,还可以实现与电网电压的相位同频,实现与电网电压的相互切换,作为后备式正弦波使用,不可以广泛应用于电力邮电铁路等领域。智能化系统有实时的监控系统,可以随时对对象进行监控,对工作参数进行修改调节。高性能立足于产品化设计,采用先进合理的控制策略,实现逆变电源的高效率高可靠性高品质。第章逆变功率器件的选择逆变器用功率开关器件下面介绍当前主要功率开关器件的特性及其应用情况。晶闸管这是最早应用的种功率开关器件,其特点是功率最大,应用最广。普通型的电压高达,电流达数千安培,自身正向压降约为,开通仅需要在控制级上加个小触发脉冲即可......”

3、“.....其工作频率不大于。由于其工作频率低,关断电路复杂,效率低,功耗大,因此在调制中产生的正弦波不够完善,并且噪声大。目前,逆变器中已经基本不再用作为功率开关器件,主要用做的静态开关。功率场效应管功率是种全控型三端开关器件。其特点是开关速度快,安全工作区宽,热稳定性好,线性控制能力强,采用电压控制,易于实现数控,因此常常作为开关器件实现电量的逆转换。的缺点是输入阻抗高,抗静电干扰能力差,承载能力和工作电压比较低,多用于电压为以下的低功率高频开关逆变器。由于受功率的限制,因此它只适用于小功率逆变器。功率晶体管直到年实现达林顿模块后才达到和增益的水平。大功率晶体管开关时间为,自身电压降为。若采用多重达林顿晶体管提高增益,则开关时间增长,自身电压降会增大。由于其开通状态必须饱和,因此电流增益很低,往往要求驱动电路输出很大的电流,是功率消耗增大,在世纪年代中期,它曾用于中小功率逆变器中......”

4、“.....绝缘栅双极晶体管是种新发展起来的复合型功率开关器件,它既有单极型电压驱动的的优点,又结合了双极型开关器件耐高压,电流大的优点。其开关速度显然比功率低,但远高于,又因为它是电压控制器件,故控制电路简单稳定性好。的最高电压为,最大电流为,工作频率高达。它具有电压控制和开关时间约为极短的优点。其正向压降约为。在现代的中普遍被用作逆变器或整流器开关器件。它是全控型开关器件,通过数控技术控制的通断,能有效地将输入电压与输入电流保持同步,是功率因数等于,从而减小了整流器对市电电源的干扰。器件的选择通过对各种功率器件的分析,对于本次逆变电源设计将选用场效应晶体管在定程度上提高了驱动电路的抗干扰能力。的驱动芯片最大只能驱动的,并且它本身并不提倡外加功率放大电路,另外,该类芯片为单电源供电,的关断负电压信号是由芯片内部产生的信号,容易受到外部的干扰。驱动电路的设计在电路的设计过程中......”

5、“.....那么增加栅极串联电阻即可应用电路中的电容和取值相同,对于来说,取值为。该电容用来吸收由电源接线阻抗而引起的供电电压变化。它不是电源滤波器电容。图的驱动电路第章保护电路保护电路用于当电源出现异常情况时保护设备以及电源本身。当主回路中发生过载,过压等异常状况时,停止电路元件的工作。保护电路能有效的保护逆变器件和负载不被损坏。过流保护回路设计产生原因及危害过流保护不仅直接关系到器件本身的工作特性和运行安全,而且影响到整个系统的性能和安全。它包括短路和过流保护两种,控制回路误动作或误配线等都会造成逆变器上下桥臂直通等短路事故。短路电流流过逆变器的开关器件,会使元件烧坏,因此,必须在很短的时间内封锁驱动信号输出,使逆变器停止工作,同时,还应使输入侧电源开关跳闸。短路电流的整定值般为逆变器输出额定电流的,超过逆变器额定电流以上的电流应立即采取保护措施。当逆变器内部发生短路时......”

6、“.....因此必须快速检测出过流信号。般采用霍尔元件快速检测电流,其检测点可设置在中间直流母线逆变器输出电路或开关器件上。过流保护电路过流保护电路原理如图所示,过流信号来自霍尔元件对逆变器三个桥臂上元件上电流的采样采样时间为。图过流保护原理图工作原理当在桥臂上发生过流时,比较器输出高电平,经反向器输出低电平,指示灯亮,显示故障,经与非门输出高电平,关闭驱动电路,同时继电器动作,断电。中间继电器的触点可连接在电源侧,使主电源掉闸关断,切断后面装置和主电源的联系,从而起到保护电路的目的。泵升电压保护回路在主回路中,直流电源电压两端并联较大容量的电解电容器,它除了可以减小直流电源电压的脉动外,还可以作储能用。由于逆变器直流侧采用三相不可控整流,交流电动机减速或停车时,存储在电动机转子和负载中的机械能不可能回馈给电网因此,电流必须经过逆变器中外部并联的续流二极管反馈至中间直流电路,对电容充电,由于电容的容量有限......”

7、“.....形成所谓的泵升电压。图泵升电压现象过欠压保护回路的设计过压保护电路产生原因及危害电网输入电压长时间过高减速过快,引起泵升电压过高,当超过的安全工作电压时就可能造成开关器件的损坏我国电网电压的线性度较差,在重负载时,线电压通常小于,而在用电低谷期时,线电压高达,如此大的电压变化范围,会导致直流回路过电压,同样会损坏。过压保护回路设计的过压保护电气原理图如图图过欠压电路原理图直流电压保护信号取自主回路滤波电容器两端,经电容器分压后获得,为防止高压信号进入控制电路,采用光电耦合电路,直流电压保护动作限定在以上。工作原理正常情况下,采样电压小于给定电压,比较器输出低电平,经反向器输出高电平,指示灯不亮。当故障发生时,采样电压经与非门输出低电平,过压指示灯亮,同时,过压信号经与非门输出信号,送至锁存器封锁驱动脉冲输出。缓冲吸收回路设计缓冲吸收电路的设计很重要,因为设计的不合适,会使吸收电路有很大损耗......”

8、“.....这是由于需要吸收电路区改善的波形主要是由电路中存在的寄生元件引起的。吸收电路应该在电路实际搭建好以后才设计,即从己确定的印制电路板变压器功率开关管以及整流器的参数来构建吸收电路雏形,这样寄生参数就能很接近实际情况。缓冲电路通常的开关时间约为当由通态迅速关断时,有很大的产生,在主回路的布线电感上引起较大的尖峰电压,如图所示图关断时的动作波形这个尖峰电压与直流电压叠加后,加在关断的的之间。如果峰值电压很大,可能使叠加后的超出反向安全工作区,或者由于过大,而引起误导通,两者都有损于为此,在上加入缓冲电路。本设计中采用的是冲放电型缓冲电路,其电路图如图所示图缓冲电路原理图缓冲电路参数选择吸收电容吸收电容可采用下面公式计算式中,额定值交流电网或交流电网。将上述数据代入公式,计算出电容所以可以选择的无感电容。缓冲电阻缓冲电阻要求关断时,上积累电荷的能及时释放掉。不宜过大,如太大......”

9、“.....电不能完全放掉但太小,在器件导通时,放电电流过大过快,可能危及器件的安全,也可能引起振荡,导通时,电流增加。般电流选择下面公式缓冲电阻产生的功耗与阻值无关,可由下式确定式中,系数是电阻瓦特数的裕度系数,以防止温度过高是开关频率。将数据代入上述公式,可选电阻为。缓冲二极管缓冲二极管过渡时,正向电压降低,是关断时尖峰电压产生的主要原因之另外,缓冲二极管逆向恢复时间直接影响到缓冲吸收电路的开关损耗因此,应选择过渡电压低逆向恢复时间短逆向恢复特性较软的二极管。根据此要求,本设计中选择的缓冲二极管型号为。结束语逆变电源设备广泛应用于科学研究经济建设国防设施及人民生活等各个方面,是电子设备和机电设备的基础。在本次毕业设计中,通过对逆变电源主电路控制电路等电气控制电路环节的设计以及对电路元件参数的计算与选择,了解了逆变电源设计的全过程,巩固和加强了本专业的专业理论知识,同时设计也满足了现代工程设计的要求......”

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