安徽科技学院电气与电子工程学院课程教学实习（设计）总结
实习内容：三相AC-AC变频器的仿真设计
实习地点：力行楼5楼电力电子实验室
实习时间：2015 学年第1 学期第15
专业：电气工程及其自动化
班级：133
2015年12月11日
组员姓名学号承担的主要工作成绩
*** ***
单相和三相变频主电路的建模设计及封装，
撰写论文
*** ***
逻辑无环流控制器（DLC）的建模设计及
封装
*** *** 同步电源及六脉冲触发电路建模设计
*** *** 查阅资料和相关参数的设置及调整
《电力电子技术》课程设计任务书
一、设计目的
1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；
2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；
3、初步掌握电力电子电路的设计方法。
二、设计题目和内容
（一）设计题目
《三相AC-AC变频器的仿真设计》
（二）设计内容
要求：
1、利用MATLAB仿真设计三相交-交变频器仿真模型；
2、对单相交-交变频电路子系统进行建模与封装；
3、将三个单相交-交变频组合设计成三相交-交变频器；
4、给出输出频率f=10Hz、25HZ时的仿真波形。
三、设计报告撰写要求
1．设计任务书
2．设计方案
3．主电路图
4．驱动电路和保护电路图
5．电路参数计算及元器件选择清单
6．主电路和驱动电路工作原理分析
7．主要节点电压和电流波形
8．参考文献
四、考核方式
1、课程设计任务书中的内容；
2、写出课程设计报告；
3、指导教师检查设计电路的完成情况；
4、验收时由指导教师指定1名学生叙述设计内容、自己所做的工作，实事求事地回答
指导教师提出的问题。
根据以上四项内容和学生在课程设计过程中的工作态度按五级记分制（优、良、中、及格、不及格）给出成绩。
指导教师：***
摘要：本文首先以三相输入单相输出的交交变频电路为例介绍了交交变频电路的工作原理，接着以余弦交点法为例详细分析了交交变频电路的触发控制方法。最后利用MATLAB 仿真设计了三相交-交变频器仿真模型，其中包括对单相交-交变频电路子系统进行建模与封装、将三个单相交-交变频组合设计成三相交-交变频器、给出输出频率f=10Hz、25HZ 时的仿真波形。
关键词：交交变频；余弦交点法；MATLAB仿真模型
引言：
交交变频器是通过电力电子电路的开关控制，而不通过中间直流环节，只需通过一次变换把工频交流电直接变换成不同频率的交流电的交流电路，利用两组整流电路的输出电压分别构成正弦波的正负半波可以实现由一种频率的交流电到另一种频率的交流电的变换，这样的电路称为晶闸管移相控制交交直接变频电路，也称周波变流器。周波变流器一般采用晶闸管作为功率开关器件，适合于大功率电机调速的应用场合。
一、单相交交变频电路
1、单相交交变频电路的工作原理
交-交变频器依据相位控制角α的不同规律，其输出可获得正弦波、方波和梯形波，这里的交-交变频器是根据相位控制角α按余弦规律变化得到正弦波。
由晶闸管组成的三相输入单相输出的交交变频电路，电路由P组（正组）和N组（反组）晶闸管相控整流电路反并联组成。如图所示：
这里以阻感性负载为例来分析单相交交变频电路的工作状态，分析时忽略输出电压和
为了避免两组整流电路间产生环流，我们在任何时候只让一组整流电路工作，即给某一组整流电路施加触发脉冲时，封锁另一组整流电路的触发脉冲。当正组P 整流工作时，负载Z 的电流方向向下；当反组N 整流工作时，负载Z 的电流方向向上。让两组整流电路一一定频率交替工作，则负载Z 上就得到了该频率的交流电，改变切换频率，就可以改变交流电的频率。
（1）输出正弦波形的获得方法
为了使负载上得到的输出电压0U 的波形接近正弦波，可以按正弦规律对触发角α进行控制，在正组桥P 整流工作时，设法使控制角P α由大到小再变大去控制正组晶闸管，如从
2
02
π
π
→
→，必然引起输出的平均电压由低到高再到低的变化，即获得正组整流电压；
正组桥P 逆变工作时，使控制角P α由小变大再变小，如从
2
2
π
ππ
→
→，就可获得平均值
可变的正组逆变电压；反组桥N 整流工作时，使控制角N α由大变小再变大，如从
2
02
π
π
→
→，就获得平均值可变的反组整流电压；反组桥N 逆变工作时，使控制角N α由
小变大再变小，如从
2
2
π
ππ
→
→，就获得平均值可变的反组逆变电压。只要电网频率相对
输出频率高出很多倍，就能得到由低到高，再由高到低接近正弦波规律变化的交流输出。如果改变 P α，N α的变化范围，使它们在 2
0π
α<<范围内调节，输出平均电压正弦波幅值
也会改变，从而达到调压目的。
而能实现这样输出电压平均值为正弦的变化规律，通常采用的是余弦交点法。其移相控制角α的变化规律应使整
流输出电压的瞬时值最接近于理想正弦电压的瞬时值，即整流输出电压瞬时值与所期望正弦电压的瞬时值相等。
设交交变频电路期望输出的交流电压波形为已知的正弦波，其表达式为：
t V v o om o ωsin = （1） 整流输出电压瞬时值由整流组P 和整流组N 切换提供，各整流组输出电压瞬时值为： P D m P V v αcos =；N D m N V v αcos -= （2）
Dm V ：整流组所能输出的最高直流电压。
当P 组开放时，P o v v =，即
P D m om V t V αωcos sin = （3） 当N 组开放时，N o v v =，即
N D m om V t V αωcos sin = （4） 则可得到：
())i n (a r c c o
s s i n a r c c o s P Dm om P K t V V αωα=????
??= （5） ()P Dm om N t K t V V απωωα-=-=???? ??-=sin arccos sin arccos （6） 其中Do
om
V V K =
，称为输出变压比。 上述式子就是利用余弦交点法求变流电路控制角α的基本公式
（2）电路的工作状态分析：
I .反组逆变：
在此时间段期间，0>o v ，0 II .正组整流： 在此时间段期间，0>o v ，0>o i ，正组P 工作，反组N 被封锁，形成正的负载电流P i ，正组相控角工作在P α正组整流状态，P 组电路输出功率。 III .正组逆变： 在此时间段期间，0 IV .反组整流： 在此时间段期间，0 可见，在组感性负载输出电压的一个周期内交交变频电路有四种工作状态，那组变流电路工作取决于负载电流的方向，而该组变流电路的工作状态取决于负载电压和负载电流的方向是否一致，二者方向一致工作在整流，方向相反工作在逆变。输出电流的过零点是P 组和N 组工作的切换时刻，输出电压的过零点是整流状态切换到逆变状态的切换时刻。 2、单相交交变频器的建模与仿真 （1）单相交交变频器的控制原理及电路结构如下： （2）相关子系统模块： ○ 1同步电源与6脉冲触发器 同步电源与6脉冲触发器模块包括同步电源和6脉冲触发器两个部分，6脉冲触发器需要与三相线电压同步，同步电源是将三相交流电源的相电压转换成线电压。 同步6脉冲触发器模块用于触发三相全控整流桥的6个晶闸管，模块如图： A 、输入与输出： （I ）alpha_deg: 移相控制角信号输入端，单位为度，该输入端可与“常数”模块相连，也可与控制系统中的控制器输出端相连，从而对触发脉冲进行移相控制。 （II ）AB 、BC 、CA: 同步电压V ,V ,V 输入端，同步电压就是连接到整流桥的三相交流电压的线电压。 正组变流器 6触发脉冲电路 反组变流器 6脉冲触发电路 期望频率和幅值的正弦波（参考波形） 移相角控制电路 逻辑无环流控制 电路DLC 三相电源 负载 （III ）Block ： 触发器模块的使能端，用于对触发器模块的开通与封锁操作。当施加0信号时，触发器被打开，当施加大于0的信号时，触发脉冲被封锁。 （IV ）pulses: 输出为一个6维脉冲，包含6个触发脉冲。 B 、参数设置： ○ 2逻辑无环流控制器（DLC ） A 、逻辑无环流控制器DLC 的工作原理 逻辑无环流控制器DLC 模块任务是在正组P 工作时开放正组脉冲，封锁反组脉冲；在反组N 工作时开放反组脉冲，封锁正组脉冲。逻辑控制器的输出信号F U 和R U 分别通过6脉冲触发器来控制是否产生和封锁触发脉冲，输出信号F U 和R U 的状态必须始终保持相反，以保证两组整流电路不会同时处于工作状态。逻辑控制器的两个输入信号U 和I 是逻辑控制器判别改变输出信号状态的重要条件，其中输入信号U 是由输入电压的极性来决定，输入信号I 是由输入电流是否过零点来决定。 B 、逻辑无环流控制器的建模与封装： 逻辑控制器由电平检测、逻辑判断、延时电路和连锁保护电路四个部分组成。 ○ 1电平检测 电平检测是将输入模拟信号（U ,I ）转换为数字信号（T U ,I U ），转换由两个滞环控 转换极性检测：当0>U 时，1=T U ；当0 零电流检测：当电流I 不为零时，0=I U ，当电流I 为零时，0≠I U 。 电路如图： ○ 2逻辑判断电路 逻辑判断电路由与非门组成，其输入为电流给定极性信号和零电流信号（T U ，i U ），输出为逻辑切换信号（F U ，R U ），当T U 由正变负时，开放正组，封锁反组。当T U 由负变正时，开放反组，封锁正组。通过零电流检测信号I U 检测主回路电流是否下降到零，避免环流的出现，保证系统安全可靠运行。DLC 的输出F U 和R U 逻辑关系为： T U )(I T R F U U U U = （7） [] I I T F R U U U U U )(= （8） 电压信号极性和电流检测信号共同发出换组指令，当电压信号改变极性时，查询零电流检测信号，只有当检测到零电流时，才允许封锁原工作组开放另一组。 ○ 3延时电路 逻辑判断电路发出切换指令后还不能立即改变整流器的工作状态。由于输入端是50Hz 的交流信号，所以主回路中的晶闸管管压降也是交流信号，存在自然过零点，在检测到电流为零时并不一定真正为零；同样，为了保证截止的整流器能够恢复阻断状态，也需要整流器延时一段时间再开放，但不能延时过长，否则将造成输出的低频波死区过长，波形畸变变大，谐波增加。因此，设置关断延时ms t 21=，开放延时ms t 52=。发出切换指令后，必须先经过关断延时封锁原导通脉冲，再经过开放延时才能开放另一组脉冲。无论在任何情况下，两组晶闸管绝不允许同时加触发脉冲，当一组工作时，另一组的触发脉冲必须被封锁住，否则会出现短路。关断延时和开放延时由逻辑控制器中的延时电路产生。 电路如图： 将其封装后如图： ○ 4连锁保护电路 为了保护正反两组整流器不会发生同时开放，逻辑控制器中由与非门组成了连锁保护电路，采用与非门是因为输出F U 和R U 的电平与触发单元Block 端的电平要求一致。在F U 和R U 同时为“1”时，两组整流器都关断，避免发生整流器短路故障。 将以上各部分按功能要求连接，就可得到DLC 仿真模型如图： 封装后的子系统如图： 逻辑无环流控制器（DLC ）控制原理和输入输出逻辑关系见下表： 逻辑控制器输入 （模拟信号） 数字信号 逻辑控制器输出 （逻辑切换信号） 说明 输入电压信号U 输入电流信号I 电压转换极性检测信号T U 零电流检测信号I U 正组整流器P （F U ） 反组整流器N （R U ） 反组到正组 0>U 0=I 1 1 1 U 为正，0=I ,反组向正组切换 整组P 工作,反组N 阻断 整组整流 0>U 0>I 1 0 0 1 U 和I 均为正，正组整流，输出功率为 正 整组逆变 0I 0 0 0 1 U 反向，I 仍为正，正组逆变，输出功 率为负 正组到反组 0 反组整流 0 U 和I 均为负，反组整流，输出功率为 正 反组逆变 0>U 0 U 反向，I 仍为负，反组逆变，输出功 率为负 因给定信号是正弦信号，而移相控制角为π→0，所以要将给定信号通过反余弦函数 变换为π→0的角度，单位是弧度，再用π 180 的放大器将以弧度为单位的角度变为以度为 单位的角度，两路移相控制角相位关系还要满足 180=+N P αα，从而满足控制要求。 为了将仿真结果与给定信号对比，给定电流计算为 R U I αc o s 34.22= （9） 其中V U U m 2 100 22== ,Ω=1R ,（交流电源，工频、幅值V U m 100=）。 ○ 3移相角控制电路： 根据前面对余弦交点法的介绍，可在simulink 中设计出移相角控制电路，按规律改变正反组变流电路的相控角。 仿真电路如图： （3）单相交交变频电路仿真主电路如图： 封装后的子系统如图： （4）主电路外接负载和给定波形信号及检测仿真电路图如图： （5）相关参数设置及波形图： ○ 1负载参数设置： 负载电阻Ω=1R ，H L 001.0=。 ○2正弦调制波参数： A.变频器输出频率Hz =时，正弦波调整参数设置： f10 B.变频器输出频率Hz =时，正弦波调整参数设置： f25 变频器输出频率Hz f 10=时,幅值为20，角频率为π20（s rad ），初相位为0，仿真结果如图： 变频器输出频率Hz f 25=时,幅值为20，角频率为π50（s rad ），初相位为0，仿真结果如图： 二、三相交交变频器的建模与仿真 1、三相交交变频器的建模： 大容量三相交交变频器通常采用Y形连接方式，即将3个单相输出交交变频器的一个输出端连在一起，另一个输出端Y输出。三相交交变频器仿真模型结构图如图： 负载为RL负载，负载采用Y连接，3根引出线与变频器的3根输出线对应相连，移相控制心号为3个相位互差120度的正弦信号。 三相交交变频器仿真电路如图： 2、变频器输出频率Hz f 10=时： 参数设置：角频率为π20（ s rad ），初相位参数设置分别为0（rad ），1.03102??? ? ???-π（rad ）， 1.03102??? ? ???π。仿真结果如图： 3、变频器输出频率Hz f 25=时： 参数设置：角频率为)(50s rad π，初相位参数设置分别为0()rad ，()rad 04.0350??? ? ??-π ， ()rad 04.0350??? ? ??π。仿真结果如图： 以上两图，光滑的波形为正弦调制波波形，非光滑的波形为三相交交变频器输出波形，仿真表明，三相交交变频器的输出波形接近于正弦调制波波形，改变正弦调制波频率时，三相交交变频器的输出波形频率也改变，实现变频。 以上是单相交交变频电路和三相变频电路的设计方法，晶闸管交交变频器在大功率场合有很高的应用价值，是一个可以深入研究的课题。 参考文献 1.周源深.电力电子技术与MATLAB仿真.北京：中国电力出版社，2005. 2.陈坚.电力电子学——电力电子变换和控制技术（第三版）.北京：高等教育出版社，2011. 3.王云亮.电力电子技术.北京：电子工业出版社，200 4. 4.张绍静.基于MATLAB/simulink的交交变频器仿真研究.常州工学院学报.2008年第三期 《电力电子》课程设计说明书单相交—直—交变频装置设计 学院：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称/学位 专业： 班级： 学号： 完成时间：2015年6月 湖南工学院电力电子课程设计课题任务书 学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业\自动化专业 随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，单相交直交变频系统得到了迅速发展，其显著的变频能力，宽泛的应用范围，完善的保护功能，以及易于实现的变频功能，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。近年来以燃料电池发电技术发展迅速。但是分布式发电技术发出发出的电都不是与电网供电系统相同的交流电，无法与大电网联网或者直接供给普通负载使用，都需要变频装置将其变换成负载可以使用的交流电或者与大电网电压、频率相匹配的公频交流电。因此，研究交—直—交变频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搭建交—直—交变频系统的仿真模型，通过试验对该交—直—交变频系统的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识，也对谐波对于交—直—交变频系统的影响有了一定的了解。 关键词：电网；变频；整流；逆变；谐波；仿真 1 绪论 (1) 1.1电力电子技术概况........................ 错误!未定义书签。 1.2课程设计任务 (1) 1.3课程设计内容 (1) 2 单相交—直—交变频装置设计 (2) 2.1单相交—直—交变频电路总体设计方案 (2) 2.2具体电路设计 (2) 2.2.1 主电路设计 (2) 2.2.2 驱动电路设计 (4) 2.2.3 4013芯片原理 (5) 2.2.4 控制电路设计 (5) 2.3元器件型号选择 (6) 3 仿真结果 (8) 3.1 仿真环境 (8) 3.2 仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 (8) 3.3 具体仿真结果 (11) 3.3.1 仿真电路图 (11) 3.3.2 整流滤波输出电压计算域仿真 (11) 3.3.3 逆变输出电压计算与仿真 (12) 总结 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17) 北京信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目：单相交直交变频电路的性能研究 学院：自动化 专业：自动化（信息与控制系统） 姓名/学号：贾鑫玉/2012010541 班级：自控1205班 指导老师：白雪峰 学期：2014-2015学年第一学期 实验四单相交直交变频电路的性能研究 一．实验目的 熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM 逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。 二．实验内容 1．测量SPWM 波形产生过程中的各点波形。 2．观察变频电路输出在不同的负载下的波形。 三．实验设备及仪器 1．电力电子及电气传动主控制屏。 2．NMCL-16组件。 3．电阻、电感元件(NMEL-03、700mH 电感)。 4．双踪示波器。 5．万用表。 四．实验原理 单相交直交变频电路的主电路如图2—8所示。 本实验中主电路中间直流电压u d 由交流电整流而得，而逆变部分别采用单相桥式PWM 逆变电路。逆变电路中功率器件采用600V8A 的IGBT 单管（含反向二极管，型号为ITH08C06），IGBT 的驱动电路采用美国国际整流器公司生产的大规模MOSFET 和 IGBT 专用驱动集成电路1R2110，控制电路如图2—9所示，以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM 信号，分别用于控制VT 1、VT 4和VT 2、VT 3两对IGBT 。ICL8038仅需很小的外部元件就可以正常工作，用于发生正弦波、三角波、方波等，频率范围0.001到500kHz 。 五．实验方法 图2—8 单相交直交变频电路 辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：100W单相交-直-交变频实验装置 院（系）：电气工程学院 专业班级：电气105班 学号：100303145 学生姓名：王林 指导教师：（签字） 起止时间：2012-12-31至2013-1-11 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电气Array 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要 单相交-直-交变频电路在工业生产，生活娱乐，仪器运行等很多方面都有着广泛的应用，其中目前应用最广泛的应属于电网互联。单相交-直-交变频电路可分为主电路和控制电路，其主电路包括整流电路、滤波电路和逆变电路，而控制电路包括控制电路、驱动电路和保护电路。本设计对于整流部分采用不可控制整流电路；滤波部分采用LC低通滤波器，得到高频率的正弦波交流输出；逆变部分由四只IGBT管组成单相桥式逆变电路。控制电路选用以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM信号，分别用于控制两对IGBT；驱动电路采用了具有电气隔离集成驱动芯片M57962L；保护电路采用双D触发器CD4013。 关键词：整流；滤波；逆变；PWM；IGBT 目录 第1章绪论 (1) 1.1电力电子技术概况 (1) 1.2本文设计内容 (1) 第2章 100W单相交-直-交变频电路设计 (2) 2.1100W单相交-直-交变频电路总体设计方案 (2) 2.2具体电路设计 (3) 2.2.1 主电路设计 (3) 2.2.2 控制电路设计 (5) 2.3元器件型号选择 (9) 2.4系统调试或仿真、数据分析 (10) 第3章课程设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录Ⅰ控制电路原理图 (15) 附录Ⅱ驱动和辅助电源原理图 (16) 电力电子技术 课程设计(论文) 单相交-直-交变频实验装置 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生 指导教师 起止时间：2014.12.15—2014.12.26 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程 摘要 随着科学技术的进步，电力电子技术取得了迅速的的发展，改变着我国工业的整体面貌，在现代化建设中发挥着越来越重要的作用。其中，单相交-直-交变频技术也得到了越来越多的重视。其在工业生产、生活娱乐和仪器应用等方面有着广泛的应用，其中目前应用最广泛的属于电网互联，将分布式发电技术发出的电变成负载可以使用的交流电或与大电网电压、频率相匹配的工频交流电。可见，研究交—直—交变频系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。 本次设计研究的单相交-直-交变频实验装置可分为主电路和控制电路两部分。其中，主电路包括整流电路、逆变电路和滤波电路三部分。整流电路采用不可控的二极管单相桥式整流电路；逆变电路采用IGBT组成的单相全桥逆变电路；滤波电路采用电容滤波，输出合适频率的正弦交流电。而控制电路由控制电路、驱动电路和保护电路组成。其中，控制电路以ICL8038为核心，生成两路PWM控制信号；驱动电路采用三菱公司生产的M57862L集成驱动器；用双D触发器CD4013构成保护电路。 根据以上电路组合设计，经过Multisim软件进行电路仿真，可以基本满足本次设计任务的要求，且电路比较可靠。 关键词：整流；逆变；IGBT；PWM控制 目录 第1章第1章绪论 (1) 1.1 电力电子技术发展概况 (1) 1.2 本文研究容 (1) 第2章单相交-直-交变频电路设计 (3) 2.1 单相交-直-交变频电路总体设计方案 (3) 2.1.1 方案论证与选择 (3) 2.1.2 整体方案框图 (3) 2.2 具体电路设计 (4) 2.2.1 整流电路设计 (4) 2.2.2 逆变电路设计 (6) 2.2.3 控制电路设计 (7) 2.2.4 驱动电路与保护电路设计 (10) 2.3 元器件型号选择 (11) 第3章课程设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 第13章Multisim模拟电路仿真本章Multisim10电路仿真软件，讲解使用Multisim进行模拟电路仿真的基本方法。 目录 1. Multisim软件入门 2. 二极管电路 3. 基本放大电路 4. 差分放大电路 5. 负反馈放大电路 6. 集成运放信号运算和处理电路 7. 互补对称（OCL）功率放大电路 8. 信号产生和转换电路 9. 可调式三端集成直流稳压电源电路 13.1 Multisim用户界面及基本操作 13.1.1 Multisim用户界面 在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。 下面以Multisim10为例介绍其基本操作。图13.1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。 附件1： 基础强化训练 题目单相交直交变频电路性能研究 学院自动化学院 专业 班级 姓名 指导教师 2012 年7 月10 日 1 总体原理图 (4) 1.1方框图 (4) 1.2电路原理图 (4) 1.2.1 主回路电路原理图 (4) 1.2.2 整流电路 (4) 1.2.3 滤波电路 (5) 1.2.4 逆变电路 (6) 2 电路组成 (8) 2.1控制电路 (8) 2.2驱动电路 (9) 2.3主电路 (10) 3 仿真结果 (11) 3.1仿真环境 (11) 3.2仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 (11) 3.3具体仿真结果 (14) 3.3.1仿真电路图 (14) 3.3.2整流滤波输出电压计算与仿真 (15) 3.3.3逆变输出电压计算与仿真 (16) 4 小结心得 (18) 5 参考文献 (19) 基础强化训练任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 单相交直交变频电路性能研究 初始条件： 输入为单相交流电源，有效值220V。 要求完成的主要任务: （1）掌握单相交直交变频电路的原理； （2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真； （3）采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路 时间安排： 2012年7月9日至2012年7月13日，历时一周，具体进度安排见下表 参考文献： [1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》第5版.北京：机械工业 出版社，2011 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 1 总体原理图 1.1 方框图 图1 总体方框图 1.2 电路原理图 1.2.1 主回路电路原理图 图2 主回路原理图 如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT 管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC 低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电输出。 1.2.2 整流电路 整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成，滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分，变压器设置与否视具体情况而定。 变压器的作用是实现交 实验四-单相交直交变频电路的性能研究 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 北京信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目：单相交直交变频电路的性能研究 学院：自动化 专业：自动化（信息与控制系统） 姓名/学号：贾鑫玉/2012010541 班级：自控1205班 指导老师：白雪峰 学期：2014-2015学年第一学期 实验四单相交直交变频电路的性能研究 一．实验目的 熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM 逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。 二．实验内容 1．测量SPWM 波形产生过程中的各点波形。 2．观察变频电路输出在不同的负载下的波形。 三．实验设备及仪器 1．电力电子及电气传动主控制屏。 2．NMCL-16组件。 3．电阻、电感元件(NMEL-03、700mH 电感)。 4．双踪示波器。 5．万用表。 四．实验原理 单相交直交变频电路的主电路如图2—8所示。 本实验中主电路中间直流电压u d 由交流电整流而得，而逆变部分别采用单相桥式PWM 逆变电路。逆变电路中功率器件采用600V8A 的IGBT 单管（含反向二极管，型号为ITH08C06），IGBT 的驱动电路采用美国国际整流器公司生产的大规模MOSFET 和 IGBT 专用驱动集成电路1R2110，控制电路如图2—9所示，以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM 信号，分别用于控制VT 1、VT 4和VT 2、VT 3两对IGBT 。ICL8038仅需很小的外部元件就可以正常工作，用于发生正弦波、三角波、方波等，频率范围0.001到500kHz 。 五．实验方法 4 5 L1 G3VT3 3 E3 VT4 C G4 E2 图2—8 单相交直交变频电路 G11 E1 G2 2 VT1 VT2 三相交交变频电路 交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，这种系统使用的是三相交交变频电路。三相交交变频电路是由三组 输出电压相位各差120°的,单相交交变 频电路组成的。 1．电路接线方式 三相交交变频电路主要有两种接线方 式，即公共交流母线进线方式和输出星形联 结方式。 (1)公共交流母线进线方式 图1 是公共交流母线进线方式的三相交交变频电路简图。它由三组彼此独立的、输出电压相位相互错开120°的单相交交变频电路构成，它们的电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路的输出端必须隔离。为此，交流电动机的三个绕组必须拆开，共引出六根线。这种电路主要用于中等容量的交流调速系统。 (2)输出星形联结方式 图2 是输出星形联结方式的三相交交变频电路原理图。其中2 a)为简图，2 b)为详图。三组单相交交变频电路的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结，电动机中性点不和变频器中性点接在一起，电动机只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。 由于变频器输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠 双触发脉冲保证同时导通。而两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时导通。 2．输入输出特性 从电路结构和工作原理可以看出，三相交交变频电路和单相交交变频电路的输出上限频率和输出电压谐波是一致的，但输入电流和输入功率因数则有一些差别。 先来分析三相交交变频电路的输入电流。图3 是在输出电压比=0.5，负 载功率因数的情况下，交交变频电路输出电压、单相输出时的输入电流和三相输出时的输入电流的波形举例。对于单相输出时的情况，因为输出电流是正弦波，其正负半波电流极性相反，但反映到输入电流却是相同的。因此，输入电流只反映输出电流半个周期的脉动，而不反映其极性。所以如式 式 所示输入电流中含有与2倍输出频率有关的谐波分量。对于三相输出时的情况，总的输入电流是由三个单相交交变频电路的同一相(图中为U 相)输入电流合 成而得到的，有些谐波相互抵消，谐波种类有所减少，总的谐波幅值也有所降低。其谐波频率为 和 实验一电路仿真工具Multisim的基本应用 一．实验目的 1.学会电路仿真工具Multisim的基本操作。 2.掌握电路图编辑法，用Multisim对电路进行仿真。 二、实验仪器 PC机、Multisim软件 三、实验原理 MultiSim 7 软件是加拿大Electronics Workbench 公司推出的用于电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。它可以对模拟电路、数字电路或混合电路进行仿真。该软件的特点是采用直观的图形界面，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，用屏幕抓取的方式选用元器件，创建电路，连接测量仪器。软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。 1. Multisim 7主窗口 2. 常用Multisim7 设计工具栏 元件编辑器按钮--用以增加元件仿真按钮--用以开始、暂停或结束电路仿真。 分析图表按钮--用于显示分析后的图表结果分析按钮--用以选择要进行的分析。 3．元件工具栏（主窗口左边两列） 其中右边一列绿色的为常用元器件（且为理想模型）。左边一列包含了所有元器件（包括理想模型和类实际元器件模型）。在电路分析实验中常用到的器件组包括以下三个组（主界面左边第二列）： 电源组信号源基本器件组 （1）电源（点击电源组） 交流电源直流电源接地 （2）基本信号源 交流电流源交流电压源 （3）基本元器件（点击基本器件组） 电感电位器电阻可变电容电容 4.常用虚拟仪器（主窗口右侧一列） ⑴数字万用表 数字万用表的量程可以自动调整。双击虚拟仪器可进行参数设定。下图是其图标和面板： 其电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting按钮可以设置其参数。 （2）信号发生器 信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图所示。可调节方波和三角波的占空比。双击虚拟仪器可进行参数设定。 （3）示波器 在Multisim 7中提供了两种示波器：通用双踪示波器和4通道示波器。双击虚拟仪器可进行参数设定。这里仅介绍通用双踪示波器。其图标和面板如下图所示。 目录 第1章变频电源方案论证及设计 (1) 1.1设计要求及内容 (1) 1.2交流-直流部分设计方案 (1) 1.3直流-交流部分设计方案 (2) 1.4驱动电路设计方案 (2) 第2章主回路元件选择 (4) 2.1电容滤波的三相不可控整流电路 (4) 2.2双极性调制控制方式的三相桥式PWM电压型逆变电路 (5) 第3章保护电路、缓冲电路设计 (7) 3.1 短路保护 (7) 3.2过电压保护 (7) 3.3缓冲电路具体设计 (8) 总结 (9) 参考文献 (10) 附录1 元件清单 (11) 附录2 电路图 (12) 第1章变频电源方案论证及设计 1.1 设计要求及内容 输出交流额定相电压220V，额定相电流240A，频率变化范围2-50Hz，其交流输入线电压为380V，电压波动率为±10%。 （1）变频电源方案论证及设计； （2）主回路元件选择； （3）驱动电路设计； （4）保护电路设计； （5）缓冲电路设计； （6）PWM控制策略； （7）滤波电路设计； （8）逆变变压器设计； 1.2 交流-直流部分设计方案 图1 交-直-交PWM变频电源设计方案 对于AC-DC部分，由于三相交流输入线电压为380V，电压波动率为±10%，故此采用电容滤波的三相不可控整流电路，电路图如下： 图2 主电路AC-DC部分 加入电容C，滤平全波整流后的电压纹波，另外当负载变化时，使直流电压保持平稳，即滤波作用。 1.3直流-交流部分设计方案 对于DC-AC部分，由于指定用PWM控制技术进行逆变，故此采用三相桥式PWM电压型逆变电路，电路图如下： 图3 主电路DC-AC部分 电路中的两个电容即为总体框图中的C a 和C b 。 1.4 驱动电路设计方案 3学校代码：11517 学号：200807111158 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业论文 题目三相交流电动机变频调速系统的设计学生姓名徐全县 专业班级电气工程及其自动化一班 学号200807111158 系（部）电气信息工程系 指导教师(职称)梅杨（教授） 完成时间 2012 年 5 月 29 日 河南工程学院论文版权使用授权书 本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名： 年月日 河南工程学院毕业设计(论文)原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 年月日 毕业设计（论文）任务书 题目三相交流电动机变频调速系统的设计 专业电气工程及其自动化学号200807111158姓名徐全县 主要内容、基本资料、主要参考资料等: 主要内容： 在设计时充分考虑变频器输出电压和电流中所包含一系列的高次谐波给电机性能带来的不利影响，这包括对电机的额定电流、功率因数、损耗及效率的影响。变频器在三相异步电动机变频调速中的应用及调速原理，其中包括转速调节，电流调节和系统保护。同时主要介绍单片机在三相交流异步电动机变频调速系统方面的应用，而且用单片机设计出控制三相交流异步电动机变频调速SPWM波发生器的硬件电路和汇编语言软件应用程序。 基本要求： 三相交流电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，的道理广泛的应用，其主要缺点是调速空难。正由于此，通过此课程设计，实现三相异步电动机的变频调速控制与应用。 参考资料： [1] 刘仲如，《变频调速三相异步电动机的设计特点》[M]机电技术2003年 [2] 刘震，《PLC在三相交流异步电动机变频调速中的应用》[M]工矿自动化 [3] 陈炎，《变频器在交流电动机调速系统中的应用》[J]工矿自动化2003完成期限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 2012年 2 月 22 日 Multisim电路仿真及应用 仿真实训一：彩灯循环控制器的设计与仿真分析变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。那么这些变化的灯光是如何控制的呢？这就是我们下面要讨论的课题—彩灯循环控制电路。 电路设计分析彩灯循环控制技术指标： 1.彩灯能够自动循环点亮。 2.彩灯循环显示且频率快慢可调。 3.该控制电路具有8路以上输出。 仿真实训二：交通信号灯控制系统的设计与仿真分析十字路口的交通信号灯是我们每天出行时都会遇到的，信号灯指挥着行人和各种车辆安全有序的通行。实现红、绿灯的自动控制是城市交通管理现代化的重要课题，合适的信号灯指挥系统可以提高城市交通的效率。下面我们以该课题为例进行设计与仿真分 析。 电路设计分析交通信号灯控制系统的技术指标： 1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。 2.绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。 3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s（此时另一干道上的红灯不变）。 4.十字路口要有数字显示，作为等候时间提示。要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。 5.在黄灯亮时，原红灯按1HZ的频率闪烁。 6.要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s任意设定。 仿真实训三：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析电路设计分析： 计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒有一次投篮动作，否则视为违规。 本设计题目“篮球比赛24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十四进制递减的计数器。 电路设计技术指标： 1.能完成24秒倒计时功能。 2.完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。 电力电子技术课程设计 - 1 - 综述 交-直-交变频器由主要由AC-DC、DC-AC两类基本电路组成，先通过AC-DC整流电路将交流电转换为直流电，经过滤波等处理后，再通过DC-AC逆变电路，将直流电转换为交流电。整流电路采用三相全控桥整流，输出的整流电压脉动小、易于滤波；经过滤波处理后的直流电进入逆变电路，逆变电路采用PWM控制电压式逆变电路，通过PWM技术控制逆变电路中IGBT的通断时间，实现对输出交流电的控制，以更好的满足电机对供电电源的要求。 主电路的驱动与控制，主要是对各部分开关器件的控制，即对晶闸管和IGBT的驱动与控制。晶闸管是半控型器件，门极收到脉冲触发才能够导通，IGBT是全控型器件，门极电压触发导通，由芯片控制生成的PWM信号给IGBT触发信号，控制IGBT的通断，从而实现对主电路的精确控制。 交-直-交变频器的设计 - 2 - 1 主回路单元电路分析与设计 1.1 变频器概述 交-直-交变频器是由AC-DC、DC-AC两种基本变流电路组成，先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变为交流电，因此，此类电路又称为间接交流变流电路。 交-直-交变频器与普通交-交变频器相比，最主要的优点是输出频率不再受输入电源频率的制约。国内应用的低压变频器几乎全是电压源型，中间直流是用电容平波，整流后面可加电容滤波，再经过逆变输出理想交流电压，可以做交流电机的电压源。 1.2 整流部分 整流电路AD-DC的作用是将交流电变为直流电。按组成器件可以分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可以分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数可以分为单相电路和三相电路。三相整流电路输出直流电压脉动较小，易于滤波处理，故采用三相整流电路。常用的三相整流电路有三相半波可控整流电路与三相桥式全控整流电路。 1.2.1 三相半波可控整流电路 附件1： 学号：012101135032 7 基础强化训练 题目单相交直交变频电路性能研究学院自动化学院 专业 班级 姓名 指导教师 2012 年7 月10 日 1 总体原理图 (4) 1.1方框图 (4) 1.2电路原理图 (4) 1.2.1 主回路电路原理图 (4) 1.2.2 整流电路 (5) 1.2.3 滤波电路 (6) 1.2.4 逆变电路 (7) 2 电路组成 (9) 2.1控制电路 (9) 2.2驱动电路 (10) 2.3主电路 (11) 3 仿真结果 (12) 3.1仿真环境 (12) 3.2仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 (12) 3.3具体仿真结果 (16) 3.3.1仿真电路图 (16) 3.3.2整流滤波输出电压计算与仿真 (17) 3.3.3逆变输出电压计算与仿真 (18) 4 小结心得 (20) 5 参考文献 (21) 基础强化训练任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 单相交直交变频电路性能研究 初始条件： 输入为单相交流电源，有效值220V。 要求完成的主要任务: （1）掌握单相交直交变频电路的原理； （2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真； （3）采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路 时间安排： 2012年7月9日至2012年7月13日，历时一周，具体进度安排见下表 参考文献： [1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》第5版.北京：机械工业出 版社，2011 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 1 总体原理图 1.1 方框图 图1 总体方框图 1.2 电路原理图 1.2.1 主回路电路原理图 附件1： 学号：0121011350327 基础强化训练 题目单相交直交变频电路性能研究 学院自动化学院 专业 班级 姓名 指导教师 2012年7月10日 1 总体原理图 (4) 1.1方框图 (4) 1.2电路原理图 (4) 1.2.1 主回路电路原理图 (4) 1.2.2 整流电路 (4) 1.2.3 滤波电路 (5) 1.2.4 逆变电路 (6) 2 电路组成 (8) 2.1控制电路 (8) 2.2驱动电路 (9) 2.3主电路 (10) 3 仿真结果 (11) 3.1仿真环境 (11) 3.2仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 (11) 3.3具体仿真结果 (14) 3.3.1仿真电路图 (14) 3.3.2整流滤波输出电压计算与仿真 (15) 3.3.3逆变输出电压计算与仿真 (16) 4 小结心得 (18) 5 参考文献 (19) 基础强化训练任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 单相交直交变频电路性能研究 初始条件： 输入为单相交流电源，有效值220V。 要求完成的主要任务: （1）掌握单相交直交变频电路的原理； （2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真； （3）采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路 时间安排： 2012年7月9日至2012年7月13日，历时一周，具体进度安排见下表 参考文献： [1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》第5版.北京：机械工业 出版社，2011 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 1 总体原理图 1.1 方框图 图1 总体方框图 1.2 电路原理图 1.2.1 主回路电路原理图 图2 主回路原理图 如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT 管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC 低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电输出。 1.2.2 整流电路 整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成，滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分，变压器设置与否视具体情况而定。 变压器的作用是实现交 安徽科技学院电气与电子工程学院 课程教学实习（设计）总结 变频器的仿真设计实习内容：三相AC-AC 楼电力电子实验室5 实习地点：力行楼 15 2015 学年第1 学期第实习时间： 业：电气工程及其自动化专 133 级：班日11122015年月 《电力电子技术》课程设计任务书 一、设计目的 1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力； 2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论； 3、初步掌握电力电子电路的设计方法。 二、设计题目和内容 （一）设计题目 《三相AC-AC变频器的仿真设计》 （二）设计内容 要求： 1、利用MATLAB仿真设计三相交-交变频器仿真模型； 2、对单相交-交变频电路子系统进行建模与封装； 3、将三个单相交-交变频组合设计成三相交-交变频器； 4、给出输出频率f=10Hz、25HZ时的仿真波形。 三、设计报告撰写要求 1．设计任务书 2．设计方案 3．主电路图 4．驱动电路和保护电路图 5．电路参数计算及元器件选择清单 6．主电路和驱动电路工作原理分析 7．主要节点电压和电流波形 8．参考文献 四、考核方式 1、课程设计任务书中的内容； 2、写出课程设计报告； 3、指导教师检查设计电路的完成情况； 4、验收时由指导教师指定1名学生叙述设计内容、自己所做的工作，实事求事地回答指导教师提出的问题。 根据以上四项内容和学生在课程设计过程中的工作态度按五级记分制（优、良、中、及格、不及格）给出成绩。 指导教师：*** 摘要：本文首先以三相输入单相输出的交交变频电路为例介绍了交交变频电路的工作原理，接着以余弦交点法为例详细分析了交交变频电路的触发控制方法。最后利用MATLAB仿真设计了三相交-交变频器仿真模型，其中包括对单相交-交变频电路子系统进行建模与封装、将三个单相交-交变频组合设计成三相交-交变频器、给出输出频率f=10Hz、25HZ时的仿真波形。 关键词：交交变频；余弦交点法；MATLAB仿真模型 引言： 交交变频器是通过电力电子电路的开关控制，而不通过中间直流环节，只需通过一次变换把工频交流电直接变换成不同频率的交流电的交流电路，利用两组整流电路的输出电压分别构成正弦波的正负半波可以实现由一种频率的交流电到另一种频率的交流电的变换，这样的电路称为晶闸管移相控制交交直接变频电路，也称周波变流器。周波变流器一般采用晶闸管作为功率开关器件，适合于大功率电机调速的应用场合。 一、单相交交变频电路 1、单相交交变频电路的工作原理 交-交变频器依据相位控制角α的不同规律，其输出可获得正弦波、方波和梯形波，这里的交-交变频器是根据相位控制角α按余弦规律变化得到正弦波。 Multisim 11.0 软件免费下载汉化激活全套 Multisim 11.0目前为最新版本。嵌入式系统 安装需要需要资料：17Embed,17嵌入式 1.Multisim11.0软件，免费下载地址: https://www.doczj.com/doc/571539480.html,/c07n2rh7tb m 2. Multisim11.0汉化包+激活包免费下载地址: https://www.doczj.com/doc/571539480.html,/c0frrgfutf Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的一款优秀的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 《数字电子技术》一书就是以Mulitisim作为教材工具，其强大的功能被广大老师、同学和自由爱好者所喜爱，所以本人决定在此做个教程以共大家学习参考之用。（文末附有下载） 一、安装 1、双击应用程序（379.35MB的那个）首先会出现如下窗口，确定即可。 2、确定后会出现如下窗口，说白了，就是个解压缩过程 一起嵌入式开发 3、选择第一项，然后解压缩后紧接着会出现如下窗口，仍选择第一项 4、然后选择“Install this product for evaluation”，试用的意思 5、接下来就按照提示一路狂Next就行，然后重启就行了嵌入式系统 这样安装就算完成了，接下来就是汉化和破解了。 嵌入式系统 二、汉化 1、将ZH文件夹放到目录“...\Program Files\National Instruments\Circuit Design Suite 11.0\stringfiles”下。 记住，不是目录“X:\National Instruments Downloads”,这个文件是你安装时第二步解压缩后的文件，安装完后就可以删掉了。（好多朋友在这里犯错误）17Embed,17嵌入式2、再运行Multisim11，菜单里边的：Options\Gobal Preferences\convention\language\ZH （参考图片） 摘要 近些年来，随着现代电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。变频调速技术的迅速发展被越来越多的应用于电机控制领域中，是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，以及广泛的适用范围和调速时因转差功率不变而无附加能量损失等优点而被国内外公认为是最有发展前途的高效调速方式。所以，对交—直—交变频调速系统的基本工作原理和特性的研究是十分有积极意义的。 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”。以Matlab/Simulink为仿真工具，搭建交—直—交变频调速系统的仿真模型，并对仿真结果进行分析研究。通过仿真试验对该交—直—交变频调速系统的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识，也对谐波对于交—直—交变频调速系统的影响有了一定的了解。 第一章绪论 1.1 交流调速技术发展概况 在很长的一个历史时期内，直流调速系统以其所具有优良的静、动态性能指标垄断调速传动应用领域。但是随着生产技术的不断发展，直流电机的缺点逐步显示出来，由于机械式换向器的存在使直流电机的维护工作量增加并限制了电机容量、电压、电流和转速的上限值，加之故障率高、效率低、成本高、使用环境受限等缺点，使其在一些大容量的调速领域中无法应用。 而异步电动机特别是鼠笼异步电动机，容量、电压、电流和转速的上限，不像直流电动机那样受限制。而且异步电动机的转子绕组不需与其他电源相连，其 附件2 （实验报告的首页） 本科实验报告 课程名称：电力电子技术 实验项目：单相交直交变频电路的性能研究 实验地点：电力电子技术实验室 专业班级：学号 学生姓名： 指导教师： 2014年11 月30 日 一、实验目的和要求（必填） 熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用、工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、阻感负载时的工作情况及其波形作全面，并研究工作频率对电路工作波形的影响 二、实验内容和原理（必填） 内容： 1.测量SPWM波形产生过程中的各点波形 2..观察电路输出在不同负载下的波形 原理： 1.实验原理图： 2.双极性PWM控制方式 采用双极性方式时，在调制信号u r的半个周期内，三角形载波不再是单极性的，而是有正有负的，所得的PWM波也是有正有负。在调制信号u r和载波信号u c的交点时刻控制各开关的通断。 当u r>u c时：VT1、VT4导通，VT2、VT3关断，这时i0>0则VT1、VT4导通；i0<0则VD1 、VD4导通输出电压u0=u d。 当u r0 VD3导通，输出电压u0=-u d 则VD2 、 通过对开关频率的控制，就可以得到不同频率的输出波形 三、主要仪器设备（必填） 1.电力电子及电气传动主控制屏 2.MCL-16组件 3.电阻、电感等原件 4.双踪示波器 四、操作方法与实验步骤（可选） 1.按实验原理图接线 2.调整开关频率，得到两组不同频率下的输出电压波形 3.实验结果见附录 五、实验结果与分析（必填） （一） （二） 单相交直交变频电路的性能研究 一、交直交变频器发展概况 变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。交—直—交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动 (发电)状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义。 二、实验目的和要求 熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用、工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、阻感负载时的工作情况及其波形作全面，并研究工作频率对电路工作波形的影响。 三、实验原理及波形 如下图所示，总体设计方案由整流电路、滤波、逆变电路等组成。市电经整流电路变直流电，直流电经滤波电路进行平滑滤波，再输入逆变电路，变为频率和电压均可调的交流电。 单相交直交变频电路由两部分组成，交流电源转化为直流是整流环节，选用了不可控的整流二极管电路，直流电源侧则选用电容和电感来滤波，能够获得比较平直的直流电压。这个环节结构相对简单、运行可靠，性能也符合设计的需求。直流转化为交流即是逆变部分，选用了单相桥式逆变电路，PWM控制，输出电压的大小及频率均可通过PWM控制进行调节。由于中间直流环节为电容滤波，因此选用电压型逆变电路。电力电子 单相交—直—交变频装置设计
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