一种并联谐振逆变电源的设计
- 格式:pdf
- 大小:286.58 KB
- 文档页数:3


摘要随着科学技术的发展以及提高我国国防能力的需要,对军事设施的技术改造已被列为军事技术改造中的重点。
中频电源指输出频率为400Hz的电源,它可以为动力系统及导航与武备系统供电。
传统的400Hz中频电源体积大,输出波形不稳定。
本文所设计的400Hz中频电源通过整流电路、逆变电路、积分电路、放大电路和检波电路及控制其最后的输出电压,实现了电压的稳定输出,具有体积小、功率大和波形无失真等优点,有着广泛的用途和良好的发展前景。
关键词:中频电源,PWM调制,输出变压器电力电子装置及系统课程设计任务书一、课程设计的目的通过电力电子装置及系统的课程设计达到以下几个目的:1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 题目题目:中频电源电路设计主要技术数据●输入电压:三相360V~400V,50Hz±5%●输出电压:单相,220V±2%,400Hz±0.5%●输出功率:4kW●输出电流:22A●功率因数:0.8二、课程设计的要求1. 题目题目:中频电源电路设计主要技术数据●输入电压:三相360V~400V,50Hz±5%●输出电压:单相,220V±2%,400Hz±0.5%●输出功率:4kW●输出电流:22A●功率因数:0.8●效率:85%设计内容:●主电路设计和参数选择●控制系统及辅助电源电路设计●电路仿真分析和仿真结果要求学生在教师的指导下,独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计(包括计算和器件选型)。
严禁抄袭,严禁两篇设计报告基本相同,甚至完全一样。
设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇,且文中有引用说明,否则也不能得优)。
前言逆变是利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程。
例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变成电能,反送到交流电网中去。
又如运转着的直流电动机,要使它迅速制动,也可让电动机作发电机运行,把电动机的动能转变为电能,反送到电网中去。
把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。
在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。
变流器工作在逆变状态时,如果把变流器的交流侧接到交流电源上,把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去,叫有源逆变。
如果变流器的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,则叫无源逆变。
交流变频调速就是利用这一原理工作的。
有源逆变除用于直流可逆调速系统外,还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。
逆变电源因体积小、重量轻、节材、节能、转换效果高等特点,现已得到了广泛应用。
目前逆变电路的拓扑结构主要有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式、全桥式等多种类型。
根据需求可采用不同拓扑形式的逆变电路满足其需求。
目前IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是逆变电源中常用的功率器件,已逐步取代原晶闸管、晶体管、场效应管(MOSFET)。
由于桥式逆变电源在选择功率开关器件耐压要求可以稍低,并有较高的功率输出,现通常采用全桥式逆变电路来实现较大功率输出。
课程设计所要求做的是2kw的逆变电源主电路设计(要求:电网电压380v,允许变化10%,要求输出220v,50KHz交流电压向负载供电)。
目录1. 逆变电源发展及主电路的选择………………………………………………………1.1 逆变电源的发展··················································1.2 主电路的结构选择············································2. 主电路部分设计……………………………………………………………………2.1 整流电路设计部分………………………………………………………………2.1.1 整流二极管的选择…………………………………………………………2.1.2 整流二极管的保护设计……………………………………………………的选取………………………………………………………………2.2 滤波电容Cd2.3 斩波电路设计······················································ 2.3.1 斩波参数的选择············································2.4 逆变电路部分设计…………………………………………………………………2.4.1 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的选择…………………………………2.4.2I G B T的保护设计…………………………………………………3. 高频变压器设计部分…………………………………………………………………3.1 高频变压器主要参数………………………………………………………3.2 变压器磁芯的选择………………………………………………………………3.3 高频变压器一次侧、二次侧绕组匝数计算································3.4 计算绕组导线线径及估算铜窗占有率························4.心得体会…………………………………………………………………………5.参考文献…………………………………………………………………………………1.逆变电源发展方向及主电路的结构选择1.1 逆变电源的发展方向高频逆变电源的发展与电力电子技术和器件的发展密切相关,高频逆变式电源正是随着现代电力电子技术的发展而发展起来的。
解析并联谐振的产生谐振即物理的简谐振动,物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比,且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。
其动力学方程式是F=-kx。
谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。
在物理学里,有一个概念叫共振:当驱动力的频率和系统的固有频率相等时,系统受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。
电路里的谐振其实也是这个意思:当电路中激励的频率等于电路的固有频率时,电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。
实际上,共振和谐振表达的是同样一种现象。
这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。
在电感和电容并联的电路中,当电容的大小恰恰使电路中的电压与电流同相位,即电源电能全部为电阻消耗,成为电阻电路时,叫作并联谐振。
电容无论是从类型还是作用上来说,都是有很多不同之处的。
而谐振电容也是其中之一,这样的电容在电路中也是具有不可忽视的重要作用。
谐振电容其实是在含有电容和电感的电路中,实现瞬时间的增压。
如果电容和电感并联,可能出现在某个很小的时间段内,电容的电压逐渐升高,而电流却逐渐减少,与此同时电感的电流却逐渐增加,电感的电压却逐渐降低。
简而言之这是一种能够跟随电压改变以及电流改变而逐渐控制电感电压的电容。
在通过工程师优化电容器内部结构与改良材质之后,引出端子承受更大的扭力矩和最大限度地降低ESR和ESL、具有能承受大电流、低自感、稳定性高、有自愈性等特点。
其稳定性强是最大的特点,毕竟这是一种能够根据需求进行电感电压控制的电容,因此稳定性较高。
不仅如此,其还能够有效的承受大电流,不会因为电流的增加而出现任何的问题。
谐振电容的作用是多的,因此其被广泛应用在各种环境和场合中。
不过其最主要的应用则是大电流高脉冲线路中起耦合、UPS、SMPSs、感应加热电源、逆变电源、高频加热机、焊机电源、隔直、滤波等,其作用和应用范围都在不断的扩展。
其参数是选择的关键参考,因此是不容小觑的。