交流侧三相电压波形如图7.2所示。其幅值为311V,频率为50Hz。
图7.2 交流侧三相电压波形
三相正弦调制波波形如图7.3所示。其幅值为8V,频率为50Hz。
图7.3 三相正弦调制波波形
三角载波波形如图7.4所示。其幅值为10V,频率为10kHz。
图7.4 三角载波波形
仿真输出波形如图7.5所示。由于直流侧电容较大,所以输出电压从0V上升到800V用了400ms。输出电压稳定在825V左右,满足任务书对于直流侧电压脉动率在±10%以内的要求。
图7.5 直流侧输出电压波形
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结 论
三相电压型PWM整流器具有网侧电流低谐波、单位功率因数和直流电压可控等优点,解决传统整流器的弊端,实现了“绿色电能变换”。
此次三相电压型PWM整流电路的设计,整个设计主要分为主电路的设计,控制电路的设计,驱动电路的设计,保护电路的设计并进行ORCAD仿真。本设计中主电路以IGBT为开关元件,选取的IGBT型号是德国艾赛斯的VUO70-12N07。
主电路的拓扑结构选择了三相电压型半桥式整流电路拓扑结构。在满足设计要求的条件下通过计算对IGBT管进行合适的选型,并确定了交流侧的电感量和直流侧的电容值。通过计算元器件的参数来选取合适的器件,对于提升硬件电路的设计能力有很大的帮助。
控制电路主要是由MITEL公司生产的一种用于三相SPWM波发生的芯片SA8281和INTEL公司生产的单片机89C52组成,从而控制功率开关管IGBT的通断。采用电压、电流双闭环控制,可以提高控制系统的控制精度。一旦三相VSR的输出电压值与给定值不相等时,通过闭环反馈系统能马上校正输出电压,从而输出稳定的直流电压。
本设计中的驱动电路是由IR公司生产的大功率IGBT专用桥式电路驱动集成芯片IR2110以及其外围电路组成的。。
驱动电源是输出稳定的直流电压,从而保证本设计中所选择芯片的正常工作。驱动电源电路采用单相桥式整流电路、滤波电路等组成。
通过ORCAD仿真,可以得到如下结论:从ORCAD最终的电压输出波形中可以看出,输出电压能够很快达到稳定值,电压值稳定在800V左右,输出额定功率可达到15kW。符合设计要求。
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致 谢
本次论文是在%%%%老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。在此谨向尊敬的导师致以由衷的感谢和崇高的敬意!
通过%%%%%老师的讲解,我了解了电压型PWM整流电路的基本构成和常见的电路形式,对PWM整流技术的原理和特点有了较全面的认识。%%%%%%还提供给我他自己手写的相关资料,供我查阅,并且耐心帮我设计论文的基本框架,使我受益匪浅。在此的基础上通过进一步的设计,顺利的完成了论文。为此我向聂老师表示衷心的感谢!
在设计过程中,我通过各种渠道来查阅三相电压型PWM整流器的相关内容,从而更好地拓宽了我对本设计的理解,并解决了许多设计中遇到的问题。设计过程中的仿真,使我对仿真软件ORCAD有了更好的认识,对我以后的设计和工作中有很大的帮助。
我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服一个一个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。
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