電力電子電路設(shè)計與應(yīng)用01匯編資料

1、電力電子電路設(shè)計(shj)與應(yīng)用1共二十四頁一、什么(shn me)是設(shè)計設(shè)計是將設(shè)計者的思維變成研制工作必需的圖紙和數(shù)據(jù)的過程，設(shè)計是電力電子電路（裝置(zhungzh)）研制過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。在設(shè)計過程中，依靠的是理論知識、實際經(jīng)驗和各種參考數(shù)據(jù)，理論知識起的是指導(dǎo)作用，實際經(jīng)驗和參考數(shù)據(jù)起的是支持作用。2共二十四頁二、設(shè)計(shj)類型1、原理設(shè)計：是一種不完全的，為可行性論證而進行的設(shè)計。例如：設(shè)計某種電路圖，其目的是為了證明可用該電路實現(xiàn)哪些功能，在設(shè)計中只要求定性(dng xng)的分析其工作原理，工作波形等。2、參數(shù)設(shè)計：原理設(shè)計的補充，為了使原理 設(shè)計得以實現(xiàn)，具體計算

2、電路的各種參數(shù)是必不可少的，通過參數(shù)設(shè)計可使原理設(shè)計得到修正和補充，進一步提高原理設(shè)計的可行性。3共二十四頁3、程序設(shè)計：現(xiàn)代(xindi)電力電子裝置應(yīng)用微處理器組成控制核心電路的越來越多，因此程序設(shè)計已經(jīng)逐漸成為設(shè)計過程中不可缺少的組成部分。4、結(jié)構(gòu)設(shè)計：研究工作向裝置制造轉(zhuǎn)化的重要步驟，包括主電路機械結(jié)構(gòu)、控制電路結(jié)構(gòu)、外部接口、機柜或機箱結(jié)構(gòu)等，主要目的是：確定裝置硬件之間的位置關(guān)系，為制造實際裝置提供可行數(shù)據(jù)和圖紙。結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容頗為復(fù)雜，需要較多的實際經(jīng)驗和參考(cnko)依據(jù)。 4共二十四頁三、設(shè)計(shj)流程 要完成一個(y )裝置的設(shè)計，需要經(jīng)過以下一些步驟：1、初步設(shè)計：內(nèi)

3、容包括原理設(shè)計、參數(shù)概 算、驗證初步設(shè)計可行性的局部實驗等。 例如：設(shè)計一個裝置的電原理圖。2、技術(shù)設(shè)計：內(nèi)容包括電路參數(shù)計算、元件選擇。這里面有些元件的參數(shù)計算和選擇較為容易，如半導(dǎo)體器件、電阻電容等，經(jīng)過參數(shù)計算后，可直接由定型產(chǎn)品中得到。另一些沒有定型產(chǎn)品的元件只進行電參數(shù)計算是遠遠不夠的，還要進行結(jié)構(gòu)參5共二十四頁 數(shù)計算和工藝(gngy)設(shè)計，再通過生產(chǎn)部門加工才能得到，如變壓器、電抗器等。為了驗證可行性，有時還必須進行原理樣機的研制和實驗過程。3、總體（工程）設(shè)計：為制造裝置而進行的全面設(shè)計，對電器裝置而言，與前述設(shè)計最大的不同在于增加了大量的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容（參考結(jié)構(gòu)設(shè)計）。目的

4、是產(chǎn)生制造裝置的詳細圖紙和各種參數(shù)。四、設(shè)計依據(jù)1、各種標準：設(shè)計中必須(bx)按照各種現(xiàn)行國家 標準（GB）、國家軍用標準（GJB）、6共二十四頁行業(yè)標準的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。例如：設(shè)計制造國內(nèi)使用的某電力電子裝 置，按我國電制標準規(guī)定，輸入(shr)交流電源 必須為380/220V 50HZ。電信系統(tǒng)二次電 源設(shè)備輸入電源必須為DC48V。因此，在 設(shè)計該類裝置時都要執(zhí)行該標準。又如：國軍標規(guī)定了電子設(shè)備的電磁兼容性標 準，設(shè)計制造軍用電子設(shè)備必須照此標準 執(zhí)行。 有時為了使裝置達到通用標準規(guī)定的要求，必須設(shè)計裝置基本要求以外的電路。7共二十四頁 特殊場合使用的設(shè)備不能按相關(guān)標準執(zhí)行 時，稱為非

5、標準設(shè)備。2、技術(shù)要求（技術(shù)指標）：被設(shè)計裝置要達 到的具體技術(shù)狀態(tài)（參數(shù)）的細則，是研制裝置要實現(xiàn)(shxin)的目標，設(shè)計過程必不可少的約束條件。五、設(shè)計課主要(zhyo)內(nèi)容 以典型逆變電源裝置和開關(guān)電源裝置為對象，以電參數(shù)和部分元器件結(jié)構(gòu)參數(shù)為主要內(nèi)容，講解設(shè)計方法。8共二十四頁六、典型逆變電源裝置(zhungzh)設(shè)計1、電路原理(yunl)框圖輸入整流電路直流濾波電路電源逆變電路隔離變換電路輸出濾波電路 負 載 2、設(shè)計順序-一般按照從裝置輸出到輸 入的次序進行9共二十四頁根據(jù)(gnj)負載要求計算輸出電路參數(shù)；根據(jù)輸出電路輸入端要求計算逆變電路參數(shù)；根據(jù)逆變電路輸出端要求計算逆變

6、電路輸入?yún)?shù)；根據(jù)逆變電路輸入?yún)?shù)計算輸入整流電路；當(dāng)輸入和輸出之間有電壓匹配和電氣隔離要求時，還需加入隔離變換電路設(shè)計。 作為(zuwi)完整的裝置還需設(shè)計的部分是：控制電路、保護電路、監(jiān)測電路等。10共二十四頁實例(shl)一、技術(shù)要求：1、輸出電壓 115V / 200V2、輸出頻率 400HZ3、輸出功率 30KVA（單相10KVA）4、負載功率因數(shù) 滯后5、短時過載(guzi) 150%6、輸入電壓 380V10%7、輸入頻率 50HZ10%11共二十四頁6.1典型逆變電源輸出(shch)電路LCRLiLVOViiciLiR12共二十四頁LCRLiLVOViiciLiRiciRVOV

7、iiLVLiciRVOViiLVL純電阻(dinz)負載時矢量圖iLiLic感性(gnxng)負載時矢量圖13共二十四頁二、負載(fzi)參數(shù)1、負載電阻最小值 時時LCRLiLVOViiciLiR14共二十四頁2、負載(fzi)電感最小值15共二十四頁3、濾波電容 取濾波電容容抗(rn kn)等于負載電感感抗的2倍（一般情況下）考慮實際(shj)情況取電容為 90微法9個的AC電容用于400HZ時耐壓降為60%16共二十四頁4、無輸出隔離變壓器時，逆變器輸出電流（有效值，設(shè)計電感(din n)、變壓器等元件時參考）長期(chngq)連續(xù)最大電流（一相） 橋臂連續(xù)最大電流17共二十四頁短期(d

8、un q)最大電流（一相） 橋臂短期(dun q)最大電流18共二十四頁5、無輸出(shch)隔離變壓器時逆變器輸出(shch)電流峰值（選擇開關(guān)器件時參考） 長期(chngq)連續(xù)電流峰值（一相） 橋臂連續(xù)最大電流峰值 短期最大電流峰值（一相）短期橋臂最大電流峰值19共二十四頁6、濾波(lb)電抗L的計算輸出濾波電路的主要作用是：減小輸出電壓(diny)中諧波（特別是逆變電路中開關(guān)器件開關(guān)頻率）電壓(diny)的幅值保證基波電壓傳輸設(shè)計濾波器應(yīng)注意以下問題：濾波電路特征阻抗不應(yīng)太大濾波電路固有諧振頻率應(yīng)遠離輸出電壓中可能出現(xiàn)的諧波頻率。 如：400HZ的倍頻，800HZ、1200HZ、160

9、0HZ、2000HZ等20共二十四頁 不應(yīng)(b yn)太大而接近1 應(yīng)該較?。≧按負載(fzi)最重時考慮） 功率越大，負載功率因數(shù)越低的逆變電源裝置越應(yīng)按條考慮。 因濾波電容和負載并聯(lián)，對逆變電路輸出電流影響較大，所以在設(shè)計濾波電路時，應(yīng)按先選擇濾波電容，再根據(jù)上述原則和對基波傳輸、諧波衰減的特性選擇電感參數(shù)。21共二十四頁 濾波電路參數(shù)和主開關(guān)器件(qjin)工作頻率有關(guān)，主開關(guān)器件(qjin)工作頻率三相(sn xin)單相 N為正整數(shù)時逆變電路按同步方式工作，不為整數(shù)時按異步方式工作。主開關(guān)器件工作頻率高對濾波器有好處，可減小濾波電抗參數(shù)，但對逆變器效率不利，對電壓利用率不利。開關(guān)頻率

10、要根據(jù)器件參數(shù)選擇，不能過高或過低。本例選N=8 則 由于各橋臂移相原因，輸出線電壓的開關(guān)頻率變?yōu)椋?2共二十四頁根據(jù)(gnj)圖試選可得實選用(xunyng)濾波電路固有諧振頻率通過計算得出：選用以上參數(shù)時，負載為10KVA，功率因數(shù)為0.8時，輸出濾波電路的Vo/Vi=0.84，電壓波動不算大。15KVA過載時，Vo/Vi=0.73，此時允許輸出電壓略有下降。23共二十四頁內(nèi)容摘要電力電子電路設(shè)計與應(yīng)用。1、原理設(shè)計：是一種不完全的，為可行性論證而進行的設(shè)計。3、程序設(shè)計：現(xiàn)代電力電子裝置應(yīng)用微處理器組成控制核心電路的越來越多，因此程序設(shè)計已經(jīng)逐漸成為設(shè)計過程中不可缺少的組成部分。1、初步設(shè)計：內(nèi)容包括原理設(shè)計、參數(shù)概。2、技術(shù)設(shè)計：內(nèi)容包括電路參數(shù)計算、元件選擇。另一些沒有定型產(chǎn)品的元件