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1、电力电子技术课程设计说明书三相半桥电压源型逆变电路设计学生姓名：马昌杰学号：1307044327 学生姓名：胡 雨 学号：1307044346 学 院：计算机与控制工程学院 专 业：电气工程及其自动化 指导教师： 李 晓 秦 鹏 2016 年 1 月 中北大学课程设计任务书2015/2016 学年第 一 学期学 院 ： 计算机与控制工程学院专 业 ： 电气工程及其自动化学 生 姓 名 ： 马昌杰 学 号： 1307044327学 生 姓 名 ： 胡 雨 学 号： 1307044346课 程设计题目 ： 三相半桥电压源型逆变电路起 迄 日 期 : 2015 年 12 月 27 日 2016 年
2、1 月 8 日课 程 设 计 地 点 : 德怀楼八层虚拟仿真实验室指 导 教 师 : 李晓 秦鹏学科部副主任 ： 刘天野下达任务书日期: 2015 年 12 月 26 日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1) 了解并掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力2) 学习 Visio 绘图软件和 Matlab 仿真软件2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1) 设计的电路为三相半桥电压源型逆变电路，负载为电阻负载，通过串联滤波电感，使得流过电阻的电流为正弦电流。 2) 已知参数：交流负载电阻 ，直流母线连接理想直流电压源 。0.5LR10dcUV3) 绘制电
3、路原理图。首先，分析三相半桥电压源型逆变电路的 SPWM 方法，要求使用双极性 SPWM 方法。其次，按照原理图，在仿真软件中建立仿真模型，进行仿真分析，结果应包含虑波电感 和滤波电感 时的电路工作的波形图以及0.1LmH1LmH交流总谐波失真(THD)。并对仿真结果进行必要的文字分析。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：1) 根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定器件类型，可供选择的变流器件为晶闸管、Mosfet 和 IGBT，设计电路原理图；2) 画出电路方框图，完成电路各部分的指标分配，计算各单元电路的参数和确定各元件的参数
4、值，叙述主要元器件的功能及他们之间的控制关系和数据传输。3) 用 Visio 绘图软件绘制电路原理图4) 利用 Matlab 仿真软件对电路图进行仿真分析。 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1 王兆安.电力电子技术. 机械工业出版社.20082 刘志刚.电力电子学. 清华大学出版社.20093 石 玉.电力电子技术例题与电路设计指导.机械工业出版社.20034 张兴，张崇巍.PWM 整流器及其控制M. 北京：机械工业出版社，20125设计成果形式及要求：1) 电路原理图2) Matlab 仿真电路结果图3) 课程设计说明书。6工作计划及进度：2015 年 12 月 27 日 12 月
5、 29 日 设计电路2015 年 12 月 29 日 01 月 01 日 绘制电路原理图2016 年 01 月 02 日 01 月 07 日 对设计的电路进行 Matlab 仿真，撰写课程设计 说明书2016 年 01 月 08 日 答辩学科部副主任审查意见：签字： 年 月 日课 程 设 计 说 明 书第 共 页目录1 绪论 .12 PWM 控制技术概述 .22.1 面积等效原理 .22.2 SPWM（正弦脉冲宽度调制）控制技术 .32.3 SPWM 的调制 .42.3.1 自然采样法 .42.3.2 规则采样法 .42.4 SPWM 的控制方法 .52.4.1 单极性正弦脉宽调制 .52.4
6、.2 双极性正弦脉宽调制 .53 器件选择与电路设计 .53.1 器件的特点 .53.2 主电路工作原理 .63.3 三相电压桥式逆变电路的工作波形分析 .73.4 输出相电压与线电压的定量分析 .94 matlab 模型建立与仿真结果分析 .104.1 主电路设计 .104.2 控制电路设计 .114.2.1 控制电路元器件参数设置 .124.2.2 控制电路的波形 .134.3 仿真结果 .144.4 结果分析 .164.4.1 理论计算与仿真对比 .164.4.2 谐波分析 .185 心得体会 .18课 程 设 计 说 明 书第 共 页参考文献 .19课 程 设 计 说 明 书第 0 页
7、 共 18 页1 绪论电力电子技术是一门发展历史比较短的学科，但是这项技术在人们的日常生产生活、工作学习中发挥着举足轻重的作用。电力电子技术的进步都伴随着电子器件的革新。电力电子器件在近几十年的发展历程中，经历了GTO、 IGBT、MOSFET 、IGBT 等电力电子器件的发展更迭。伴随着大功率全控型电力电子器件的出现和发展，PWM 技术应运而生。PWM（ Pulse Width Modulation）控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值） 。PWM 控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。早期的逆变电路所输出的波形都是矩形波或者六拍阶梯波，这些波形含有较大的谐波成分，从而影
