绪论《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课,电力电子技术课程
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
是电力电子技术课程理论教课以后的一个实践教课环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识,独立完成查找资料、选择
方案
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、设计电路、撰写报告的能力,使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技术的运用,为今后的学习和工作打下坚固的基础。《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教课,为自动化专业开设的专业基础技术技术设计,课程设计对自动化专业的学生是一个特别重要的实践教课环节。经过设计能够使学生坚固、加深对变流电路基本理论的理解,提升学生运用电路基本理论分析和办理实质问
题
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的能力,培育学生的创新精神和创新能力。斩波电路(DCChopper)的功能是将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电,也称为直接直流—直流变换器(DC/DCConverter)。直流斩波电路的种类很多,包含6种基本斩波电路:降压斩波电路,升压斩波电路,起落压斩波电路,Cuk斩波电路,Sepic斩波电路,Zeta斩波电路,前两种是最基本电路。应Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型,在此基础上对起落压斩波Boost—Buck电路进行了较详细的仿真分析。本文分析了起落压斩波电路的工作原理,又用Matlab对升压-降压变换器进行了仿真建模,最后对仿真结果进行了分析
总结
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。起落压斩波电路的设计2.1起落压斩波电路工作原理(1)V通时,电源E经V向L供电使其贮能,此时电流为i1。同时,C保持输出电压恒定并向负载R供电。(2)V断时,L的能量向负载开释,电流为i2。负载电压极性为上负下正,与电源电压极性相反,该电路也称作反极性斩波电路。原理图波形图图(3)升压/降压斩波电路的原理图及波形图数目关系:稳态时,一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零,即:T0uLdt0当V处于通态时,uLE;当V处于断态时,uLuo;于是:EtonU0toff所以输出电压为:U0tonEtonEEtoffTton1因而可知,改变导通占空比α,就能够控制斩波电路输出电压U。的大小。当0<α<1/2时为降压,当1/2<α<1时为升压,故称作起落压斩波电路。图(3)b)中给出了电源电流i1和负载电流i2的波形,设二者的均匀值分别为I1和I2,当电流脉动足够小时,有:I1tonI2toff由上式可得:toff1I1I2I1ton假如V、VD为没有消耗的理想开关时,则:EI1UoI2其输出功率和输入功率相等,可将其看作直流变压器。2.2依据起落压斩波电路原理图如图(3),建立升压-降压式变换器仿真模型,如图(4)所示:图(4)升压-降压式变换器仿真模型2.3的建模和参数设置:2.3的建模和参数设置:设计结果及分析1、脉冲发生器中的脉冲宽度设置为脉宽的33.3%,2、仿真结果如图(5)所示:图(5)控制脉冲占空比33.3%从图5能够看出,负载上均匀电压为10V,波形为有少量涟漪的直流电压;理论计算:U01EE10V,Uo与E极性相反;仿真结果与起落压斩波理论分析切合。3、脉冲发生器中的脉冲宽度设置为脉宽的66.6%,4、仿真结果如图(6)所示:图(6)控制脉冲占空比66.6%从图6能够看出,负载上均匀电压为40V,波形为有少量涟漪的直流电压;解输出10v时的占空比Dc=1/3则Lc=R/2(1-Dc)2Ts=10/2×(2/3)2×1/20000=104uHC=V0DCTS/R△U0=1/10×0.2×3×20000=886uF输入40v时的占空比为Dc=2/3则Lc=R/2(1-Dc)2Ts=10/2×(1/3)2×1/2000=10.4uHC=V0DCTS/R△U0=1/10×0.2×3×20000=886uF总结经过以上的仿真过程分析,能够获取以下结论:(1)直流斩波电路可将直流电压变换成固定的或可调的直流电压,使用直流斩波技术,不但能够实现调压的功能,并且还可以够达到改进网侧谐波和提高功率因数的目的。直流斩波技术主要应用于已拥有直流电源需要调理直流电压的场合。(2)起落压斩波电路(Boost-BuckChopper)能够方便的调理输出电压,因为输出电压为:U0tonEtonEE;若改变导通比α,toffTton1则输出电压能够比电源电压高,也能够比电源电压低,当0<α<1/2时为降压,当1/2<α<1时为升压,轻松实现直流变换中的升压和降压作用,工业生产应用广泛。(3)直流变换电路主要以全控型电力电子器件作为开关器件,经过控制主电路的接通与断开,将恒定的直流斩成断续的方波,经滤波后变成电压可调的直流输出电压。利用Simulink对降压斩波电路和起落压斩波的仿真结果进行了详细分析,与采纳老例电路分析方法所获取的输出电压波形进行比较,进一步考据了仿真结果的正确性。(4)采纳Matlab/Simulink对直流斩波电路进行仿真分析,防备了老例分析方法中繁琐的画图和计算过程,获取了一种较为直观、快捷分析斩波电路的新方法。同时其建模方法也适用于其余斩波电路的目标,只需对电路结构稍作改变即可实现,所以适用性较强。(5)应用Matlab/Simulink进行仿真,在仿真过程中能够灵巧改变仿真参数,并且能直观的观察到仿真结果随参数的变化状况,方便学习与研究。领悟本次设计中我查阅了相关书本、资料,第一对直流斩波电路有了大体的掌握,直流变换电路主要以全控型电力电子器件作为开关器件,经过控制主电路的接通与断开,将恒定的直流斩成断续的方波,经滤波后变成电压可调的直流输出电压。进一步复习了直流斩波电路的基本种类,包含降压斩波电路、升压斩波电路、起落压斩波电路等,理解了其工作原理,熟习其原理图及工作时的波形图,掌握了这几种电路的输入输出关系、电路分析方法、工作特色,并在理解的基础上能对直流斩波电路进行分析计算,加深了对直流斩波电路的掌握及应用。经过使用Matlab的可视化仿真工具Simulink对起落压斩波Boost—Buck电路建立仿真模型,我更加熟习了仿真库里的原器件,增强了画图能力,使用SCOPES(示波器),能够在运转目标时简短地观察到仿真结果,还可将多个结果放在一起以便比较,使我领悟到了Matlab的可视化仿真工具Simulink的功能的齐全及使用的便利。同时在仿真建模的基础上对起落压斩Boost—Buck电路进行了详细的仿真分析,将仿真波形与老例分析方法获取的结果进行比较,提升了我设计建模的能力、分析总结能力及增强了对Matlab/Simulink软件的熟练程度。总之,经过此次基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真的设计,我无论在理论分析上还是在建模拟真上都是得益颇多,领悟到了Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的应用价值,同时它也是能让我们将理论与实践相结合、将所学知识系统化联系在一起的很好的工具,经过仿真能使所学的看法理解的更清楚、知识掌握的更坚固。参照文件王兆安、黄俊.电力电子技术.机械工业第一版社,2009.6王忠礼、段慧达、高玉峰.MATLAB应用技术—在电气
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
与自动化专业中的应用.清华大学第一版社,2007.1王辉、程坦.直流斩波电路的Matlab/Simulink仿真研究.现代电子技术,2009.5:174-175