Đồ Án Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5KW

mục lục
chương 1: tổng quan về các bộ nghịch lưu .5
1. Sự cần thiết của bộ nghịch lưu 5
2. Nguyên tắc hoạt động của bộ nghịch lưu .6
2.1. Bộ nghịch lưu trực tiếp .6
2.1.1. Nguyên lý làm việc của bộ nghịch lưu trực tiếp 7
2.1.2. Sự làm việc của nhóm bị khoá .8
2.1.3 Sự làm việc có dòng điện vòng .10
2.1.4. Luật điều khiển nghịch lưu trực tiếp 13
2.2.Bộ nghịch lưu gián tiếp .13
2.2.1.Nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu gián tiếp 14
2.2.2. Bộ nghịch lưu nguồn dòng điện - chỉnh lưu có điều khiển 15
2.2.2.1.Bộ nghịch lưu một pha .15
2.2.2.2. Bộ nghịch lưu ba pha .16
2.2.3. Bộ nghịch lưu nguồn điện áp chỉnh lưu có điều khiển .19
2.2.3.1. Bộ nghịchlưu một pha .19
a.Sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa .19
b. Mạch nghịch lưu nửa cầu 22
c.Mạch nghịch lưu cầu 22
2.2.3.2. Bộ nghịch lưu ba pha .24
2.2.3. Bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung -chỉnh lưu không điều khiển
28
chương II: bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung 29
1. Sự cần thiết của bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung .29
2. Nguyên lý hoạt động của PWM .30
3. Định lượng PWM .33
3.1. Sin hoá PWM .34
3.2. Tương quan tần số 36
3.3. Phương thức loại trừ sóng hài .37
3.4. Phương thức dạng sóng dòng điện nhỏ nhất 40
3.4. Điều khiển thích nghi dòng điện PWM .43
Chương 3: Thiết kế mạch động lực 45
1.Đề xuất phương án .45
1.1. Phương pháp nghịch lưu PWM đơn cực .45
1.2. Phương pháp nghịch lưu PWM lưỡng cực .47
1.3 So sánh hai phương pháp nghịch lưu .48
1.3.1.Phương pháp PWM dơn cực .48
1.3.2. Phương pháp PWM lưỡng cực .48
1.3.3. Chọn phương án nghịch lưu .49
1.4. Chọn thiết bị bán dẫn đóng cắt và dạng mạch động lực 49
1.4.1. Chọn thiết bị bán dẫn đóng cắt 49
1.4.2. Sơ đồ mạch động lực 52
2. Tính toán thông số mạch động lực .55
2.1. Chọn hệ số điều biến tần số .55
2.2. Chọn hệ số điều biến biên độ .56
2.3. Phân tích điện áp đầu ra khi ma < 1 .57
2.4. Tính toán chọn van đóng cắt 59
2.4.1. Tính toán điện áp chịu đựng yêu cầu của IGBT 59
2.4.2. Loại trừ sóng hài bậc cao .60
2.4.3. Thiết kế bộ lọc đầu ra của bộ nghịch lưu 62
2.4.3.1. Thiết kế bộ lọc cho chế độ cực đại của tần số .62
2.4.3.2. Thiết kế bộ lọc cho chế độ tần số cực tiểu 64
2.4.4. Tính toán dòng điện cần thiết để chọn IGBT .65
2.4.5. Tính toán dòng điện cung cấp cho mạch nghịch lưu .70
2.5. Thiết kế cuộn kháng lọc sau mạch nghịch lưu .72
2.6. Chọn diode chỉnh lưu và tụ lọc nguồn .77
2.6.1. Chọn diode chỉnh lưu .77
2.6.2. Chọn tụ lọc nguồn 78
2.7. Thiết kế máy biến áp cấp nguồn cho chỉnh lưu .81
2.7.1. Tính sơ bộ kích thước mạch từ 82
2.7.2. Tính toán dây quấn 82
2.7.3. Kết cấu dây quấn sơ cấp 83
2.7.4. Kết cấu cuộn dây thứ cấp .85
2.7.5. Tính toán kích thước mạch từ 85
2.7.6. Tính khối lượng sắt và đồng 88
2.7.7. Tính các thông số của máy biến áp .89
Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển và mạch phản hồi
Mô phỏng mạch nghịch lưu bằng pesim . 91
A. Giới thiệu về phần mềm pesim 91
B. thiết kế mạch điều khiển và mạch phản hồi .95
4.1. Những vấn đề chung về mạch điều khiển và mạch phản hồi .95
4.1.1. Mạch đặt tần số 96
4.1.2. Mạch đặt dòng điện .99
4.2. Sơ đồ cấu trúc mạch điều chỉnh dòng điện và đặt tần số .102
C. kết quả mô phỏng bằng pesim 106
4.4. Xác định dải tần hoạt động của lọc 106
4.4.1. Thành phần sóng hài ở dải tần 500 Hz 107
4.4.2. Thành phần sóng hài ở tần số 400Hz .110
4.4.3. Thành phần sóng hài ở tần số 300 Hz 111
4.4.4. Thành phần sóng hài ở tần số 200 Hz 114
4.4.5. Thành phần sóng hài khi tần số 100 Hz .117
4.4.6. Thành phần sóng hài khi tần số 50 Hz .121
4.4.7. Thành phần sóng hài khi tần số 10 Hz .123
D. chọn và hiệu chỉnh mạch phản hồi dòng điện .125
4.5. Đề xuất mạch phản hồi dòng điện .125 Đồ án tốt nghiệp
4.6. Kết quả mô phỏng mạch kín 128
4.6.1. Khảo sát ổn định dòng khi tần số thay đổi. .128
4.6.2. Khi tải bộ nghịch lưu thay đổi .132