電力電子技術(shù)實訓(xùn)報告

1、電力電子技術(shù)實訓(xùn)報告專業(yè)：電氣自動化技術(shù)班級：電氣0902學(xué)號：41姓名：吳明實訓(xùn)地點：電力電子實訓(xùn)室實訓(xùn)時間：實訓(xùn)任務(wù)書1設(shè)計說明2設(shè)計電路圖6結(jié)構(gòu)框圖7Ups電源性能特點8心得體會9參考文獻(xiàn)10實訓(xùn)任務(wù)書一、實訓(xùn)目的為了培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力，在第二學(xué)期完成對電力電子線路安裝與維護(hù) 課程的學(xué)習(xí)以后又開設(shè)了此次實訓(xùn)任務(wù)，為的使同學(xué)們加強動手和實際操作能力。 本實訓(xùn)任務(wù)是建立在實際電子器件上的一個工作環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，再經(jīng)過指導(dǎo)老師對 細(xì)節(jié)的改動，為進(jìn)一步加強突出知識點而設(shè)立的電力電子技術(shù)實訓(xùn)。希望同學(xué)們 在實訓(xùn)過程中能夠得到充分的鍛煉和長足的進(jìn)步。二、實訓(xùn)要求及時間安排本次實訓(xùn)為期一周，要求完成對題

2、目的書面設(shè)計結(jié)果，其中包括主電路圖、 控制電路圖、工作過程說明、設(shè)計說明；還要完成實踐環(huán)節(jié)結(jié)果，就是根據(jù)所設(shè)計的電路圖在網(wǎng)孔板上完成接線并試車成功；最后就是實訓(xùn)報告時間實訓(xùn)內(nèi)容指導(dǎo)老師星期一布置實訓(xùn)題目，查閱相關(guān)資料，完成初步設(shè)計李美英星期二完成書面設(shè)計結(jié)果，繪制電路圖，書寫設(shè)計說明，有老師檢閱李美英星期三星期四進(jìn)入實訓(xùn)室，根據(jù)所設(shè)計圖紙領(lǐng)取工具和器件并檢查是否完好，然后按照電路焊接李美英星期五完成焊接工作，在老師指導(dǎo)下驗收李美英星期六完成實訓(xùn)報告李美英二、實訓(xùn)題目設(shè)計一個UPS電源，設(shè)計內(nèi)容包括UPS電路圖及UPS電路原理，設(shè)計要求：1、 給出設(shè)計原理框圖；2、給出具體設(shè)計思路，畫出電路圖；

3、3、編寫設(shè)計說明書。 主要設(shè)計條件：1、提供實驗箱；2、必要的元器件和導(dǎo)線等。設(shè)計說明UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能 通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根 據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng) 要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流 器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲 直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的 大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用 了電容器

4、對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏 蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定 程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機自檢 故障后的自動旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。1穩(wěn)壓調(diào)整電路接通開關(guān)S,電池的24V電壓經(jīng)R% VE使12V穩(wěn)壓管VD3擊穿，VT2飽和導(dǎo)通， VTi的基極電壓穩(wěn)定為12乂電池電壓經(jīng)VT調(diào)整后為11.5V，作為SG3524的工作 電壓，從其16腳輸出穩(wěn)定的5V電壓作為運放比較器的基準(zhǔn)電壓。220V的交流輸入電壓通過接插件 JKi的5、6和F4s輸入到由VDVE橋式整 流電路（下文將會對橋

5、試整流電路作出介紹），經(jīng)其整流使光電耦合器 PC中發(fā)光 二極管發(fā)光，發(fā)光強度隨市電電壓而變化。A點為市電壓的取樣電壓，分別加到電壓比較器A、A、A的同向相輸入端，經(jīng)其與 VT；、VT5、VT4控制的繼電器&、&、 Kb的切換，使不間斷電源輸出的交流電壓保持穩(wěn)定，實現(xiàn)市電和逆變器供電的轉(zhuǎn)換。2充電器電路典型充電裝置如下圖所示：（作分離專用充電器）圖3二極管整流器加斬波型充電裝置2在圖2總設(shè)計電路圖中220V的交流輸入電壓通過變壓器 T的二次線圈N2變壓 后，經(jīng)過接插件JK3的1、2輸入到由VD。VD3的橋式整流電路，經(jīng)其整流，由 LM317 VD3再經(jīng)插件JK3的3、4給蓄電池充電。3整流電路2

6、20V交流電源輸入，經(jīng)過整流電路將電壓轉(zhuǎn)換成直流給蓄電池充電。采用升壓斬 波方式，電路如圖4所示，這是一種能夠抑制輸入高次諧波干擾及改善功率因子 的電路，采用PWM控制方式，由SG3524的管腳1跟蹤控制，采用這種控制方式， 能使輸入電流為正弦波，而輸入功率因子接近于1.由圖可知，經(jīng)二極管整流橋整流成直流。VT導(dǎo)通時，電路C放電，電感L儲存能量，VT關(guān)斷后，電感釋放能量，給 電容充電及給負(fù)載提供能量。圖4升壓斬波電路4、逆變器及逆變電路5、逆變器采用正弦波PW逆變器方式 圖5所示為正弦波逆變器電路?？刂品绞讲捎萌遣?PWM方式，但UPS負(fù)載一般 為電容輸入型，因輸出電流峰值高，使輸出電壓波形

7、畸變，為此要采取相應(yīng)措施。目前采取措施是通過提高載波頻率，加快控制響應(yīng)，并應(yīng)用瞬時波形 控制方式使輸出電壓接近正弦波。圖 i中直流側(cè)經(jīng)逆變器后，再接變壓器二次側(cè) 線圈N3由變壓器一次側(cè)線圈N并上電容后輸出。L圖5正弦波逆變器電路6逆變電路SG3524為逆變器的核心電路如圖6所示：逆變頻率由R8和C2i以及SG3524片 內(nèi)振蕩器決定。SG3524的 11和14腳的驅(qū)動輸出由9腳的高電位決定。逆變電路 工作后，在N感應(yīng)出和逆變輸出成正比的電壓，經(jīng) VD2和VD整流，G濾波，回饋 回SG3524的1腳，作為比較電壓同2腳的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，改變11和14腳輸 出波形的占空比，使逆變器輸出的電壓穩(wěn)定

8、在220乂逆變原理分析：MOSFET勺G極觸發(fā)脈沖由SG3524的 11，14腳提供。T1,T4 同時觸發(fā)，T2,T3同時觸發(fā)。當(dāng)T1,T4觸發(fā)時，交流輸出電壓上正下負(fù)；T2,T3觸 發(fā)時，交流輸出電壓上負(fù)下正。當(dāng)T1,T4關(guān)斷后，由于有電感存在，電流通過VD2,VD3 續(xù)流，當(dāng)T2,T3關(guān)斷后，由VD1,VD4來實現(xiàn)續(xù)流。電路中的電容 C和電感L不僅 能限制電壓、電流的躍變，還能為阻感負(fù)載提供無功能量。W10457K圖6 SG3524逆變電路IN 町 43十 12*_0 0I一It?955D4143X4IV電壓調(diào)節(jié)2K 然IN4I48KS55D+i;v A YU+5VKEF-COMPNOf-

9、OSCETHCSDSZN*CBEACTEBRTDUHDSC3524HC16)SG3524的基準(zhǔn)源屬于常規(guī)串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源，它由集成塊內(nèi)部的諧波發(fā)生 器，PWM匕較器等組件向外提供5V的工作電壓。由振蕩器先產(chǎn)生 0.6V3.5V的鋸 齒波電壓Vj,再變換成矩形波電壓，送至觸發(fā)器、或非門，并由管腳3輸出。SG3524的工作原理：開關(guān)電源輸出電壓經(jīng)取樣處理后送至放大器的反向輸入 端接至鋸齒波發(fā)生器，由此可控制 PWM的脈寬調(diào)制信號，最后依次通過或非門 HF1,HF2功率放大器VQ1,VQ2俞出。5設(shè)計電路圖電路原理圖如圖所示，。D 2 vz二 5Vn上壽岀-一-tD0- s3=LLnu.33愆A

10、11HkrVDMN-asmWF -fi併?丁220 冷荃二二IT卜46結(jié)構(gòu)框圖ups的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。其基本工作原理是，當(dāng)市電正常時，由市電供電, 同時市電通過整流器整流為直流，給蓄電池充電，可保證蓄電池的電量充足。一 旦市電異常乃至停電，即由蓄電池自動代替整流器向逆變器供電，蓄電池的直流 電經(jīng)逆變器變換為恒頻恒壓交流電繼續(xù)向負(fù)載供電，因此從負(fù)載側(cè)看，供電不受 市電停電的影響。UPS電源應(yīng)包括交流輸入濾波電路及整流電路、 蓄電池充電回路、PWM逆變器、 各種保護(hù)線路、交流市電供電與 UPS逆變器供電之間的自動切換裝置、控制電路UPS電源性能特點1提高供電品質(zhì)通過輸入輸出雙重隔離以及雙變換工

11、作模式，使其輸出成為穩(wěn)壓穩(wěn)頻的 標(biāo)準(zhǔn)正弦波波形。不受其輸入電源變化的影響。2市電掉電保護(hù)若輸入電源斷電，UPS由電力系統(tǒng)自備的直流屏供電（DC110/220V,負(fù) 載供電無中斷。3提高噪聲抑制由于使用隔離變壓器和交-直-交變換方式，輸入電源中的雜波被有 效地濾除，使負(fù)載能得到干凈的電源。4內(nèi)部安裝逆止二極管UPS的直流輸入側(cè)與直流母線之間通過逆止二極管相連，可防止直流母線 電壓比直流輸入側(cè)電壓高而向直流屏反灌，起到保護(hù)直流屏的作用。5交流母線與直流母線隔離完全屏蔽了交流母線與直流母線之間的互相影響。6延時軟啟動功能具有完備的延時軟啟動功能，能大大減小系統(tǒng)啟動過程中對設(shè)備和電網(wǎng) 的沖擊。7告警和

12、保護(hù)功能具有多種告警方式，可通過聲、光、LCD輸入輸出接點以及通訊傳輸方 式對當(dāng)前發(fā)生的告警進(jìn)行及時、準(zhǔn)確和詳細(xì)的提示，在提高系統(tǒng)可靠性的同時， 幫助維護(hù)人員準(zhǔn)確快速地定位及排除故障。無源故障接點：“逆變故障、旁路異 常、直流異?！?AC220V/1A常開觸點.8保護(hù)功能具有輸入接反保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)、輸出超載保護(hù)、輸 出短路保護(hù)、過熱保8心得體會通過一個星期的電工實習(xí)，使我對電器元件及電路的連接與調(diào)試有一定的感 性和理性認(rèn)識，打好了日后學(xué)習(xí)電工技術(shù)課的基礎(chǔ)。同時實習(xí)使我獲得了自動控 制電路的設(shè)計與實際連接技能，培養(yǎng)了我理論聯(lián)系實際的能力，提高了我分析問 題和解決問題的能力，增強

13、了獨立工作的能力。最主要的是培養(yǎng)了我與其他同學(xué) 的團隊合作、共同探討、共同前進(jìn)的精神。一周的實習(xí)過程中，最挑戰(zhàn)我動手能力的一項訓(xùn)練就是連接電路。對我來說，這無疑是一門新的學(xué)問，既是一種挑 戰(zhàn)，也使我學(xué)到了很多有使用價值的知識。這個實習(xí)是我最感興趣的實習(xí)，因為 從小我就喜歡組裝和拆卸?？偨Y(jié)這個實習(xí)，我感覺自己有時候十分的粗心。剛開 始檢測電器元件的時候，由于粗心，竟然將已損壞的元件誤檢測成為正常元件， 結(jié)果導(dǎo)致我又重新連接線路，浪費了大量的時間。在連接元件過程中，由于事先沒有計劃好元件之間的連接，導(dǎo)致接線在電路板上長距離繞行，既浪費了材料， 又使電路板面顯得凌亂。但值得欣慰的是，我連接的線路的接線頭達(dá)到了老師講 解時提出的“似露非露”的標(biāo)準(zhǔn)。在這個實習(xí)環(huán)節(jié)中，我明白了細(xì)心的重要性。 同時也明白了自己的動手能力還十分的不足，缺乏鍛煉，在這種情形下無法勝任 以后的工作，所以在日后的學(xué)習(xí)過程中，我應(yīng)該努力的將理論與實際聯(lián)合起來， 著重鍛煉自己的動手能力，使自己面對以后的工作時有一定的底氣與信心。9參考文獻(xiàn)11電力電子變流技術(shù)（第械工業(yè)