Курсовая работа: Однофазный зависимый инвертор напряжения

РЕФЕРАТ
Курсовой проект содержит 34 страницу, 31 рисунок, 22 таблицы, 14 использованных источников и 3 приложения.
ОДНОФАЗНЫЙ ЗАВИСИМЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Объектом исследования дипломной работы является –зависимый инверторы напряжения.
Цель работы – проектирование однофазного зависимого инвертора напряжения.
В процессе выполнения работы проводились литературный обзор по теме исследования, проектирование на структурном и функциональном уровне, выбор и обоснование элементов функциональной схемы.
В результате исследования разработана – электрическая функциональная схема однофазного зависимого инвертора напряжения для электропитания устройств радиосвязи.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели:

• Мощность инвертора 2000 Вт;
• Число выходных каналов – 1;
• Напряжение источника – 100 В;
• Выходной ток – 20 А;
• Диапазон рабочих температур – 55…+125ºC;

Эффективность определяется использованием современной электронной базы от ведущих производителей электроники, обладающей высоким уровнем технологичности, компактности, надежности.
Степень внедрения – результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы для производства однофазных зависимых инверторов.





СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Литературный анализ 6
1.1 Анализ вариантов технических решений 6
1.2 Подробное описание выбранного схемного решения 9
1.2.1 Принципиальная схема силовой части 9
1.2.2 Эпюры токов и напряжений, поясняющие принцип работы 10
1.2.3 Описание работы схемы 12
1.3 Разработка функциональной схемы силового преобразователя 15
1.4 Современные требования к данному типу преобразователя 17
1.5 Область применения данного преобразователя 17
2 Расчетная часть 18
2.1 Расчет силовой части силового преобразователя 18
2.2 Выбор силовых элементов 23
2.3 Расчет входного и выходного фильтра 24
3 Проектирование системы управления и защиты 25
3.1 Разработка функциональной схемы системы управления 25
3.2 Система защиты силового преобразователя 26
3.2.1 Защита от токовой перегрузки 27
3.2.2 Защита от перенапряжений 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 30
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Схема электрическая функциональная 32
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Силовая часть преобразователя 33
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Перечень элементов 34




ВВЕДЕНИЕ
Инверторы – устройства, предназначенные для преобразования постоянного тока в переменный с регулируемыми напряжением и частотой. Эти устройства применяются в источниках бесперебойного питания, при индукционном нагреве, для регулирования скорости вращения электродвигателей переменного тока.
Введение систем с управляемыми статическими полупроводниковыми преобразователями энергии - общая тенденция развития современного регулируемого электропривода. С освоением промышленностью выпуска мощных силовых транзисторов и современной микропроцессорной техники создаются условия для разработки преобразователя частоты с высокими технико-экономическими показателями. Частотное регулирование угловой скорости электропривода переменного тока с двигателями с короткозамкнутым ротором находят широкое применение.
Современный этап развития данного вида техники характеризуется существенным повышением технико-экономических показателей преобразователей частоты за счет использования новых полупроводниковых приборов - запирающих GTO-тиристоров и силовых IGBT-транзисторов, микропроцессорных систем управления, прогрессивных конструкторских и схемотехнических решений.
Создаются также специальные асинхронные двигатели, предназначенной для работы в режиме регулирования скорости от преобразователей частоты. Ведущие зарубежные электротехнические фирмы уже освоили производство транзисторных и тиристорных преобразователей частоты для электропривода. Основой таких преобразователей являются, как правило, трехфазные автономные инверторы напряжения с разного рода широтно-импульсным управлением.
Разработка проводится по следующим направлениям: - разработка GTO-тиристоров и быстровосстанавливаемых диодов; разработка IGBT-транзисторов в виде модулей; - разработка специальных малоиндуктивных конденсаторов для защиты инверторов; - разработка специальных фильтровых конденсаторов большой единичной ёмкости для входных цепей инверторов; - разработка новых решений схемотехники в части силовой схемы и системы управления преобразователя; - разработка оптимальных алгоритмов управления и регулирования преобразователя и электропривода; - разработка микропроцессорных систем управления и их программного обеспечения. Создаваемые на базе вышеуказанных элементов и технических решений преобразователи частоты и электроприводы должны отличаться от преобразователей частоты и электроприводов, которые теперь выпускаются более высокими КПД, коэффициентом мощности, лучшими массо-габаритными показателями, регулирующими характеристиками, повышенной надежности.
Зависимые инверторы связывают между собой две энергетические структуры: постоянного и переменного тока и предназначены для перекачивания энергии из системы постоянного тока в систему переменного. В схемном отношении они представляют собой такие же устройства, что и управляемые выпрямители с той лишь разницей, что управление ими осуществляется со сдвигом по фазе на 180 градусов. Поэтому, ЭДС на выходе данного преобразователя будет иметь среднее значение со знаком, противоположным среднему значению ЭДС на выходе управляемого выпрямителя, и, следовательно, по отношению к источнику постоянного тока, питающего зависимый инвертор, представляет собой противо-ЭДС. Поэтому постоянный ток, потребляемый от этого источника, преодолевая противо-ЭДС зависимого инвертора, создает мощность, направленную из системы постоянного тока в структуру переменного тока. При этом последняя определяет частоту и напряжение на выходе зависимого инвертора, отчего он и получил своё название — «зависимый» или «ведомый сетью». Очевидно, что его работа без сети переменного тока оказывается невозможна.
Целью данного курсового проекта является расчет и проектирование однофазного зависимого инвертора напряжения.