一 、任务
设计并制作图 1 所示的三相 AC-DC 变换电路,该电路的直流输出电压 Uo应稳定在 36V,直流输出电流 Io额定值为 2A。
二 、要求
1. 基本要求
(1)交流输入线电压 Ui=28V,Io=2A 时,Uo=36V±0.1V。
(2)当 Ui=28V,Io在 0.1A~2.0A 范围内变化时,负载调整率 SI ≤ 0.3%。
(3)当 Io=2A,Ui 在 23V~33V 范围内变化时,电压调整率 SU ≤ 0.3%。
(4)在 Ui=28V,Io=2A,Uo=36V 条件下,AC-DC 变换电路的效率 η 不低于 85%。
2. 发挥部分
(1)在 Ui=28V,Io=2A,Uo=36V 条件下,AC-DC 变换电路输入侧功率因数不低于 0.99。
(2)在 Ui=28V,Io=2A,Uo=36V 条件下,AC-DC 变换电路的效率 η 不低于 95%。
(3)三相 AC-DC 变换电路能根据数字设定自动调整功率因数,功率因数调整范围为 0.90~1.00,误差绝对值不大于 0.02。
(4)其他。
三 、说明
(1)图 1 中的变压器由三相自耦调压器和三相隔离变压器组合构成,变压器原、副边侧均为三相对称交流电。变压器原边电压较高,请务必注意安全。
(4)AC-DC 变换电路的直流辅助电源作为变换电路的组成部分,可购买电源模块(亦可自制),由图 1 中的变压器供电,其耗能应计入 AC-DC 变换电路的效率计算中。测试现场不另行提供其他交、直流电源。
(5)制作时须考虑测试方便,合理设置测试点,参考图 1。
(6)本题测试统一使用功率分析仪。
GPT-4o给出的设计方案:
本设计旨在开发一个可将三相交流电 (AC) 输入转换为稳定直流电 (DC) 输出的三相AC-DC变换器系统。该系统包括变压器模块、AC-DC变换模块以及滤波和控制模块。
变压器模块
AC-DC变换模块
滤波电路
控制和调整模块
初始化
实时控制
数据处理与显示
初次校准
功能测试
优点
注意事项
通过此设计,变换器可以有效地将输入的三相28V交流电转换为36V直流电,并确保在负载变化时保持高效稳定工作,满足所有给定的要求和标准。
该题目考查的知识点:
本题目考察的是三相AC-DC变换电路的设计与实现,要求学生理解并应用交直流变换的基本原理。考察内容包括三相交流电的整流、电压和电流的稳定控制、能效评估、功率因数分析等。此外,题目要求设计包含实际电路调试、参数调整和效率计算等技术内容,涉及到对变压器、整流电路、滤波电路、控制电路的综合应用能力。最终目标是在特定工况下,实现高效、稳定的AC-DC变换,同时满足功率因数大于0.99和效率不低于85%的要求。