四川大学电力电子实验报告3
实验报告-电力电子仿真实验
实验报告-电力电子仿真实验
电力电子仿真实验实验任务书院系:电气与电子工程学院班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
成绩:
日期:
_____年_____月_____日目录实验一单相交-直-交变频电路仿真实验 3 实验二通用变频器电路仿真实验 9 实验一单相交-直-交变频电路仿真实验实验目的掌握单相交-直-交变频电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。
理解单相交-直-交变频电路的工作原理及仿真波形。
实验设备:MATLAB/Simulink/PSB 实验原理单相交-直-交变频电路如图1-1所示。单相交流电源先经过不可控整流桥变为直流,经过滤波电路滤波后,送入IGBT单相逆变桥逆变为交流,再经过滤波处理后给负载供电。
图1-1 单相交-直-交变频电路实验内容启动Matlab,建立如图1-2所示的单相交-直-交变频电路结构模型图。
图1-2 单相交-直-交变频电路模型双击各模块,在出现的对话框内设置相应的模型参数,如图1-3、4-4、4-5、4-6、4-7、4-8、4-9、4-10、4-11所示。
图1-3 交流电压源模块参数图1-4 不可控整流桥模块参数图1-5 滤波电感L1模块参数图1-6 滤波电容C1模块参数图1-7 IGBT逆变桥模块参数图1-8 离散PWM发生器模块参数图1-9 滤波电感L2模块参数图1-10 滤波电容C2模块参数图1-11 负载模块参数系统仿真参数设置如图1-12所示。
图1-12 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到输入端交流电源电压、中间直流电压、输出端负载电压的仿真波形,如图1-13所示。
四川大学电力电子技术CH3 可控整流及有源逆变电路
U
FM
U
RM
2
2U
2
6 2 2 (V )
22
晶闸管的电压定额,应选额定电压为700V左右的晶闸管。
单相半波可控整流电路—感性负载
当负载的感抗( L )与电阻R相比不可 忽略时称为感性负载,例如各种电机的励磁绕 组、电磁铁线圈等。
电感存在对电路的影响:对电流变化起抗拒作 用,流过电感器件的电流不能突变,当电感中 电流增加时,电感产生一自感电势阻止电流增 加,而当电感中电流减小时,自感电势又将阻 止电流的减小。
31
单相半波可控整流电路—感性负载
当整流电路接大电感负载时,由于晶闸 管触发导通瞬间,电流从零开始缓慢上升,如 触发脉冲宽度不够,有可能发生电流未上升到 晶闸管擎住电流,触发脉冲就已消失的情况, 使晶闸管在触发脉冲消失后又恢复正向阻断状 态,所以要求触发脉冲有足够的宽度。
32
单相半波可控整流电路的特点
5
整流电路的分类
按电路控制特点分类 不可控电路:电路的直流输出电压平均值同交流电源 电压的比值固定不变,且功率流向只能由电源流 向负载,为单向变流器。这种电路的控制器件一 般是二极管。 半控电路:电路的直流输出电压平均值与交流电源电 压的比值可以改变,但功率流向仍为单向,只能 由电源侧流向负载侧。这种电路的控制器件一般 是晶闸管和二极管同时存在。 全控电路:电路的直流输出电压值可以改变,且功率 流向是双向的。全控整流电路中控制器件主要为 晶闸管。
四川大学电力系统实验报告----暂态稳定实验
电力系统暂态稳定实验
一、实验目的
①通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解,使课堂理论教学与实践结合,
提高学生的感性认识。
②学生通过实际操作,从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施
③用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图,并进行分析。
二、原理与说明
电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后,各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。
正常运行时发电机功率特性为:P1=(Eo×Uo)×sinδ1/X1;
短路运行时发电机功率特性为:P2=(Eo×Uo)×sinδ2/X2;
故障切除发电机功率特性为:P3=(Eo×Uo)×sinδ3/X3;
对这三个公式进行比较,我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax,δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理,由于不同短路状态下,系统阻抗X2不同,同时切除故障线路不同也使X3不同,δmax也不同,使对故障切除的时间要求也不同。
同时,在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势,使发电机功率特性中Eo增加,使δmax增加,相应故障切除的时间也可延长;由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多,发生瞬间单相故障时采用自动重合闸,使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。
三、实验电路图
一次系统接线图
四、实验内容及实验步骤
●短路对电力系统暂态稳定的影响
1.短路类型对暂态稳定的影响
本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路,两相相间短路,两相接地短路和三相短路试验。
实验报告三
电子基础教学实验中心实验报告
电路与电子技术基础课程实验报告实验地点: L2609
图3. 2
图3. 3
为了避免不必要的机壳间的感应和干扰,
示波器接在放大器的输出端,用于观察输出信号是否有失真削波现象),因而,测量放大倍数,必须是在输出信号
表3. 2
、研究负载R L的改变,对电压放大倍数A V的影响
将外接载R L分别换成1KΩ、3KΩ和10KΩ,在波形不失真的情况下,测量u o,数据填
3. 3中。
表3. 3
、按照表3. 4测量并绘制该电路的频率响应特性曲线
表3. 4
表3. 5
图3. 4
五、数据分析及实验结论
、静态工作点的分析:(提示:静态工作点的作用,实验数据是否与理论吻合)
川大电工电子实践
实验
题目
实验一 L、C元件上电流电压的相位关系
实验目的1、在正弦电压激励下研究L、C元件上电流,电压的大小和它
们的相位关系,以及输入信号的频率对它们的影响。
2、学习示波器、函数发生器以及数字相位仪的使用
仪器仪表目录1、交流电流表、交流电压表
2、数字相位计
实验线路
实验内容及操作步骤1、调节ZH-12实验台上的交流电源,使其输出交流电源电压
值为24V。
2、按图电路图接线,先自行检查接线是否正确,并经教师检
查无误后通电。
3、用示波器的观察电容两端电压Uc和电阻两端电压Ur的波
形,(原理同上)。仔细调节示波器,观察屏幕上显示的波形并将结果记录。
L
dt(负号说明自感电动
L
dt
L L
dt dt
也可写成:
1
u idt
C
=⎰
设:电容器两端电压
sin
u Um tω
=
(sin)
cos Imsin(90)o
du d Um t
i C C CUm t t
dt dt
ω
ωωω
====+
由上式可知:
Im CUm
ω
=,即
1
Im
Um U
I C
ω
==
实验和理论均可证明,电容器的电容C越大,交流电频率越高,则
1
C
ω越小,也就是对电流的阻碍作用越小,电容对电流的“阻力”称做容抗,用Xc代表。
11
2
Xc
C fC
ωπ
==
波形与相量图如下:
实验
结论
1.电容元件电压电流大小关系:Uc=U/ωC=XcIc,
Ic=ωCU=Uc/Xc;
2.相位关系,电流超前电压90°。
查阅
资料
目录
1 电工技术与电子技术王鸿明编著清华大学出版社 2001
2 电工学下册秦曾煌主编高等教育出版社 2001
3 电路(第四版)邱关源主编高等教育出版社 1999
4 电子线路基础教程王成华主编科学出版社 2000
电力电子实验报告
实验一单结晶体管触发电路实验
一、实验目的
(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件
序号型号备注
1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个
模块。
2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”等
模块。
3 双踪示波器自备
三、实验线路及原理
单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。
四、实验内容
(1)单结晶体管触发电路的调试。
(2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。
五、预习要求
阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容,弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
六、思考题
(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?
(2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?
七、实验方法
(1)单结晶体管触发电路的观测
将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作,因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%,而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线
电压调到220V左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路,经半波整流后“1”点的波形,经稳压管削波得到“2”点的波形,调节移相电位器RP1,观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形;最后观测输出的“G、K”触发电压波形,其能否在30°~170°范围内移相?
电力电子实验报告
一、原理概述
本电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成。同步检测是利用同步电压来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度,利用恒流源中电位器RP1的调节来改变锯齿波的斜率。通过控制偏移电压及移相控制电压的大小来控制脉冲出现的时刻,再经过脉冲形成放大环节对形成脉冲进行放大。
二、实验报告:
(1)
(2)Uct增加时,控制角α减小,移相范围大约为0°~90°,同步电压从过零点到正半周90°一段为脉冲移相范围。
(3)当逆时针旋转RP3时,输出脉冲变窄;当顺时针调节RP3时,输出脉冲变宽。
三、思考题:
(1)正弦波同步移相触发电路由脉冲形成、脉冲放大、同步移相等几个环节组成。
(2)不能,因为触发脉冲的形成是在V1三极管的翻转时刻,而V1的翻转不能在0°~180°范围内任一时刻发生。
三、思考题
(1)Tca785触发电路触发脉冲由芯片Tca785产生,集成度高,控制简单。
(2)Tca785触发电路的移相范围的脉冲宽度与电容C5的值有关。
第三章实验五单相半波可控整流电路实验
一、原理概述
本电路主要通过控制DJK03-1上触发脉冲出现时刻即触发角α大小来控制输出电压Ud的大小。晶闸管VT1由反桥中任一晶闸管提供,其门极G和阴极K分别与DJK03-1上一晶闸管G、K相连。
电力电子技术认知实习报告
电力电子技术认知实习报告
电力电子技术认知实习报告
在生活中,报告使用的频率越来越高,通常情况下,报告的内容含量大、篇幅较长。那么大家知道标准正式的报告格式吗?以下是店铺为大家收集的电力电子技术认知实习报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
电力电子技术认知实习报告1
一、实习时间
二、实习地点
三、实习目的
将所学的理论知识与实践结合起来,培养勇于探索的创新精神、提高动手能力,加强社会活动能力,严肃认真的学习态度,为以后电子专业实习和走上工作岗位打下坚实的基础。认识实习是教学计划的重要部分,它是培养学生的实践等解决实际问题的第二课堂,它是电子专业知识培养的摇篮,也是对工业生产流水线的直接认识与认知。同时,经过一周的认识实习,也让我深刻的认识到在电子专业就业方向和前景都是一片明朗而且广阔的。
四、实习方式
(1)报告学习
在导师的详细讲解中,充分认识到电子专业的课程内容,就业前景,就业范围。以及了到老师在学习当中分享到的学习经验以及学习方法。
(2)实验室参观
在导师的讲解与带领下参观学习的实验室,从中能够对电工,电子以及机电的具体实习设备有进一步的了解。为以后的实习奠定下认识的基础。
五、实习内容
1、电子技术专业介绍
(1)专业定义
该专业培养具备电子信息科学与技术的基本理论和基本知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才。(2)专业基础课程及技术
电路——由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路,称为电路
电力电子技术实验报告
实验一单相桥式半控整流电路
整流二极管两端电压U VD1的波形。顺时针缓慢调节移相控制电位器RP1,使其阻值逐渐增大,观察并记录在不同α角时U d、U VT、U VD1的波形,测量相应电源电压U2和负载电压U d的数值,记录于下表中。计算公式:
U
d = 0.9U
2
(1+cosα)/2
(3) 单相桥式半控整流电路带电阻、电感性负载
①将单结晶体管触发电路的移相控制电位器RP1逆时针调到阻值最小位置、按下电源
控制屏DJK01上的停止按扭断开主电路电源后,将负载换成电阻、电感性负载,即将平波电抗器L d(70OmH)与电阻R(双臂滑线变阻器和灯泡串联构成)串联。
②断开开关S1,先不入接续流二极管VD3。接通主电路电源,顺时针缓慢调节移相控
制电位器RP1,使其阻值逐渐增大,用示波器观察控制角α在不同角度时的Ud、UVT、UVD1、Id波形,并测定相应的U2、Ud数值,记录于下表中:
③在α=60°时,移去触发脉冲(将单结晶体管触发电路上的“G”或“K”拔掉),
观察并记录移去脉冲前后Ud、UVT1、UVT3、UVD1、UVD2、Id的波形。
④将相控制电位器RP1逆时针调至最小,闭合开关S1,接入续流二极管VD3,然后顺时
针缓慢调节移相控制电位器RP1,使其阻值逐渐增大,观察不同控制角α时Ud、UVD3、Id 的波形,并测定相应的U2、Ud数值,记录于下表中:
⑤在接有续流二极管VD3及α=60°时,移去触发脉冲(将单结晶体管触发电路上的“G”
或“K”拔掉),观察并记录移去脉冲前后Ud、UVT1、UVT3、UVD2、UVD1和Id的波形。
电力电子专业技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
一、实验背景
整流是指将交流电变换为直流电的变换,而将交流电变换为直流电的电路称为整流电路。整流电路是四种变换电路中最基本的变换电路,应用非常广泛。对于整流电路,当其带不同负载情况下,电路的工作情况不同。此外,可控整流电路不仅可以工作在整流状态,即将交流电能变换为直流电能,还可以工作在逆变状态,即将直流电能变换为交流电能,称为有源逆变。
在工业中,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路(Three Phase Full Bridge Converter),它是由两个三相半波可控整流电路发展而来。
该次试验即是针对三相桥式全控整流电路而展开的一些较为简单的学习与研究。
二、实验原理
三相桥式全控整流及有源逆变
该次实验连接电路图如下图所示
整流有源逆变控制信号初始化约定:
,,整流
,,逆变
,,临界
注意事项:
在接主电路过程中,晶闸管接入双刀双闸开关时一定要注意正负极必须正确匹配。
电容器用于吸收感性电流引起的干扰,使得示波器显示的波形更加标准、清晰。
双刀双掷开关在切换时主回路必须断电,否则很可能因切换时拉出电弧而损坏设备。(一)整流电路
1、整流的概念
把交流电变换为直流电的变换称为整流(Rectifier),又叫AC-DC变换(AC-DC Converter)。整流电路是一种把交流电源电压转换成所需的直流电压的电路。AC-DC变换的功率流向是双向的,功率流向由交流电源流向负载的变换称之为“整流”,功率流向由负载流向交流电源的变换称之为“有源逆变”。
采用晶闸管作为整流电路的主控器件,通过对晶闸管触发相位的控制从而达到控制输出直流电压的目的,这样的电路称之为相控整流电路。
电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路
一、实验目的
1.学习三相交流电路中三相负载的连接。
2.了解三相四线制中线的作用。
3.掌握三相电路功率的测量方法。
二、主要仪器设备
1.实验电路板
2.三相交流电源
3.交流电压表或万用表
4.交流电流表
5.功率表
6.单掷刀开关
7.电流插头、插座
三、实验内容
1.三相负载星形联结
按图3-2接线,图中每相负载采用三只白炽灯,电源线电压为220V。
图3-2 三相负载星形联结
(1))。
U UV/V U VW/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V
219 218 220 127 127 127
表3-1
(2)按表3-2内容完成各项测量,并观察实验中各白炽灯的亮度。表中对称负载时为每相开亮三只
测量值负载情况
相电压相电流中线电流中点电压U UN’/V U VN’/V U WN’/V I U/A I V/A I W/A I N/A U N’N/V
对称负载有中线124 124 124 0.268 0.266 0.271 0
无中线125 125 123 0.268 0.267 0.270 1
不对称有中线126 125 124 0.096 0.180 0.271 0.158
负载无中线167 143 78 0.109 0.192 0.221 50
表3-2
2.三相负载三角形联结
按图3-3连线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用,具体接法见图3-4所示。接好实验电路后,按表3-3内容完成各项测量,并观察实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表3-2中相同。
图3-3 三相负载三角形联结
四川大学电力电子第一次实验报告
目录
一、主要内容 (2)
二、实验条件描述 (3)
1、主要仪器设备 (3)
2、实验小组人员分工 (4)
三、课前思考:黑板上五个问题的答案 (4)
四、实验过程 (5)
1、实现同步 (5)
2、半控桥纯阻性负载实验 (6)
3、半控桥阻-感性负载(串联电感L=200mH)实验 (7)
五、实验数据处理(含原始数据记录单及工程特性曲线,误差分析) (10)
六、课后思考:讨论题及我们的分析 (12)
七、实验综合评估 (15)
1、对实验方案、结果进行可信度分析 (15)
2、提出可能的优化改进方案 (15)
八、multsim11仿真 (15)
1带纯阻性负载仿真 (16)
2、晶闸管突然失去触发脉冲即失控仿真 (18)
3、带阻感负载仿真 (18)
一、主要内容
1、项目名称:单相半控桥整流电路实验
2、已知条件 :
(1)单相半控桥整流电路
(2)触发电路原理图
从试验台流入380V 电压(单相)经变压电路变为120V 左右的U 2.
在电阻两侧接示波器可观察电流波形。
3、实验完成目标
(1) 实现控制触发脉冲与晶闸管同步。
(2) 观测单相半控桥在纯阻性负载时d ct u u 、波形,测量最大移相范围及输入-输出特性。
(3) 单相半控桥在阻-感性负载时,测量最大移相范围,观测失控现象并讨论解决方案。
二、实验条件描述
1、主要仪器设备
主要设备仪器名称 型号
主要参数
电力电子及电气传动教学实验平台 MCL-III 型 TDS2012(主要包括降压变压器、MCL-35、两只晶
闸管,两只电力二极管,大功率滑动变阻器,可
调电感、导线若干) Tektronic 示波器 TDS2012 带宽:100MHZ 最高采样频率:1GS/s
电力电子技术实验报告
实验一三相半波可控整流电路实验
一、实验目的
了解三相半波可控整流电路的工作原理,研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路图
图3.1 三相半波可控整流电路实验原理图
四、实验内容
(1)研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。
(2)研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。
五、思考题
(1)如何确定三相触发脉冲的相序,主电路输出的三相相序能任意改变吗?
答:三相触发脉冲应该与电源电压同步,每相相差120°;主电路输出的三相相序不能任意改变。三相触发脉冲的相序和触发脉冲的电路及主电源变压器时钟(钟点数)有关。
(2)根据所用晶闸管的定额,如何确定整流电路的最大输出电流?
答:晶闸管的额定工作电流可作为整流电路的最大输出电流。
六、实验结果
(1)三相半波可控整流电路带电阻性负载
按图3-10接线,将电阻器放在最大阻值处,按下“启动”按钮,DJK06上的“给定”从零开
始,慢慢增加移相电压,使α能从30°到170°范围内调节,用示波器观察并纪录α=30°、60°、90°、120°、150°时整流输出电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形,并纪录相应
d2
U d=0.675U2[1+cos(a+π/6))] (30°~150°)
(2)三相半波整流带电阻电感性负载
将DJK02上700mH 的电抗器与负载电阻R 串联后接入主电路,观察不同移相角α时U
d
、
α=90°时的U
d 及I
d
波形图。
七、实验报告
1)整流输出电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形
(2)绘出当α=90°时,整流电路供电给电阻性负载、电阻电感性负载时的U d及I d的波形,并进行分析讨论。
四川大学电力电子实验报告(终结版)
I = 60°
波形
波形
- 14 -
波形 I = 90°
波形
波形
- 15 -
波形
③在恒定负载下,调节U 大小,可观察到逆变移相范围,根据直流表的示数范 围,每隔 10V 记录一次电流和电压(用来计算直流功率)。记录 8 组以上数据,
计算出PG计入下表。 序号
1
-20
0.63
2.2806
2
-41
0.60
3、数字万用表
-3-
二、组员分工
1、实验操作人员分配
主操作 辅助操作 监督工作 调节测量 数据记录 实验照相
黄文婧,阳莉汶 陈宝平,张晟新 何云鹏,李佳涵 何云鹏,李佳涵 黄文婧,阳莉汶 张晟新
2、实验报告撰写人员分配
黄文婧 阳莉汶 陈宝平 张晟新 何云鹏 李佳涵
实验原理,仪器设备资料查询 实验问题讨论 实验数据处理及模型建立,辅助统稿 误差分析 实验报告撰稿人,实验过程思考题 实验过程描述,实验过程思考题
波形。 ③在恒定负载的情况下,在最大逆变移向范围内,测定电网实际吸收的功率 PG = f U 的函数曲线(不低于 8 组)
2、实验步骤
①断开电源,将双刀双掷开关置于逆变部分,将电阻调回最大状态,做好实验准
备
②选定负给定信号,保持阻感负载,合上电源,调节U 大小,使β = 60°和
电力电子实验报告仿真
电力电子实验报告仿真
电力电子是关于电力系统中的电力变换和控制的一门学科,它主要应
用于电力系统中的功率调节、电能质量控制和电能传输等方面。在电力电
子实验中,我们通过仿真软件对电力电子器件和系统进行建模、仿真和分析。下面是一份关于电力电子实验仿真的报告,旨在介绍电力电子的基本
原理、实验内容和结果分析。
实验名称:电力电子的仿真实验
实验目的:通过仿真软件对电力电子器件和系统进行建模、仿真和分析,学习电力电子的基本原理和应用。
实验装置和器件:电力电子仿真软件、开关管、二极管、滤波电容、
电源、负载等。
实验原理:电力电子是利用电子器件来对电能进行变换和控制的学科,其主要包括开关电源、直流调速、电能质量控制等方面。在本实验中,我
们将模拟建立电力电子器件和系统的模型,并通过仿真软件进行仿真和分析。
实验步骤:
1.模拟建立电力电子器件和系统的模型。根据实验要求,选择适当的
电力电子器件和系统,建立相应的电路模型。
2.进行仿真实验。在模拟建立模型后,通过仿真软件对电路进行仿真
实验,记录下相关的参数和波形。
3.分析实验结果。根据仿真结果,分析电路的性能和特点,探讨电力
电子器件和系统的优化方案。
实验结果和分析:在本次实验中,我们选择了一个开关电源电路进行
仿真实验。通过调节电源和负载的参数,我们得到了不同工作状态下的电压、电流和功率波形。根据仿真结果,我们可以看到开关电源具有宽的输
入电压范围,输出电压稳定,响应速度快等特点。同时,我们还发现,在
输入电压变化较大时,开关电源的输出电压仍能保持稳定,表明开关电源
具有良好的稳压性能。
电力电子matlab风力发电仿真Wind Farm实验报告
在 0.03s 时,670V 母线电压和 35kV 母线电压都有明显降低,而在两个电压等 级的母线电流出现波动后并没有恢复稳定,有功功率 P 出现了急剧升降的变化, 同时无功功率 Q 也出现了一定的波动,但之后稳定为 0Mvar,流母线的电压也 出现了波动最后逐渐恢复到原来的稳定值,而风机的转速则没有明显的变化。
二、仿真模型
在本次试验中我们所用是 MATLAB 中的自带的示例中的 Sim Power system 中的由风力涡轮机驱动使用双馈异步式风力发电机发电的 9MW 风力发电系统, 这是一个已经搭建好的模块我们只需用在以上基础做一定的参数设定就可以得 到我们所想要的仿真模型。操作步骤如下所示:
打开 MATLAB
达到了稳定值,有功功率 P 也恢复到原来的 9Mw,无功功率也恢复到了原来的 初始值,直流母线电压也在出现短暂的波动后回到稳定的值。由上面可看出风力 发电场在出现电压暂将时,通过自身的调节控制系统维持了母线电压的稳定,而 在短时间内没有脱离电网,实现了低电压的穿越,是整个系统变得稳定。
双馈异步发电机是变速恒频发电模式,其定子侧与电网直接相连,转子侧通 过一个背靠背的双向电压源变频器与电网相连给发电机提供励磁频率(转差频 率)。由于其定子直接与电网相连所以电网的波动对定子的的电流变化影响很大。 当电网电压骤降时,双馈异步发电机发出的有功无法及时送出导致定子侧产生较 大的故障电流。由于定子与转子是强耦合,故障电流将立刻被传到转子侧。又因 为电压暂降导致电磁转矩变小,运行滑差变大,使馈入转子的功率增大,进一步 引起转子回路的过压和过流。而且大电压和大电流会导致铁芯饱和,电抗减小, 实际转子电流还要进一步增大。转子的能量流经转子侧的变换器 RSC 之后,一 部分被电网侧变换器 GSC 传到电网,其余为直流母线电容充电,导致母线电压 快速升高。如果不能及时采取保护措施,定子转子仅靠自身的电阻和漏抗不足以 抑制浪涌电流,过大的电流电压将会导致励磁变频器、定转子绕组以及母线电容 损坏。变频的容量很小,故只能起到部分控制作用,因此必须采用保护措施,抑 制 RSC 的过电流和直流母线电压。 为了抑制电压骤降,最常见的是应用 Crowbar 保护电路,该电路旁路了 RSC 的 过电流,从而抑制了过电流和过电压,使得风力发电在电压暂降时不会脱网,而 实现了低电压穿越。
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目录
实验基本内容 (1)
一.实验名称........................................ 错误!未定义书签。
二.实验内容........................................ 错误!未定义书签。实验条件.. (1)
一.主要设备仪器 (1)
二.小组人员分工 (2)
实验过程描述 (3)
实验记录及数据处理 (6)
Multisim仿真 (6)
误差分析 (7)
心得体会 (7)
附:实验原始数据记录单
实验基本内容
一.实验名称
半桥型开关稳压电源的性能研究
二.实验内容
1.熟悉PWM专用芯片SG3525的基本功能和应用特色,测试其典型功能端波形;
2.测试和分析半桥型开关电源在开环和闭环两种模式下的输出性能
实验条件
一.主要设备仪器
1.电力电子及电气传动教学实验台
名称——电力电子及电气传动教学实验台
型号——MCL-III型
包括:降压变压器、MCL-35、两组晶闸管阵列,电力二极管阵列,大功率滑动变阻器,可调电感、导线若干。
厂商——浙江大学求是公司
2.Tektronix示波器
名称——Tektronix示波器
型号——TDS2012
主要参数——带宽:100MHz
最高采样频率:1GS/s
记录长度:2.5K
3.数字万用表
名称——数字万用表
型号——GDM-8145
二.小组人员分工
实验操作分工
数据记录及计算赵莉
实验拍照苏芬
调整控制仪器唐红川陈可
仪器接线陈可苏芬
监督及全局调控唐红川赵莉
实验报告分工
Matlab 拟合及相关分析唐红川
实验过程描述苏芬
实验基本内容及条件陈可
实验讨论及评估、排版整合赵莉
实验数据处理唐红川
心得体会赵莉陈可唐红川苏芬
实验过程描述
i.PWM控制芯片SG3525的特性测试
连接:选择SG3525工作于“半桥电源”模式,短接误差调节器PI参数反馈端(屏蔽PI调节)。
测试:接通SG3525工作电源。用示波器分别观察锯齿波振荡器观测点和A(或B)路PWM信号的波形,并记录波形的频率和幅值,调节“脉冲宽度调节”电位器,记录其占空比可调范围(最大、最小占空比)。
最大占空比最小占空比
连接:断开SG3525工作电源,将光电藕输出信号端与半桥电路中的Power-MOSFET管正确相连。
测试:再次接通接通SG3525工作电源,观察Power-MOSFET管VT1的栅极G和源极S间的电压波形,记录波形周期宽度T、幅值UGS及上升tr、下降时间tf。
T U GS t r t f
68.56us
13.2v 1.141us 5.541us
ii.
构成开环电压系统向负载供电
连接:确认主电路和控制电路的电源开关处于断开状态,将“主电源1”的输出端链接至半桥电路的输入端,连接半桥输出负载R1+R2(负载电阻约为3+30Ω)。
测试:分别接通主电路和控制电路的电源,调节“脉冲宽度调节”电位器,在不同占空比情况下,记录占空比和输出电源电压uo 大小(不低于8组数据)。
1
2
3
4
5
6
7
8
占空比 0.39
0.36
0.31 0.29 0.24 0.19 0.13 0.09 U 0(V) 12.0558 12.037
11.677
10.273
9.480
7.691
6.453
4.115
iii.
构成闭环电源系统,测试稳压性能
连接:开放误差调节器PI 参数反馈端,从“半桥型开关稳压电源”输出端“13”取电压反馈信号连至SG3525的反馈输入“2”端,并将“半桥型稳压电源”的“9”端和“PWM 波形发生”的地端相连(共地)。
测试:连接半桥输出端的3Ω负载电阻(R1),调节PWM 占空比使电源输出端电压u0为5V ——作为输出标准值;然后将负载电阻改变至33Ω(R1+R2),测量输出电压u0的值,计算负载阻抗变化约十倍时的负载调整率(抗负载变化的电压稳定能力):
组
数 参 数
%10050
0⨯-U V
U
断开输出端“13”电压反馈信号,重新屏蔽误差调节器反馈输入端,回复到开环状态,重复上述3Ω和33Ω不同负载时“5V ”输出电压的负载调整率。与闭环系统的结果进行比较。
闭环 开环 Uo/V 负载调整率
Uo/V 负载调整率 轻载(3) 5 2.0%
5 73.5%
重载(33)
5.101
8.674
实验数据处理
误差分析
误差分析:
仪器仪表本身存在的必然误差、实验元件不标准带来的固有误差:运用示波器根据波形,读取占空比、周期等时读数会带来较大误差:用万用表测量输出电压带来的误差:
调节占空比使输出电压为5V来作为输出标准值时,万用表本身精确度限制带来的误差将使标准值也有误差。
实验操作不当也可能带来误差;
数据组数较少,偶然误差较大,而且在数据处理时保留小数不当等也可能带来较大误差。
用matlab进行曲线拟合时,拟合式子阶数选择不当也会带来误差。
心得体会
这次的电力电子技术实验是我们本学期的第三次实验,我们在肖老师的指导下和全组同学的相互合作中顺利完成,并在实验后,认真高效地完成了实验报告。整个过程中,我们不仅动手认真操作实验,还动脑思考实验,运用所学的软件呈现出实验的数据和结果,比如用MATLAB软件来处理数据,用excel表格、word文档来作报告等,可以说,整个过程都在充分地学习,学习如何实验,学习如何联系理论与实验,学习如何在实验中思考,学习相关数学工具,学习如何准确地呈现结果,所以说,这次实验对我们来说,是一次极大的收获,同时提升了我们的能力。