功率电子课程设计文华学院

《功率电子技术》

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2013年12月27日

目录

1.课程设计目的 (1)

2.课程设计要求 (1)

3.课程设计容 (1)

3.1单相半波可控整流电路的仿真 (3)

3.2单相桥式全控整流电路的仿真 (5)

3.3三相半波可控整流电路的仿真 (6)

3.4三相桥式全控整流电路的仿真 (8)

3.5直流降压斩波电路的仿真 (10)

4.课程设计总结 (12)

5.课程设计体会 (13)

6.参考书目 (13)

1. 课程设计的总体目标

《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。

2. 课程设计的总体要求

（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。

（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。

（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。

（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。

（5）广泛收集相关技术资料。

（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。

（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。

（8）培养实事、严谨的工作态度和认真的工作作风。

3.课程设计容

3.1项目一: 单相半波可控整流电路的仿真

3.1.1电路原理图

单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz 正弦波波形如图所示，其有效值为u2，

3.1.2建立仿真模型

根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图

powergui

Continuous Voltage Measurement

v +-

Series RLC Branch

Scope

Pulse Generator 2

Pulse Generator 1

Pulse Generator

Detailed Thyristor 2

g

m a

k

Detailed Thyristor 1

g

m a

k

Detailed Thyristor

g m a

k

Current Measurement

i +-AC 2AC 1AC

Ivt 1Uvt 1

Id

Ud

3.1.3仿真参数设置

打开仿真参数窗口，选择ode23tb 算法

仿真参数，算法（solver ）ode15s ，相对误差（relativetolerance ）1e-3，开始时间0结束时间0.05s

脉冲参数，振幅3V ，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x （n/360）s

电源参数，频率50hz ，电压220v

3.1.4 模型仿真

3.1.5仿真波形分析

a = 30°时的波形

负载电流处于连续和断续之间的临界状态，各相仍导电120°。

3.2项目二: 单相桥式全控整流电路的仿真

3.2.1电路原理图

如图所示为典型单相桥式全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性

3.2.2建立仿真模型

powergui

Continuous Voltage Measurement

v +

-Series RLC Branch

Scope

Pulse Generator 1

Pulse Generator

Detailed Thyristor 3

g

m

a

k

Detailed Thyristor 2

g

m

a

k

Detailed Thyristor 1

g

m

a

k

Detailed Thyristor

g

a

k

Current Measurement 1

i +-

AC Voltage Source

I2

Ug

Uvt Ud

3.2.3设置模型参数

打开仿真参数窗口，选择ode23tb 算法

Ug1 Phase time =0.0125s Ug2 Phase time =0.0025s

3.2.4模型仿真

3.2.5仿真波形分析

尽管整流电路的输入电压是交变的，但负载上正负两个半波均有相同的电流流过，输出电压一个周期脉动两次，由于桥式整流电路在正、负半周均能工作，变压器二次绕组正在正、负半周均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。

3.3项目三: 三相半波可控整流电路

3.3.1电路原理图

变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形，为△/Y接法。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法