电力电子技术与电力系统分析matlab仿真培训讲义
电力电子技术与MATLAB仿真课程设计
电力电子技术与MATLAB仿真课程设计课程设计概述本次课程设计的主要任务是对电力电子技术进行深入了解,并通过MATLAB仿真进行实践操作,从而全面掌握电力电子技术的应用。
本次课程设计以掌握电力电子技术基本原理、掌握MATLAB仿真软件的使用和掌握电力电子技术的应用为主要目标,结合实际应用案例和仿真实验,学生们能够更加深入地理解电力电子技术的应用,并且掌握MATLAB仿真的使用方法。
任务一:电力电子技术基础知识任务目标通过学习电力电子技术基础知识,掌握电力电子技术的相关概念和原理。
学习内容本次课程设计的学习内容主要包括以下几点:1.电力电子技术概述2.半导体器件3.电路模型4.控制方法学习方法学生们应该认真学习课程中涉及到的各种电力电子技术相关知识和概念,并在查阅相关文献进行加深理解。
同时,针对课程中的一些重点难点内容,可以与同学共同研究、讨论,并结合实际案例进行学习。
任务二:MATLAB仿真操作技能任务目标通过本次课程设计,学生们应该掌握MATLAB仿真工具的基本操作技能,能够独立完成电力电子技术的相关仿真实例,并且掌握MATLAB仿真结果的分析和处理方法。
学习内容本次课程设计的学习内容主要包括以下几点:1.MATLAB基础操作2.电力电子技术常用仿真分析方法3.仿真模型搭建学习方法学生们应该认真学习课程中涉及到的MATLAB仿真工具的相关知识和概念,并进行实践操作。
在实践操作过程中,可结合文献资料进行研究和调整,并与同学一起共同探讨仿真结果与理论分析的关系。
任务三:综合应用任务目标通过独立完成应用案例的设计和模拟仿真,学生们能够深入理解电力电子技术的实际应用,并且掌握MATLAB仿真工具在电力电子技术应用方面的操作方法。
学习内容本次课程设计的学习内容主要包括以下几点:1.开关电源的设计及仿真2.三相变频器的设计及仿真3.太阳能逆变器的设计及仿真学习方法学生们应该针对给出的应用案例进行仿真模拟,并负责完成实验数据表格整理及会议汇报材料的整理,以提高课程设计实际应用能力。
基于MATLAB的电力电子技术仿真分析.pptx
电力电子系统仿真Biblioteka 作业题 目 : 基于MATLAB 的电力电子技术仿真分析
学院名称 :
电气工程学院
电力电子技术课程设计任务书
一、设计(调查报告/论文)题目 基于 MATLAB 的电力电子技术仿真分析
二、设计(调查报告/论文)主要内容 1.晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例,说明晶闸管元件应用系统的建模 与仿真方法。 2. 晶闸管三相桥式整流带电阻性负载时系统的建模与仿真。 3.绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个由 IGBT 元件组成的 Boost 变换器的 建模与仿真。 4. 相位控制的晶闸管单相交流调压器带电阻性负载时系统的建模与仿真。
3
学海无涯
一、MATLAB 软件及仿真集成环境 Simulink 简介
1. MATLAB 及 Simulink 简介
MATLAB 软件是美国 MathWorks 公司在 20 世纪 80 年代中期推出的高性能 数值计算软件,经过近 30 年的开发和更新换代,该软件已成为合适多学科功能十 分强大的软件系统,成为线性代数、数字信号处理、自动控制系统分析、动态系 统仿真等方面的强大工具。MATLAB 中含有一个仿真集成环境 Simulink,其主要 功能是实现各种动态系统建模、仿真与分析。在 MATLAB 启动后的系统界面中 的命令窗口输入”SIMULINK”指令就可以启动 SIMULINK 仿真环境。启动 SIMULINK 后就进入了浏览器既模版库,在图中左侧为以目录结构显示的 17 类 模版库名称(因软件版本的不同,库的数量及其他细节可能不同),选中模版库 后,即会在右侧窗口出现该模型库中的各种元件或子库。
三、要求的设计 说明书中完成相应系统模型的建模、参数设置及仿真调试,写出设计报告。 1.晶闸管的仿真模型、参数设定方法、以单相半波整流器为例说明晶闸管元件应
matlab电力电子仿真教程.pdf
matlab电力电子仿真教程.pdfMATLAB在电力电子技术中的应用目录MATLAB在电力电子技术中的应用 (1) MATLAB in power electronics application (2) 目录 (4)1绪论 (6)1.1关于MATLAB软件 (6)1.1.1MATLAB软件是什么 (6)1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7) 1.1.3MATLAB软件的基本操作方法 (10)1.2电力电子技术 (12)1.3MATLAB和电力电子技术 (13)1.4本文完成的主要内容 (14)2MATLAB软件在电路中的应用 (15)2.1基本电气元件 (15)2.1.1基本电气元件简介 (15)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17)2.2如何简化电路的仿真模型 (19)2.3基本电路设计方法 (19)2.3.1电源功能模块 (19)2.3.2典型电路设计方法 (20)2.4常用电路设计法 (21)2.4.1ELEMENTS模块库 (21)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22)2.5MATLAB中电路的数学描述法 (22)3电力电子变流的仿真 (25)3.1实验的意义 (25)3.2交流-直流变流器 (25)3.2.1单相桥式全控整流电路仿真 (26)3.2.2三相桥式全控整流电路仿真 (38)3.3三相交流调压器 (53)3.3.1无中线星形联结三相交流调压器 (53)3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器 (59)3.4交流-交流变频电路仿真 (64)3.5矩阵式整流器的仿真 (67)1绪论1.1关于MATLAB软件作为当今世界最流行的第四代计算机语言,MATLAB软件语言系统,由于它在科学计算,网络控制,系统建模与仿真,数据分析,自动控制,图形图像处理航天航空,生物医学,物理学,通信系统,DSP处理系统,财务,电子商务,等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势,目前MATLAB已备受许多科研领域的青睐与关注。
Matlab电力电子仿真教程ppt课件
第5章 电力电子电路仿真分析
(a)
(b)
图5-7 晶闸管模块的电路符号和静态伏安特性 (a) 电路符号;(b) 静态伏安特性
第5章 电力电子电路仿真分析 SimPowerSystems库提供的晶闸管模块一共有两种:一 种是详细的模块(Detailed Thyristor),需要设置的参数较多; 另一种是简化的模块(Thyristor),参数设置较简单。晶闸管 模块的图标如图5-8。
解:(1) 按图5-5搭建仿真电路模型,选用的各模块的名 称及提取路径见表5-1。
第5章 电力电子电路仿真分析 图5-5 例5.1的仿真电路图
第5章 电力电子电路仿真分析
表5-1 例5.1仿真电路模块的名称及提取路径
模块名 功率二极管模块 D1、D2、D3、D4 交流电压源 Vs 串联 RLC 支路 R 电压表模块 VR 电流表模块 IR 信号分离模块 Demux 示波器 Scope
7所示为晶闸管模块的电路符号和静态伏安特性。当晶闸管 承受正向电压(Vak>0)且门极有正的触发脉冲(g>0)时,晶闸 管导通。触发脉冲必须足够宽,才能使阳极电流Iak大于设定 的晶闸管擎住电流I1,否则晶闸管仍要转向关断。导通的晶 闸管在阳极电流下降到0(Iak=0)或者承受反向电压时关断, 同样晶闸管承受反向电压的时间应大于设置的关断时间,否 则,尽管门极信号为0,晶闸管也可能导通。这是因为关断 时间是表示晶闸管内载流子复合的时间,是晶闸管阳极电流 降到0到晶闸管能重新施加正向电压而不会误导通的时间。
(9) “测量输出端”(Show measurement port)复选框:选 中该复选框,出现测量输出端口m,可以观测晶闸管的电流 和电压值。
【例5.2】如图5-10所示,构建单相桥式可控整流电路, 观测整流效果。晶闸管模块采用默认参数。
电力电子与MATLAB应用技术(培训)
第三章 MATLAB与电力电子应用技术 1 电力电子器件与MATLAB
电力二极管元件的仿真举例 单相半波整流器
MATLAB应用技术
第三章 MATLAB与电力电子应用技术 1 电力电子器件与MATLAB
1.2晶闸管 1.晶闸管工作原理 阳极、阴极、门极分别表示为A、K
2.晶闸管伏安特性
Signal Routing Demux
Sinks
Scope
SimPower Electrical Systems Sources
AC Voltage Source
参数名
参数值
备注
略
略见P75图3- 脉冲发生器
14
Number of
2
outputs
信号分离器
Number of
5
axes(坐标个数)
示波器
反并联续流二极管 练习题
MATLAB应用技术
第三章 MATLAB与电力电子应用技术 1 电力电子器件与MATLAB
1.3 可关断晶闸管 1 .可关断晶闸管工作原理 2. GTO的静态伏安特性
MATLAB应用技术
第三章 MATLAB与电力电子应用技术 1 电力电子器件与MATLAB
GTO在MATLAB中的实现
1.电力二极管基本特性
MATLAB应用技术
第三章 MATLAB与电力电子应用技术 1 电力电子器件与MATLAB
2.电力二极管在MATLAB中实现 电力二极管仿真模型: 由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直流电压源Vf和一个开关串联组成
模块有两个输出(k、m端子)和一个输入(a端子), 分别电力二极管的阴极和测量信号输出端子以及二极管的阳极端子
电力电子技术应用实例MATLAB仿真_图文
目录摘要 (1关键词 (11.引言 (12.单相半波可控整流电路 (1 2.1实验目的 (12.2实验原理 (12.3实验仿真 (23.单相桥式全控整流电路 (8 3.1实验目的 (83.2实验原理 (83.3实验仿真 (94.三相半波可控整流电路 (10 4.1实验目的 (104.2实验原理 (114.3实验仿真 (125. 三相半波有源逆变电路 (14 5.1实验目的 (145.2实验原理 (145.3实验仿真 (156.三相桥式半控整流电路 (176.1 实验目的 (176.2实验原理 (17`6.3 实验仿真 (177.小结 (19致谢 (19电力电子技术应用实例的MATLAB 仿真摘要本文是用MATLAB/SIMULINK 实现电力电子有关电路的计算机仿真的毕业设计。
论文给出了单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相半波有源逆变电路、三相桥式全控整流电路的实验原理图、MATLAB 系统模型图、及仿真结果图。
实验过程和结果都表明:MATLAB 在电力电子有关电路计算机仿真上的应用是十分广泛的。
尤其是电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 使得电力系统的仿真更加方便。
关键词 MATLAB SIMULINK PSB 电力电子相关电路1.引言MATLAB 是由Math Works 公司出版发行的数学计算软件,为了准确建立系统模型和进行仿真分析,Math Works 在MATLAB 中提供了系统模型图形输入与仿真工具一SIMULINK 。
其有两个明显功能:仿真与连接,即通过鼠标在模型窗口画出所系统的模型,然后可直接对系统仿真。
这种做法使一个复杂系统模型建立和仿真变得十分容易。
[4][2]在1998年,MathWoIks 推出了电力系统仿真的电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 。
其中包括了电路仿真所需的各种元件模型,包括有电源模块、基础电路模块、电力电子模块、电机模块、连线器模块、检测模块以及附加功率模块等七种模块库。
电力电子课程设计关于MATLAB
电力电子课程设计关于MATLAB一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握MATLAB在电力电子领域的应用,培养学生运用MATLAB进行电力电子系统分析和设计的能力。
具体目标如下:1.知识目标:使学生掌握MATLAB的基本语法和操作,了解MATLAB在电力电子领域的应用范围,如交流调速系统、变频器、电力电子器件驱动等。
2.技能目标:培养学生运用MATLAB进行电力电子系统仿真分析的能力,能够编写简单的MATLAB脚本程序,实现电力电子电路的建模和仿真。
3.情感态度价值观目标:培养学生对电力电子领域的兴趣,提高学生运用现代工具解决实际问题的意识,培养学生的创新精神和团队合作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.MATLAB概述:介绍MATLAB的发展历程、功能特点和基本语法。
2.MATLAB在电力电子领域的应用:讲解MATLAB在交流调速系统、变频器、电力电子器件驱动等方面的应用实例。
3.MATLAB电力电子仿真基础:介绍电力电子电路的建模方法,讲解MATLAB中电力电子仿真工具箱的使用。
4.实例讲解与实践:通过具体案例,引导学生运用MATLAB进行电力电子系统分析和设计,提高学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解MATLAB的基本语法和操作,使学生掌握MATLAB的基本使用方法。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解MATLAB在电力电子领域的应用,培养学生运用MATLAB解决实际问题的能力。
3.实验法:安排课后实验,让学生动手实践,巩固所学知识,提高学生的实际操作能力。
4.小组讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学,将准备以下教学资源:1.教材:《MATLAB电力电子仿真与应用》。
2.参考书:电力电子相关书籍,如《电力电子技术》、《电力电子器件与应用》等。
(完整版)电力电子技术MatLab仿真.
本文前言MATLAB的简介MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件,由美国Mathworks公司于1984年正式推出,1988年退出3.X(DOS)版本,19992年推出4.X(Windows)版本;19997年腿5.1(Windows)版本,2000年下半年,Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0(R12)试用版,并于2001年初推出了正式版。
随着版本的升级,内容不断扩充,功能更加强大。
近几年来,Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面,取得了很多成绩,更扩大了它的应用前景。
MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。
MATLAB是“矩阵实验室”(Matrix Laboratory)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。
在MATLAB中,每个变量代表一个矩阵,可以有n*m个元素,每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效,输入算式立即可得结果,无需编译。
MATLAB强大而简易的做图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图,能自定义多种坐标系(极坐标系、对数坐标系等),讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面,可设置不同的颜色、线形、视角等。
如果数据齐全,MATLAB通常只需要一条命令即可做图,功能丰富,可扩展性强。
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分,基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风,可以满足大学理工科学生的计算需要,扩展部分称为工具箱,它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的问题,或实现某一类的新算法。
现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱,并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。
01、电力电子技术matlab仿真-绪论
13
西南交通大学
课程内容(三)
第五章: 多电平变换器建模与仿真(5)
多电平SVPWM优化算法 二极管箝位型多电平背靠背变流器 二极管箝位多电平的直流电压平衡 H桥级联型多电平STATCOM 具有谐波补偿功能的H桥级联型多电平 STATCOM
西南交通大学
主电路原理
第一步:理论分析
did 3 ω − ⋅ + ⋅ ⋅ − ⋅ + ⋅ L L i R i U q d max Vd 2 dt = Vdq = diq Vq 0 − − ⋅ − ⋅ + ω ⋅ ⋅ L L i R i q d dt
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Content Introduction
课程内容介绍
11
西南交通大学
课程内容(一)
第一章:电力电子系统建模方法简介(1)
电力电子系统的类型 系统建模仿真方法 仿真软件简介(MATLAB/Simulink)
—— 绪论
舒泽亮 西南交通大学 电气工程学院
shuzeliang@
个人简介
舒 泽 亮
博 士 副 教 授
西南交通大学 电气工程学院 磁浮所3327
Email: shuzeliang@
2002年和2007年获电气工程自动化学士与工学博士学位 主要从事电力电子技术及应用研究,包括APF、STATCOM、 PWM整流器及电力电子应用中的控制与数字信号处理技术 主持:国家自然科学基金,教育部高等学校博士学科点基金,中 央高校科技创新项目等 主研:2项国家“十一五”科技支撑计划课题、2项国家“863”课 题和1项铁道部科研开发计划等工作 在《IEEE Trans. on Ind. Electron.》、《IEEE Trans. on Power Electron.》等权威刊物发表学术论文二十余篇
最新电力电子技术matlab仿真5电力电子变流电路的仿真PPT课件
第5章 电力电子变流电路的仿真
5-25
5.3.2 电流跟踪型逆变器仿真
第5章 电力电子变流电路的仿真
5-26
5.3.2 电流跟踪型逆变器仿真
第5章 电力电子变流电路的仿真
5-27
5.3.2 电流跟踪型逆变器仿真
第5章 电力电子变流电路的仿真
5-28
5.4 交流-交流变流器
■把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就 可以控制交流输出。
电力电子变流电路的仿真54单相桥式全控整流电路仿真单相桥式全控整流电路电力电子变流电路的仿真55wtwtvt14单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形电力电子变流电路的仿真56三相桥式全控整流电路仿真三相桥式全控整流电路电力电子变流电路的仿真57三相桥式全控整流电路带电阻负载30时的波形电力电子变流电路的仿真5852直流直流变流器直流直流变流器也称直流斩波器dcchopper或dcdc直流直流变流器用于调整直流电的电压它有多种类型这里主要介绍降压buck变流器升压boost变流器和桥式h电力电子变流电路的仿真5952直流直流变流器521直流降压变流器设计在开关器件vt导通时有电流经电感l向负载供电在vt关断时电感l释放储能维持负载电流电流负载和二极管vd形成回路
5.3.1 三相电压源型SPWM 逆变器仿真 5.3.2 电流跟踪型逆变器仿真
第5章 电力电子变流电路的仿真
5-18
5.3.1 三相电压源型SPWM 逆变器仿真
PWM(Pulse Width Modulation)控制就是 对脉冲的宽度进行调制的技术,即通过对一系 列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要 波形(含形状和幅值)。
☞如果把各输出波形用傅里叶变换分析,则其低频段非常接近,仅在
matlab电力电子仿真教程
matlab电力电子仿真教程MATLAB在电力电子技术中的应用目录MATLAB在电力电子技术中的应用 (1) MATLAB in power electronics application (2) 目录 (4)1绪论 (6)1.1关于MATLAB软件 (6)1.1.1MATLAB软件是什么 (6)1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7) 1.1.3MATLAB软件的基本操作方法 (10)1.2电力电子技术 (12)1.3MATLAB和电力电子技术 (13)1.4本文完成的主要内容 (14)2MATLAB软件在电路中的应用 (15)2.1基本电气元件 (15)2.1.1基本电气元件简介 (15)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17)2.2如何简化电路的仿真模型 (19)2.3基本电路设计方法 (19)2.3.1电源功能模块 (19)2.3.2典型电路设计方法 (20)2.4常用电路设计法 (21)2.4.1ELEMENTS模块库 (21)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22)2.5MATLAB中电路的数学描述法 (22)3电力电子变流的仿真 (25)3.1实验的意义 (25)3.2交流-直流变流器 (25)3.2.1单相桥式全控整流电路仿真 (26)3.2.2三相桥式全控整流电路仿真 (38)3.3三相交流调压器 (53)3.3.1无中线星形联结三相交流调压器 (53)3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器 (59)3.4交流-交流变频电路仿真 (64)3.5矩阵式整流器的仿真 (67)1绪论1.1关于MATLAB软件作为当今世界最流行的第四代计算机语言,MATLAB软件语言系统,由于它在科学计算,网络控制,系统建模与仿真,数据分析,自动控制,图形图像处理航天航空,生物医学,物理学,通信系统,DSP处理系统,财务,电子商务,等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势,目前MATLAB已备受许多科研领域的青睐与关注。
第一节 电力电子应用技术的MATLAB仿真基础PPT课件
for循环
• for x=初始值:步进值:终值
语句体 end
help for
17
while循环
• while 表达式 • 语句体 • end 图1-10拷贝过来
help while
18
if else end结构
• if 表达式 语句体 end
• if 表达式 语句体1 else 语句体2 end
• 语言描述与科学计算的思路和 表达方式一致。
• 在数值计算、算法设计及验证、 统计、图像处理、自动化控制 理论、数字信号处理、系统识 别和神经网络。
• 电力电子应用技术
4
MATLAB环境
5
命令窗口的控制键功能
6
重要的MATLAB系统命令
7
文件管理命令
8
Matlab数据结构
• 赋值语句:
– 变量名=运算表达式 – [返回变量列表]=函数名(输入变量列表)
Va22s0in502t V
Vb22s0in502t120V Vc22s0in502t240V
• 文件重命令要注意:不要 直接改动文件名,建议 用MATLAB打开后,用 Save as功能。
35
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
• 当模型规模很大且很复杂时,合成一个子系统(FPGA子节 点,LabVIEW子VI,MATLAB的function函数),其优点:
– 减少窗口模块数,使窗口调理清晰、层次分明。 – 相关模块整合,用于建立自己的模型库。 – 层次化模型图表(类比:软件的驱动层次设计,硬件的芯片、板卡级
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电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析课程实训报告专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:兰州交通大学自动化与电气工程学院2016年1 月日1 电力电子技术实训报告1.1 实训题目1.1.1电力电子技术实训题目一一.单相半波整流参考电力电子技术指导书中实验三负载,建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。
仿真参数设置如下:(1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。
(2)晶闸管的参数设置如下:R=0.001Ω,L on=0H,V f=0.8V,R s=500Ω,C s=250e-9F(3)负载的参数设置RLC串联环节中的R对应R d,L对应L d,其负载根据类型不同做不同的调整。
(4)完成以下任务:①仿真绘出电阻性负载(RLC串联负载环节中的R d= Ω,电感L d=0,C=inf,反电动势为0)下α=30°,60°,90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。
②仿真绘出阻感性负载下(负载R d=Ω,电感L d为,反电动势E=0)α=30°,60°,90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。
③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d 和晶闸管两端电压U vt1的波形,注意反电动势E的极性。
(5)结合仿真结果回答以下问题:①该三项半波可控整流电路在β=60°,90°时输出的电压有何差异?②在MATLAB/Simulink环境下仿真如何设置控制角?1.1.2 仿真思路分析1)单相半波整流电路单相半波整流电路式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。
在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路,其中一个晶闸管是共阴极组的,另一个晶闸管是共阳组的。
6 个晶闸管导通的顺序是按VT6 – VT1 →VT1 –VT2 →VT2 – VT3 →VT3 – VT4 →VT4 – VT5 →VT5 – VT6 依此循环,每隔60 °有一个晶闸管换相。
为了保证在任何时刻都必须有两个晶闸管导通,采用了双脉冲触发电路,在一个周期内对每个晶闸管连续触发两次,两次脉冲前沿的间隔为60 °。
对于三相半波整流电路,在晶闸管和负载参数给定后,主要是脉冲发生器模块的参数设置,由于交流电压源的频率为25Hz,则Pulse模块的脉冲周期为0.04s,脉冲宽度设置为脉宽的50%,脉冲高度为1,脉冲移相角通过“相位角延迟”对话框进行设置。
由于三项半波整流电路的移相角α零位定在三相交流电压的自然换流点,所以在计算延迟角时,还必须增加30°相位。
且对于电阻性负载α∈(0°,150°),对于阻感性负载α∈(0°,90°),在电源频率为25Hz时,这一角度对应的延迟时间为0.0033s。
另外,Pulse模块依次延迟120°,对应的时间为0.0132s。
以下是不同的移相角对应的脉冲触发角:α=00°时,Pulse1=0.0033s,Pulse2=0.0166s,Pulse3=0.0300s。
α=30°时,Pulse1=0.0066s,Pulse2=0.0200s,Pulse3=0.0333s。
α=60°时,Pulse1=0.0100s,Pulse2=0.0233s,Pulse3=0.0366s。
α=90°时,Pulse1=0.0133s,Pulse2=0.0266s,Pulse3=0.0400s。
α=120°时,Pulse1=0.0166s,Pulse2=0.0300s,Pulse3=0.0433s。
α=150°时,Pulse1=0.0200s,Pulse2=0.0333s,Pulse3=0.0466s。
相对误差设置为0.001v,开始仿真时间为0,停止仿真时间为0.1。
2)三相有源逆变电路要使整流电路工作于逆变状3)直流降压斩波电路要使整流电路工作于逆变状4)单相交流调压电路要使整流电路工作于逆变状态,必须有两个条件:①变流器的输出U d能够改变极性。
因为晶闸管的单向导电性,电流Id不能改变方向,为了实现有源逆变,必须去改变U d的电极性。
只要使变流器的控制角α>90°即可。
②必须要有外接的直流电源E,并且直流电源E也要可以改变极性,并且|E|>|U d|。
上述条件必须同时满足,才能实现有源逆变。
所以,三相有源逆变电路的设置基本和三相半波整流电路相同,只是E设置为120V,且要求晶闸管的控制角α>90°,U d为负值,直流电动势的极性和晶闸管的导通方向一致,其值大于变流器直流侧的平均电压即|E d|>|U d|。
1.1.3 电路原理图及MATLAB/Simulink环境下仿真模型(1)三相半波整流电路1) 三相半波整流电路系统原2)三相半波整流电路系统模型图如图2所示:图2 三相半波整流电路系统模型图(2)三相有源逆变电路1) 三相有源逆变电路系统原理图如图3所示:EM图3 三相有源逆变电路系统原理图2) 三相有源逆变电路系统模型图如图4所示:图4 三相有源逆变电路系统模型图2)运行结果见附录一。
1.1.4 回答以下思考题:①如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中,主电路三相电源的相序可任意设定吗?答:采用宽脉冲触发或双脉冲触发发式。
在本实验中使脉冲宽度大于1/6个周期。
在除法某个晶闸管的同时,前一个晶闸管补发脉冲,即用两个窄脉冲替代宽脉冲。
②在本实验的整流及逆变时,对角有什么要求?为什么?答:在本实验的整流时,移相角度角度为0-90°,这是因为当移相角度α超过90°就会进入逆变状态。
1.1.5 结合仿真结果,回答以下问题①该三相半波可控逆变电路在β=60°,90°时输出的电压有何差异?答:因为U d=2.34U2cosβ,所以β为90°时U d为0。
而为60°时是有输出电压的。
②在MATLAB/Simulink环境下仿真如何设置控制角?答:α=0°时,Pulse1=0.0033s,Pulse2=0.0166s,Pulse3=0.0300s。
α=30°时,Pulse1=0.0066s,Pulse2=0.0200s,Pulse3=0.0333s。
α=60°时,Pulse1=0.0100s,Pulse2=0.0233s,Pulse3=0.0366s。
α=90°时,Pulse1=0.0133s,Pulse2=0.0266s,Pulse3=0.0400s。
α=120°时,Pulse1=0.0166s,Pulse2=0.030s,Pulse3=0.0433s。
α=150°时,Pulse1=0.0200s,Pulse2=0.033s,Pulse3=0.0466s。
2 电力电子技术实训报告2.1 实训题目2.1.1电力电子技术实训题目一题目:单相交流—交流变换电路1)单相交流调压电路(1)带电阻性负载的单相交流调压电路仿真首先绘制单相交流调压电路原理图,并在MATLAB/Simulink环境下建立其仿真模型。
参数设置:①交流电压源的参数设置交流电压峰值:100~400V之间;初始相位:0;电源频率:50Hz②晶闸管的参数设置R n =0.001Ω,L on =0H,V f =0.8,R s =500Ω,C s=3.0e-7F③负载的参数设置(RLC串联环节)R =100~500Ω,L=0H,C=inf④脉冲发生器模块(Pulse)的参数设置取α=0°和30°(或45°、60°)分别设置Pulse模块参数(自己考虑)。
⑤仿真时间和误差参数设置设相误差为1.0e-3~1.0e-4之间;开始仿真时间:0;结束仿真时间:0.1~0.2之间(即5~10个电源周期);⑥完成以下任务:仿真绘制出不同α值时的负载电压、负载电流、流过某只晶闸管电流、晶闸管端电压以及某只晶闸管上的触发信号的波形。
(2)带阻感性负载的单相交流调压电路仿真首先绘制单相交流调压电路原理图,并在MATLAB/Simulink环境下建立其仿真模型。
参数设置:①交流电压源的参数设置交流电压峰值:100~400V之间;初始相位:0;电源频率:50Hz②晶闸管的参数设置R n =0.001Ω,L on =0H,V f =0.8,R s =500Ω,C s=3.0e-7F③负载的参数设置(RLC串联环节)R =100~500Ω,L=0.1~0.2H,C=inf④脉冲发生器模块(Pulse)的参数设置取α=0°和30°及α=φ(或α=45°、60°)分别设置Pulse模块参数(自己考虑)。
⑤仿真时间和误差参数设置设相误差为1.0e-3~1.0e-4之间;开始仿真时间:0;结束仿真时间:0.1~0.2s之间(即5~10个电源周期);⑥完成以下任务:仿真绘制出不同 值时的负载电压、负载电流、流过某只晶闸管电流、晶闸管端电压以及某只晶闸管上的触发信号的波形。
2)单相交流调功电路(1)带电阻性负载的单相交流调功电路仿真首先绘制单相交流调功电路原理图,并在MATLAB/Simulink环境下建立其仿真模型。
参数设置:①交流电压源的参数设置交流电压峰值:100~400V之间;初始相位:0;电源频率:100Hz②晶闸管的参数设置R n=0.001Ω,L on =0H,V f =0.8,R s=500Ω,C s=3.0e-7F③负载的参数设置(RLC串联环节)R =100~500Ω,L=0H,C=inf④脉冲发生器模块(Pulse)的参数设置取调功电路占空比分别为0.25和0.5,自行设置Pulse模块参数。
⑤仿真时间和误差参数设置设相误差为1.0e-3~1.0e-4之间;开始仿真时间:0;结束仿真时间:0.1~0.2之间(即10~20个电源周期);⑥完成以下任务:仿真绘制出不同占空比时的负载电压、流过某只晶闸管电流、晶闸管端电压以及某只晶闸管上的触发信号的波形。
(2)分析并回答①交流调压与交流调功的电路结构是否相同,控制方式有何不同?②两者对脉冲发生器模块(Pulse)的参数设置有何不同?3)单相斩控式交流调压电路首先绘制电阻性负载单相交流调压电路原理图,并在MATLAB/Simulink环境下建立其仿真模型。