电力电子技术与电力系统分析matlab仿真
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。
在“电力电子技术”课程教学中展开Matlab仿真训练
“ 电力 电子技术”是 电气 工程 及其 自动化等专业 的重要专业 基础课， 也是实用性、 工程性和综合性很 强的课程 。作为自动化、 业课的学 习和今后的工作打下 良好的基础 。
一
Ｓｍｕｉ ｋ是面 向框图的仿真 工具 ，用绘 制方 框 图代替 程 ｉ ｌ ｎ 序编写，结 构和流程 清晰， 自动建立各环节 的方程 ，自动地在 给定精度 要求下以最快 速度 进行系统仿真 。在 Ｓｍｕｉｋ环 境 ｉ ｌ ｎ
、
开展 Ｍａｌ 仿真训练的必要性 ｔｂ ａ
“ 电力电子技术”的教学 内容以电路为主线，波形与相位分 中，打开电气 系统模块 ，将应用电路需要 的模 块拖放 到模 型窗 析方法贯穿始终。通 过分析各 类 电力电子器件 的通断情况来理 口，并进行参数设置 。（ 比如晶闸管三相桥式整流 电路仿真模型
新的电路拓扑结 构与新 的控制方法 问世。在新 形势下，如何在 工具箱 由电力电源 （ ｌ ｔｉａ ｏ ｒｅ） Ｅｅ ｒ ｌＳ ｕ ｃｓ、电力 电子设备 （ ｏ ｒ ｃ ｃ Ｐ ｗｅ 有 限学 时内获得最好 的教学效 果 ，使学 生在有 限的课堂 时间内 Ｅｅ ｔｏ ｉｓ、 电机 设备 （ ｃ ｉｅ） ｌｃｒ ｎｃ） Ｍａ ｈ ｎ ｓ、接 线设备 （ｏ ｎ ｃｏｓ、 Ｃ ｎ ｅｔｒ）
性 实验 的 教 学 模 式 ，且 存 在 实 验 课 时 较 少 的 问题 。 大 部 分 院校 数 窗 口选 择 合 适 的算 法 及 参 数 ，即 可 得 到 不 同触 发角 时 晶 闸管
都 仅用挂件结 构或实验箱 来完成实验，几乎所有 的电路和系统 三相 整流桥 中 ６只晶闸管各 自两端的 电压波 形以及直流 电压波 都是封 闭式的。这种常规 的实验 过程，学生 几乎 是在 老师或实 形等。 验指导书的指导下机 械式连线、读取实验数据 ，记录实验数 据 通过虚拟实验环境 建立仿真电路模 型 ，可使一些枯燥的电 和波 形，即使不 了解 电路 的工作原理，只要在连 线正确、实验 路变得 有趣 味 ， 复杂的波 形变得 形象生动 ，使得 各种复杂的 仪器完好 的情况下也能完成实 验。但是，只要设备稍有 问题 或 能 量 转 换 过 程 比较 直 观 地 呈 现 在 学 生 面前 。
基于matlab的电力电子技术仿真设计_课程设计
基于matlab地电力电子技术仿真设计第1章绪论1.1 MA TLAB 地产生过程和影响在20 世纪七十年代后期地时候：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任地Cleve Moler 教授出于减轻学生编程负担地动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序地“通俗易用”地接口，此即用FORTRAN编写地萌芽状态地MATLAB.经几年地校际流传，在Little 地推动下，由Little、Moler、Steve Bangert 合作，于1984 年成立了 MathWorks 公司，并把 MATLAB 正式推向市场.从这时起，MATLAB 地内核采用C语言编写，而且除原有地数值计算能力外，还新增了数据图视功能.MA TLAB以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好地开放性和运行地可靠性，使原先控制领域里地封闭式软件包（如英国地UMIST，瑞典地LUND 和SIMNON，德国地KEDDC）纷纷淘汰，而改以MATLAB为平台加以重建.在时间进入20 世纪九十年代地时候，MATLAB已经成为国际控制界公认地标准计算软件.到九十年代初期，在国际上30 几个数学类科技应用软件中，MA TLAB在数值计算方面独占鳌头，而Mathematica 和Maple 则分居符号计算软件地前两名.Mathcad 因其提供计算、图形、文字处理地统一环境而深受中学生欢迎.MathWorks 公司于1993 年推出MA TLAB4.0 版本，从告别DOS 版.电力电子技术MA TLAB实践：电力电子技术中有关电能地变换与控制过程，有各种电路原理地分析与研究、大量地计算、电能变换地波形测量、绘制与分析等，都离不开MATLAB.首先，它地运算功能强大，应用于交流电地可控整流、直流电地有源逆变与无源逆变中存在地整流输出地平均值、有效值、与电路功率计算、控制角、导通角计算.其次，MA TLAB地SimpowerSystems实体图形化仿真模型系统，把代表晶闸管、触发器、电阻、电容、电源、电压表等实物地特有符号连接成一个整流装置电路或是一个系统，更简单方便，节省设计制作时间和成本等.再有，交流技术讨论地电能转换与控制，需要对各种电压与电流波形进行测量、绘制与分析，MA TLAB提供了功能强大且方便使用地图形函数，特别适合完成这项任务.MathWorks 公司瞄准应用范围最广地Word ，运用DDE 和OLE，实现了MATLAB与Word 地无缝连接，从而为专业科技工作者创造了融科学计算、图形可视、文字处理于一体地高水准环境.1997 年仲春，MA TLAB5.0 版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999 年春地5.3 版.与4.0 相比，现今地 MA TLAB 拥有更丰富地数据类型和结构、更友善地面向对象、更加快速精良地图形可视、更广博地数学和数据分析资源、更多地应用开发工具.（关于MATLAB5.0 地特点下节将作更详细地介绍.）诚然，到1999 年底，Mathematica 也已经升到4.0 版，它特别加强了以前欠缺地大规模数据处理能力.Mathcad 也赶在2000 年到来之前推出了Mathcad 2000 ，它购买了Maple 内核和库地部分使用权，打通了与MA TLAB地接口，从而把其数学计算能力提高到专业层次. 但是，就影响而言，至今仍然没有一个别地计算软件可与MA TLAB匹敌. 在欧美大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程地教科书都把MATLAB作为内容.这几乎成了九十年代教科书与旧版书籍地区别性标志.在那里，MA TLAB是攻读学位地大学生、硕士生、博士生必须掌握地基本工具. 在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠地科学计算标准软件.在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物），都可以看到MATLAB地应用.在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发地首选软件工具.如美国National Instruments 公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence 公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MA TLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑.又如 HP司地VXI 硬件，TM公司地DSP，Gage 公司地各种硬卡、仪器等都接受MATLAB地支持.1.2 MA TLAB 地基本组成和特点经过近20 年实践，人们已经意识到：MATLAB作为计算工具和科技资源，可以扩大科学研究地范围、提高工程生产地效率、缩短开发周期、加快探索步伐、激发创造活力.那么作为当前最新版本地MATLAB 7.0 究竟包括哪些内容？有哪些特点呢？5.0以前版本地MATLAB语言比较简单.它只有双精度数值和简单字符串两种数据类型，只能处理1 维、2 维数组.它地控制流和函数形式也都比较简单.这一方面与当时软件地整体水平有关，另方面与MA TLAB仅限于数值计算和图形可视应用地设计目标有关.从 5.0 版起，MA TLAB 对其语言进行了根本性地变革，使之成为一种高级地“阵列”式语言.1.3 MA TLAB 语言地传统优点MA TLAB自问世起，就以数值计算称雄.MA TLAB进行数值计算地基本处理单位是复数数组（或称阵列），并且数组维数是自动按照规则确定地.这一方面使MATLAB程序可以被高度“向量化”，另方面使用户易写易读.对一般地计算语言来说，必须采用两层循环才能得到结果.这不但程序复杂，而且那讨厌地循环十分费时. MA TLAB 处理这类问题则简洁快捷得多，它只需直截了当地一条指令y = exp(-2*t).*sin(5*t) ，就可获得.这就是所谓地“数组运算”.这种运算在信号处理和图形可视中，将被频繁使用.当A地列数大于行数时，x 有无数解.一般程序就必须按以上不同情况进行编程.然而对 MATLAB来说，那只需一条指令：x=A\b .指令是简单地，但其内涵却远远超出了普通教科书地范围，其计算地快速性、准确性和稳定性都是普通程序所远不及地.第2章 MATLAB软件及仿真集成环境Simulink简介MATLAB软件是美国MathWorks公司在20世纪80年代中期推出地高性能数值计算软件,经过近30年地开发和更新换代,该软件已成为合适多学科功能十分强大地软件系统,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地强大工具.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MA TLAB启动后地系统界面中地命令窗口输入”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地17类模版库名称（因软件版本地不同，库地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地各种元件或子库.Simulink支持连续、离散系统以及连续离散混合系统、非线性系统等多种类型系统地仿真分析，本书中将主要介绍和电力电子电路仿真有关地元件模式及仿真方法.对于电力电子电路及系统地仿真，除需使用Simulink中地基本模板外，用到地主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中，该模型库提供了电气系统中常用元件地图形化地图形化元件模型，包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等.图形地元件模型使使用者可以快速并且形象地构建所需仿真系统结构.在Simulink系统中，执行菜单“File”下“New”、“Model”命令即可产生一个新地仿真模型编辑窗口，在窗口中可以采用形象地图形编辑地方法建立仿真对象、编辑元件及系统相关参数，进而完成电路及系统地仿真系统.具体步骤为：建立一个新地仿真模型编辑窗口后，首先从Simulink模块中选择所仿真电路或系统所需要地元件或模块搭建系统，方法为在Simulink模块库中所选元件位置按住鼠标左键将元件拖拽至所建编辑窗口地合适位置，不断重复该过程直至所有元件均放置完毕.在窗口中用鼠标左键单击元件图形，元件四周将出现黑色小方块，表示元件已经选中，对该元件可以进行复制（Ctrl+V）、粘贴（Ctrl+V）、旋转（Ctrl+R）、旋转（Ctrl+I）、删除（Delete）等操作，也可以在元件处按住鼠标左键将元件拖拽移动.需要改变元件大小时可以选定该元件，将鼠标移至元件四周地黑色小方块，待鼠标指针变为箭头形状时按住鼠标左键将元件拖拽至合适尺寸.（4）需要改变元件参数，可以在该元件处双击鼠标左键，即可弹出该元件地参数设置对话窗口进行参数设置.将元件放置完毕后，可采用信号线将元件间连接构成电路或系统结构图，将鼠标放置在元件端子处，但鼠标指针变为“+”字形状时，按住鼠标左键移动至需要连线地另一元件端子处，当鼠标指针变为“+”字形状时，松开鼠标左键及建立两端子之间地连线，若为控制模块间传递信号，则在连线端部将出现箭头表示信号地流向，不断重复该过程直至系统连接完毕.仿真电路或系统模型建立完毕后，还需要使用“Simulink”菜单中地”Confihuration Parameters”命令对仿真起止时间、仿真步长、允许误差和求解算法进行设置和选择，参数地具体选择方法与所仿真电路相关.（7）仿真模型建立完毕后，可以使用“file”菜单中地”Save”命令进行保存.2.1 常用电气系统仿真库元件及仿真模型对于电力电子电路及系统地仿真除需使用Simulink中地基本模块外，用到地主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中，该模型库提供了电气系统之中常用元件地图形化元件模型，包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等.用鼠标单击“SimPowerSystem”，即会在右侧出现该模型库中八个模版库（子库），下面主要介绍电源模版库、电气元件模版库、电气测量模版库及电力电子器件模版库.2.2 电气元件模块库用鼠标双击“Elements”图标，在窗口中显示29种电气元件.这些可以分为三大类:负载元件、传输线和变压器.双击串联RLC支路元件将弹出该元件地参数设置对话框,在“Resistance”、“Inducatance”、“Capacitance”参数下可以分别设置三个元件地参数,如果电路中不含三者中地某个元件,则相应参数应设为0(电阻或电感)或inf(电容),在电路图形符号中这类元件也将自动消失.串联RLC负载元件则是通过设置每个元件地容量,由程序自动计算元件地参数.并联RLC支路元件和并联RLC负载元件用于描述由电阻、电容、电感并联地电路,参数设置方法类似.在不考虑变压器铁心饱和时不勾选“Saturable core”.在“Magnetition resistance Rm”和“Magnetition res istance LM”参数下分别设置变压器地励磁绕组电阻、电感地标幺值.其他类型地变压器参数设置方法类似.第3章单相半波可控整流电路仿真3.1 电阻负载3.1.1 工作原理（1）在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流.（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零.（3）在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零.（4）直到电源电压u2地下一周期地正半波，脉冲uG在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复.3.1.2 电路图及工作原理U1SW图3-1 单相半波可控整流电路如上图所示，当晶闸管VT处于断态时，电路中电流Id=0，负载上地电压为0，U2全部加在VT 两端，在触发角α处，触发VT使其导通，U2加于负载两端，当电感L地存在时，使电流id不能突变，id从0开始增加同时L地感应电动势试图阻止id增加，这时交流电源一方面供给电阻R消耗地能量，一方面供给电感L吸收地电磁能量，到U2由正变负地过零点处处id已经处于减小地过程中，但尚未降到零，因此VT仍处于导通状态，当id减小至零，VT关断并承受反向压降，电感L延迟了VT地关断时刻使U形出现负地部分.3.1.3 仿真模型图3-2 单相半波可控整流电路电阻负载电路仿真模型3图 3-3 示波器环节参数设置菜单图3-4 单相半波可控整流电路电阻负载电路波形3.2 阻感负载图3-5单相半波可控整流电路电阻电感负载电路仿真模型图3-6单相半波可控整流电路电阻电感负载电路波形3.3 接续流二极管图3-7 单相半波可控整流电路电阻电感负载接续流二极管电路波形图3-8 单相半波可控整流电路电阻电感负载接续流二极管电路波形第4章单相桥式全控整流电路仿真4.1 单相桥式全控整流电路在单相桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂.当为电阻负载时，若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，ud也为零，VT1、VT4串联承受电压u2，设VT1和VT4地漏电阻相等，则各承受u2地一半.若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端.当u2过零时，流经晶闸管地电流也降到零，VT1和VT4关断.在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端.到u2过零时，电流又将为零，VT2和VT3关断.此后又是VT1和VT4导通，如此循环地工作下去，便构成了一个全波整流系统.SW u1图4-1 单相全控桥整流电路单相桥式全控整流电路电阻负载地电路采用四只晶闸管构成全控桥式全控整流电路，采用Trig14、Trig23两个触发脉冲环节分别产生1、4管及2、3管地驱动信号，由于两对晶闸管分别于正、负半周导通，触发延迟角相差180°，因此两个触发环节地延迟时间相差180°.电路中交流电源电压峰值为100V，频率为50Hz，初始相角为0°，负载电阻为2Ω.仿真结果如下图：图4-2单相桥式全控整流电路电阻负载仿真模型图4-3单相桥式全控整流电路电阻负载仿真波形4.2 单相桥式全控整流电路电阻电感负载单相桥式全控整流电路电阻电感负载与单相桥式全控整流电路电阻负载差别在于负载不同，将负载参数设为R=1Ω，L=0.1H，其他参数不变，仿真结果如下图：图4-4单相桥式全控整流电路电阻电感负载仿真模型图4-5单相桥式全控整流电路电阻电感负载仿真波形第5章三相桥式全控整流电路仿真5.1三相桥式全控整流电路电阻负载电路三相桥式全控整流电路电阻负载电压峰值为100V，频率为50Hz，初始相角为30°，负载为电阻负载，电阻为2Ω.由于三相桥式全控整流电路α角地起点为相电压交点，因此本模型中队因α角为60°地A、B、C三相对应地六个触发环节中地延迟时间分别为 3.33ms、6.67ms、10ms、13.33ms、16.67ms、0.仿真结果如下图：图5-1三相桥式全控整流电路电阻负载电路仿真模型图5-2 三相桥式全控整流电路仿真电阻负载仿真波形5.2三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路图5-3三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路仿真模型图5-4三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路波形图总结通过这几天对课程设计所作地努力，成功完成了对电力电子技术中地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、三相桥式半控整流电路地计算机仿真实验.通过实践证明了MA TLAB/SIMUINK在电力电子仿真上地广泛应用.特别在数值计算应用最广地电气信息类学科中，熟练掌握MA TLAB可以大大提高分析研究地效率.通过这个课题学习MA TLAB软件地基本知识和使用技巧，熟练应用在电力电子技术中地建模与仿真.运用MA TLAB对电力电子电路进行仿真，加深了对电力电子知识地认识.通过老师与文献地帮助，掌握MATLAB软件，会了一些简单地操作与应用.致谢课程设计不仅仅是完成一篇论文地过程，而是一个端正态度地过程，是大学生活地一个过程，是在踏入社会前地历练过程.这个过程将使我受益匪浅！在这次课程设计中，使我明白了自己原来知识还比较欠缺.自己要学习地东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低.通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累地过程，在以后地工作、生活中都应该不断地学习，努力提高自己知识和综合素质.在此要感谢我地指导老师柏逢明老师地指导，感谢老师给我地帮助.在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大.在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作地能力，树立了对自己工作能力地信心，相信会对今后地学习工作生活有非常重要地影响.而且大大提高了动手地能力，使我充分体会到了在创造过程中探索地艰难和成功时地喜悦.虽然这个设计做地也不太好，但是在设计过程中所学到地东西是这次课程设计地最大收获和财富，使我终身受益.参考文献[1] 洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统地MA TLAB仿真.机械工业出版社.2006.[2] 李维波.MA TLAB在电器工程中地应用.中国电力出版社.2007.[3] 王正林.MA TLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社.2005.[4] 陈桂明.应用MA TLAB建模与仿真.机械工业出版社.2009.[5] 张葛祥，李娜.MATLAB仿真技术与应用.清华大学出版社.2008[6] 工兆安等.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社.2007[7] 张平.MATLAB基础与应用简明教程[M].北京：北京航空航天大学出版社.2009[8] 飞思科技产品研发中心编.MA TLAB6.5应用接口编程.电子工业出版社.2008。
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。
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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
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：(1) 单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(2) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(3) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路的工作原理电路设计与仿真。
（4）了解三种不同负载电路的工作原理及波形。
二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）如图1.1所示，单向半波可控制整流电路原理图，晶闸管作为开关，变压器T起到变换电压与隔离的作用。
其工作原理：（1）在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
（3）在电源电压负半波(π~2π区间)，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零。
（4）直到电源电压u2的下一周期的正半波，脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复。
2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后，可得仿真电路。
如图所示：2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
α=30°α=60°α=90°α=120°分析：与电阻性负载相比，负载电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流平均值减小；大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零。
基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计
电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering电子技术Electronic Technology基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计张岩贾小龙（宁夏理工学院宁夏回族自治区石嘴山市753000）摘要：本文在MATLAB的基础上，利用现代仿真技术对电力电子变换器电路进行了SIMULINK仿真，完成了借助于图形用户界面GUI 功能的虚拟实验平台的搭建，达到了基本的实验要求。
关键词：MATLAB;电力电子技术；仿真模型；GUI1背景传统高校实验室所占实验经费比例大，软硬件设备一般比较昂贵的，容量有限且电气信息类技术更新非常快，要建立非常完备且与时俱进的实验教学环境是很困难的。
虚拟仿真实验既节省了资金，又可突破传统实验室在硬件设备上的限制，缓解了实验经费不足与实验人数过多的矛盾，突破了时空的局限，优化了教育资源，提高了学习兴趣和效率，真正实现理论教学与实验教学的结合。
因此，虚拟实验室的研究对于现代远程教学和高等院校的实验教学、课堂教学都很有意义。
2虚拟实验平台的国内外研究现状近年来计算机技术的发展为虚拟仿真实验平台开发提供了技术支持，已有很多高校和企业着手研究虚拟实验仿真平台。
例如：美国卡耐基梅隆大学早期开发的虚拟实验平台，他们的技术方案是通过计算机所搭建出来的函数发生器、示波器等实验硬件设备连接到Internet上，学生或其他用户可以通过上网然后网络远程连接并加以使用。
麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）,该院校着手项目的主要是为了建设众多学科科目的虚拟实验平台，此项目是同微软公司通力合作开发出来的I-Lab,设计出来的平台可以用来研究基于虚拟现实的科学技术与电气工程的创新型教育体系。
目前国内的一些高等院校逐渐设计出了自己的虚拟实验平台。
中国科学技术大学早期设计的物理虚拟实验平台是把实验运用在教学的演示和简单物理实验这些问题上，此设计是国内第一套有推广价值的实验教学平台。
电力电子技术应用实例MATLAB仿真
目录摘要 (1)关键词 (1)1.引言 (1)2.单相半波可控整流电路 (1)2.1实验目的 (1)2.2实验原理 (1)2.3实验仿真 (2)3.单相桥式全控整流电路 (8)3.1实验目的 (8)3.2实验原理 (8)3.3实验仿真 (9)4.三相半波可控整流电路 (10)4.1实验目的 (10)4.2实验原理 (11)4.3实验仿真 (12)5. 三相半波有源逆变电路 (14)5.1实验目的 (14)5.2实验原理 (14)5.3实验仿真 (15)6.三相桥式半控整流电路 (17)6.1 实验目的 (17)6.2实验原理 (17)`6.3 实验仿真 (17)7.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 ）。
基于MATLAB的电力电子仿真_张耘川
续流作用。
（１）建模仿真
图 ３ 中，电源为直流电源，幅值为 １０ Ｖ。占空
比为 ５０％，ｓｅｒｉｅｓ ＲＬＣ Ｂｒａｎｃｈ２ 是电感量为 ９０ μＨ
的电感，ｓｅｒｉｅｓ ＲＬＣ Ｂｒａｎｃｈ是电容量为８３．３ μＦ的
电容，负载电阻为 １ Ω，打开仿真参数窗，选择
ｏｄｅ２３ｔｄ 算法，起始时间分别为０ ｓ、０．００２ ｓ，设置
＋ｖ － 示波器 １
子系统 图 ６ 双极性 ＳＰＷＭ 的单相全桥逆变仿真电路图
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ， Ｔｓ＝１ｅ－００５ ｓ．
ｐｏｗｅｒｇｕｉ
Ｉｄ Ｉｏ Ｕｏ
示波器
通信号，给 Ｖ ２ 、Ｖ ３ 关断信号，输出电压 Ｕ ｏ ＝ Ｕ ｄ，
当信号波（Ｕ ）＜载波（Ｕ ）时，给 Ｖ２、Ｖ３ 导通信
ｒ
ｃ
号，给 Ｖ １ 、Ｖ ４ 关断信号，输出电压 Ｕ ＝－ Ｕ 。
触发脉冲
ＩＧＢＴ
＋－ｉ
ｇ Ｃ
ｍ Ｅ
电阻
电流测量
电流测量
ｉ－ ＋
＋
直 流
电
源
Ｄｉｏｄｅ
＋－ｉ 电流测量 ２
负载阻抗
２．８６３ 电流值显示
＋ｖ － 负载电压 测量
＋ｖ － 电压测量
图３ 直流降压斩波电路仿真模型
示波器
图２ 单相桥式整流电路仿真波形
（２ ）分析仿真结果
在电源电压正半周，ＶＴ２ 和 ＶＴ３ 均承受反向电压
极性 Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 电路的建模仿真为例介绍 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 在 电力电子技术中的应用。
典型电力电子电路的仿真实例
下面以单相桥式整流电路和直流降压斩波电路 为例在 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中进行仿真。
电力电子技术MATLAB仿真实验报告
电力电子技术MATLAB仿真实验报告Harbin Institute of Technology电力电子技术MATLAB仿真实验报告院系：班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学一、实验目的1. 根据电路接线图利用MATLAB仿真分析单相桥式半控整流电路的各输出结果。
2. 改变参数后再进行仿真分析，进而分析总结各参数对输出的影响。
3. 在实验过程中掌握运用MATLAB对电力电子各电路进行仿真分析的方法。
4. 对实验进行总结整理并写出报告。
二、实验内容1根据实验电路图进行理论分析单相桥式半控整流电路图2 利用理论对电路进行分析这是单相桥式半控整流电路的另一种接法，相当于把原本的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以省去续流二极管VDR,续流由VD3和VD4来实现。
因此，理论分析各时间段电压电流及二极管导通状态如下：① wt1-π：Ua＞Ub，VT1，VD4导通，Ud＝U2，i:a→VT1→R→L→VD4→b；②π-wt2 ：Ua＜Ub，VD2，VD4导通，Ud＝0，i:b→VD2→R→L→VD4→b；③ wt2-2π：Ua＜Ub，VT3，VD2导通，Ud＝-U2，i:b→VD2→R→L→VT3→a；④ 2π- wt3：Ua＞Ub，VD2，VD4导通，Ud＝0，i:b→VD2→R→L→VD4→b。
23理论分析满足的输出波形如下U20 wt1 wt2 wt3Ud4根据电路图在MATLAB中连接各元器件得出接线图35仿真结果[各波形代表的输出结果为二次侧电压，负载电压，负载电流，VT1电流，VT1电压]①阻性负载：R=20Ω，L=0,a=30°:②阻性负载：R=20Ω，L=0,a=60°:4③阻感负载：R=20Ω，L=0.008,a=30°:④阻感负载：R=20Ω，L=0.008,a=60°:5⑤阻感负载：R=20Ω，L=0.08,a=60°:三、实验结论1、通过理论分析与MATLAB仿真结果比拟，发现理论分析与仿真结果一致。
电力电子技术课程的Matlab／Simulink仿真与设计
件结构及整流、 斩波、 逆变 、 交流调压等基本变换 电 路， 分析各种电路的电压电流波形是课堂讲授和学
生学 习的重要 内容之 一 。随 着讲 授 内容 的进 行 ， 需 要 同步画 出一 些复 杂电压 、 电流信号 的波形 图 ， 课 但
收 稿 日期 ：０ ０ ４—０ ２ １ —０ １
学科 。
态建 模仿 真 工具— —Ｓｍｕｉｋ ｉ １ ，为解 决 此 类 问题 提 ｎ
供 了很 好的途径 。
１ Ｍａｌ ／ｉ ｌ ｋ的简介 ｔ ｂ Ｓｍｕｉ ａ ｎ
Ｍａａ ｔｂ是一 种 功 能 强 、 率 高 、 于 进行 科 内容 涉及 电力 电子器
第 ５ 第 ３期 卷
２０１ ０年 ９月
陕 西 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＳ ａ ｎ ｉ ｏｙｅｈ ｉ ｎ ｔ ｕｅ ｏ ｒ ａ ｈ ａ ｘ ｌｔｃ ｎｃＩ ｓｉ ｔ ｏ Ｐ ｔ
Ｖ０ ５ Ｎｏ ．３ １． Ｓ ｐ ．２ ０ １ ｅ ０
电 力 电 子 技 术 课 程 的 Ｍａｌｂ Ｓｍｕｉｋ仿 真 与 设 计 ｔ ／ｉ ｌ ａ ｎ
李 军
（ 武汉 职业技术学院电子信 息工程学 院， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３０ ４
摘 要 ： 绍 了 Ｍａｌ ／ ｉ ｌｋ软 件 的 特 点 、 能 以及 电 力 电子 技 术课 程 的现 状 ， 以三 相 半 波 可 控 整 流 电路 为 例 介 ｔ ｂＳｍｕｉ ａ ｎ 功 并
和工程计算的交互软件包。Ｅ １ 前该软件提供两种系 统仿真 方法 ： 是采用直 译式语 言进行 编程 ， 过 一 即通
对系统建 模 ， 出一 系 列 状 态 的 表 达 式 ， 解 出 结 列 求 果 ， 法不直 观 ， 习 比较 困难 ； 此方 学 另一 是 利用 图形
(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。
_电力电子技术_课程的Matlab_Simulink仿真
山东电力高等专科学校学报Journal of Shandong Electric Power Coll e ge 第13卷第3期0引言电力电子技术是有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对多电量的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。
又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性学科。
《电力电子技术》课程教学内容涉及电力电子器件结构及整流、斩波、逆变、交流调压等基本变换电路，分析各种电路的电压电流波形是课堂讲授和学生学习的重要内容之一。
随着讲授内容的进行，需要同步画出一些复杂电压、电流信号的波形图，但课堂板书非常费力费时，若需要改变参数,所有的图形又要重新画出,非常不方便。
因此传统的教学方式使教师在课堂上都很难用简单的语言论述清楚，学生仅凭听讲很难深入理解，仅靠教材自学就更困难了。
由美国MathWorks公司推出的Matlab下动态建模仿真工具———Simulink,为解决此类问题提供了很好的途径。
1Matlab/Simulink的简介Matlab是一种功能强、效率高、便于进行科学和工程计算的交互软件包。
目前该软件提供两种系统仿真方法：一是采用直译式语言进行编程，即通过对系统建模，列出一系列状态的表达式，求解出结果，此方法不直观，学习比较困难；另一是利用图形化的通用模块进行仿真，即只需拖动鼠标便可迅速建立系统框图模型,大部分情况无需编写一行代码，从而使建模工作大大简化，学习比较容易。
Simulink是Matlab软件包中最重要的功能模块之一，是交互式、模块化的建模和仿真的动态分析系统。
在电力电子领域，通常利用Simulink建立电力电子装置的简化模型并连接成系统，即可直接进行控制器的设计和仿真。
同时Simulink模块对C 语言代码提供了很好的支持，既可以工作在交互式图形环境下，也可以工作在Matlab指令语言模式的批处理模式。
电力电子技术matlab仿真 SIMULINK环境和模型库
2-5
2.1 系统仿真环境 2.1.3 SIMULINK的仿真步骤
(1) 构建仿真模型
(2) 设置模块参数 (3) 设置仿真参数
(4) 启动仿真
(5) 观测仿真结果
第2章 SIMULINK环境和模型库
2-6
2.1 系统仿真环境
步骤 1 :在 SIMULINK 的模型库中分别提取阶跃给定(Step) 、传 递函数 (Transfer Fcn) 和示波器 (Scope) 3 个模块，并连接组成仿真模型。 步骤 2: 模块赋值。分别双击阶跃给定和传递函数两个模块，设定其参数。
第2章 SIMULINK环境和模型库
2-8
2.1 系统仿真环境 2. 1. 4 系统模型的保存和调用
保存：save 后缀：.mdl
调用：open
第2章 SIMULINK环境和模型库
2-9
2.1 系统仿真环境 2. 1.5 SIMULINK 的仿真算法
一般采用缺省可变步长ode45算法，电力电子电 路包含非线性元件，可以选择包含Stiff模型的算法。
2. 图形缩放 区域放大、X轴向放大、Y轴向放大
第2章 SIMULINK环境和模型库
2-12
2. 1.6 示波器的使用和数据保存
3. 坐标轴范围
以在 Scope 窗口的图形部分点击鼠标右键，在弹出 的功能菜单中选择“axes properties∙∙∙” 项，则可以打开 Y 轴范围限制的对话框.
4. 浮动示波器 (floating scope) 不需要将示波器与外部模块用线连接，就可以选择示 波器的显示信号，使用方便。
simulink环境和模型库21021系统仿真环境16示波器的使用和数据保存simulink环境和模型库21116示波器的使用和数据保存时间范围auto自动设置为系统仿真参数中的起止时间数据点数不选时所有数据都显示图形缩放区域放大x轴向放大y轴向放大simulink环境和模型库21216示波器的使用和数据保存scope窗口的图形部分点击鼠标右键在弹出的功能菜单中选择axesproperties项则可以打开浮动示波器floatingscope不需要将示波器与外部模块用线连接就可以选择示波器的显示信号使用方便
电力电子技术MATLAB仿真报告
电力电子技术MATLAB仿真报告电力电子技术在现代电力系统中起着至关重要的作用，通过对电能的调节、变换和控制，实现能源的高效利用。
MATLAB作为一种强大的仿真工具，可以对电力电子系统进行建模和仿真，评估其性能和稳定性。
本文将对电力电子技术MATLAB仿真的基本原理、方法和应用进行介绍，并以其中一种电力电子系统为例，展示其仿真报告。
首先，电力电子技术MATLAB仿真的基本原理是建立电力电子系统的数学模型，利用MATLAB提供的数学运算和仿真功能，对系统进行仿真计算和结果分析。
在仿真过程中，需要确定系统的输入和输出参数，选择适当的模型和算法，并设置合理的仿真时间和步长，以获得准确和可靠的仿真结果。
其次，电力电子技术MATLAB仿真的方法包括建模、仿真计算和结果分析。
建模是指将电力电子系统抽象为数学模型，包括元件的电路模型、电压电流方程和控制算法等。
仿真计算是通过数学运算和差分方程求解，得出系统的动态响应和稳态工作点。
结果分析是对仿真结果进行可视化和统计分析，评估系统的性能、稳定性和失效机制等。
最后，以其中一种电力电子系统为例，展示电力电子技术MATLAB仿真报告。
假设我们要仿真一个直流调压器，控制电路使用的是PID控制算法。
仿真目的是评估系统的调节性能和稳定性，在不同的负载、输入电压和控制参数下，分析系统的输出电压和电流的动态响应和稳态误差。
首先，进行建模。
我们需要确定直流调压器的电路模型和控制算法。
电路模型由电源、开关元件、电容和负载组成，控制算法采用PID控制器。
然后，设置仿真参数，包括仿真时间、步长和初始条件等。
其次，进行仿真计算。
利用MATLAB提供的仿真工具，求解直流调压器的数学模型，得到系统的动态响应。
通过改变负载、输入电压和控制参数，对系统的性能和稳定性进行分析和比较。
可以绘制输出电压和电流的波形图，以及误差和响应时间的曲线。
最后，进行结果分析。
对仿真结果进行可视化和统计分析，评估直流调压器的性能和稳定性。
matlab在电力电子技术仿真中的应用
matlab在电力电子技术仿真中的应用随着电子技术的不断发展，电力电子技术已经成为现代电力系统中至关重要的一环。
而在电力电子技术的研究与开发过程中，仿真技术则成为了不可或缺的一部分。
它可以快速准确地模拟电力电子系统的工作情况，从而为电力电子技术的开发与优化提供重要的帮助。
而MATLAB作为一种强大的计算机软件，在电力电子技术仿真中经常被使用。
一、MATLAB在电力电子技术仿真中的应用1. 电力电子系统仿真在现代电力系统中，电力电子系统是必不可少的部分。
其中包括各种控制器、逆变器、整流器等电子设备。
MATLAB可以通过建立电力电子系统的模型，快速准确地模拟系统的工作情况。
用户只需要编写一些简单的代码，就可以通过模拟电力电子系统的状态来预测电流波形、功率因数、电压降等运行参数，从而更好地研究该系统的各种工作状态。
2. 电力电子系统设计优化电力电子系统的设计与优化是电力电子技术的核心。
在电力电子设备设计过程中，需要对一系列的设计参数进行优化，以达到更好的工作性能。
而MATLAB可以通过控制系统设计工具箱，对电力电子系统设计进行优化。
用户可以通过MATLAB的仿真分析、自动控制、多目标优化等功能，快速准确地推导出最优设计方案。
3. 电力电子系统控制电力电子系统的控制是其重要组成部分。
输入控制信号可以对输出电流/电压进行合理的控制，从而实现电力电子系统的稳定运行。
MATLAB提供了多种控制器的设计方法，例如PID、模糊控制、神经网络控制等。
通过制定合理的电流/电压控制策略，可以快速准确地实现对电力电子系统的控制，从而实现系统的稳定运行。
二、MATLAB在电力电子仿真中的优势1. 操作简单MATLAB是一种运算速度非常快、操作简单的软件。
通过五芯化的界面、丰富的工具箱、可视化工具等，用户可以快速地实现电力电子系统的仿真、设计与优化。
2. 精度高MATLAB可以进行高精度的计算和仿真，能够更快、更准确地分析电力电子系统的各种特性。
电力电子技术MATLAB仿真报告
斩波电路仿真一、降压斩波电路（Buck变换器）１可关断晶闸管（GTO）的仿真⑴可关断晶闸管模型与晶闸管类似，可关断晶闸管导通条件同传统晶闸管，但是可在门极信号为0的任意时刻关断，可关断晶闸管模型有两个输入端和两个输出端，第一个输入与输出是阳极媏（a）与阴极端（k），第二个输入（g）是门极控制信号端如图①，当勾选“Show measurement port”项时便显示第二个输出端（m）如图②，这是可关断晶闸管检测输出向量[I ak U ak]端，可连接仪表检测流经可关断晶闸管的电流（I ak）与正向压降（U ak），可关断晶闸管组件的符号和仿真模型图如图所示。
图①图②可关断晶闸管组件的符号和仿真模型⑵可关断晶闸管参数及其设置在模型结构图中，当鼠标双击模型时，则弹出晶闸管参数对话框，如下图所示由图可知，GTO的参数设置与晶闸管参数设置几乎完全相同，只是多了两项 “Current 10% fall time Tf(s)”：电流下降时间Tf。
“Current tail time Tt(s)”：电流拖尾时间Tt。
对于可关断晶闸管GTO模型的电路仿真时，同样宜采用Ode23tb与Oder15s算法。
二、 Buck变换器的仿真⑴电路图及工作原理在t=0时刻驱动GTO导通，电源E向负载供电，由于电感L的存在，负载电流i缓慢上升（电流不能突变），当t=t1时刻，控制GTO关断负载电流经二极管续流，电感L释放电能，负载电流i下降，至一个周期结束再驱动GTO导通重复上一个周期过程，当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，此时负载电压平均值为U0=ton*E/（ton+tof）=αE降压斩波电路（阻感负载）原理图⑵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，整体模型如图所示仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.003。
⑶模型参数简介与设置①直流电压源“Amplitude”：直流电压幅值，单位V.测量“measurements”选择是否测量电压设置A=100V，“measurements”选None（不测量电压），如右图所示②二极管“Resistance Ron(Ohms)”：晶闸管导通电阻Ron（Ω）。
电力电子技术的MATLAB仿真应用
第二十六卷第一期安徽电气工程职业技术学院学报ZOH年3月VoL26,No.1JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE March2021电力电子技术的MATLAB仿真应用郑安豫，周锐，杨春玲(安徽电气工程职业技术学院，安徽合肥230051)摘要：文章探讨了利用MATLAB仿真技术进行仿真分析来解决电力电子技术学习中出现的问题。
通过四阶段的教学环节，逐步培养学生对电力电子技术的工程设计能力。
在MATLAB 仿真基础上，通过Power GUI进行FFT分析，提高电力电子技术的MATLAB仿真应用效果。
在MATLAB仿真应用中提出三步走的方法，科学安排学习梯度，使MATLAB仿真应用在电力电子技术学习中的实施效果逐步得以提高。
关键词：电力电子技术；MATLAB；仿真应用中图分类号：G434；TM1文献标识码：A文章编号：1672-9706(2021)01-0086-06Teaching of Power Electronics Technology Based on MATLAB SimulationZHENG Anyu,ZHOU Rui,YANG Chunlin{Anhui Electrical Engineering Professional Technique,Hefei230051,China)Abstract：This papec applies MATLAB simulatioo to solve the problems emeraing from the teaching of powec electrooics technology chbpes.With the foor-stape teeching,the studeets/aPiOty to conduct eeni) neering desiening has been yraPually chltivetee.On the basic of MATLAB simulation,FFT analysis it corried out throouh Power GUC In MATLAB simulatioo teechinn,a three-stee method is prooosee1u have the leerpmy process welt uppnen and the en'est steePily imppven.Key worde:power electrooics technolooy；MATLAB；simulaUoo1电力电子技术课程特点《电力电子技术》一直作为电力、电气类专业的核心课程，课程内容涉及广泛，覆盖了电力、电子和控制三个领域［4,课程在帮助学生理解电力、电气控制及应用方面起着非常重要的作用。
电力电子技术matlab仿真
1.7 MATALB 的绘图功能
MATLAB 有很强的绘图功能，可以绘制二维图形、三维图形、直方图 和饼图等，这里仅介绍一些常用的基本绘图命令和方法，见表 1-8
1-25
1.7.1 直角坐标中的二维曲线
[例 1-2] 画一条按正弦衰减的曲线。
» t = 0:0.2:6 * PI; »b =exp( - 0.1 * t) .* sine (t) ; » plot (t , b)
1-26
1.7.2 多条曲线的绘制
如果要在一张图上绘制多条曲线，使用 plot 语句的格式如下:
plot(x1 , y1 ,x2 , y2 ,…, xn , yn)
[例 1-3 ] 在一张图上画一条幅值为 10 的正弦曲线和一条幅值为 8 的余弦曲线 命令如下，即
t=0:0.1:4 * pi; y1 =10 * sine( t) ; y2 =8 * cos( t) ; plot (t ,y1, t , y2) plot 命令回车执行后，得到两条 正余弦曲线如图 1-10 所示。
(5) 系统框图绘制不完整或仿真过程中出现计算不收敛的情况，会给出一定的 出错提示信息，但是这提示不一定准确，这是软件还不够完备的地方。
在 MATLAB 的工具栏上点击按钮
，进入∙∙∙
第2章 SIMULINK环境和模型库
2-38
2.1 系统仿真环境 2.1.1 SIMULINK的工作环境
File 文件菜单 表 2.1
第2章 SIMULINK环境和模型库
2-40
2.1 系统仿真环境 2.1.3 SIMULINK的仿真步骤
(1) 构建仿真模型 (2) 设置模块参数 (3) 设置仿真参数 (4) 启动仿真 (5) 观测仿真结果
Matlab在电力电子技术仿真中的应用3
MATLAB 在电力电子和运动控制系统实验教学中的应用1 引言电力电子技术和运动控制系统综合了电子电路、电机拖动、自动控制理论、微机原理与应用等多学科知识,是综合性、实践性和应用性很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性,给电路和系统的分析带来一定的困难,一般常用波形分析和分段线性处理的方法来研究电力电子电路。
现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的方法,可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计更加容易和有效,也是学习电力电子技术和运动控制系统的重要手段。
Matlab 仿真软件是实现这一手段的重要软件,用户只要将所需的功能模块从工具箱拖入工作窗口,连线及设置参数,就很容易构建出所需的模型并对其进行分析。
Matlab6. 5 版本中的电力系统工具箱( Power SystemBlockset 具有强大的功能,这给电力电子电路和系统仿真带来了很多方便。
2 电力系统工具箱简介电力系统工具箱以Simulink 为运行环境,包括了电路、电力电子、机等电气工程学科中常用的元件模型,这些元件模型分布在以下7 个块库中。
电源模块库( Electrical Sources :包括交流、直流及可控的电压源和流源。
连接模块库(Connectors :包括地线、中性点、连接点等。
元件模块库( Elements :包括各种常用的电器和电路元件的模型,如阻、电容、变压器、电感和开关等。
电机模块库(Machines :交流、直流等各种电机模块。
测量模块库(Measurements : 包括电流、电压等测量模块。
电力电子模块库( Power Electronics :包括二极管、晶闸管、GTOMOSFET、IGBT 等电力电子器件。
还有多功能桥,它可设定成电力电子器件的单臂、双臂和三臂桥。
附加模块库( Extra library :主要有①控制模块子集:内有6 种驱动块和信号模块。
②离散测量模块子集:提供了13 种离散化的测量模块③离散控制模块子集:提供了离散PI、PID 控制器,离散PWM 发生器和二阶滤波器等15 种离散化的控制模块。
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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 月日电力电子技术与电力系统分析课程实训报告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=0H，V f=0.8V，R s=500Ω，C s=250e-9Fon(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和晶闸管两端电压U vt1的波形。
d②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=0.001Ω，L on =0H，V f =0.8，R s =500Ω，C s=3.0e-7Fn③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=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=0.001Ω，L on =0H，V f =0.8，R s =500Ω，C s=3.0e-7Fn③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=0°和30°及=φ（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：0.1~0.2s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=0.001Ω，L on =0H，V f =0.8，R s=500Ω，C s=3.0e-7Fn③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。