电力电子变流实验的仿真设计与开发
电力电子变流技术课程设计
电力电子变流技术课程设计一、设计背景电力电子变流技术是现代电力系统中的重要组成部分，在电力变压器和交流输电线路中广泛应用。
随着电力工业的快速发展，电力电子变流技术的应用范围不断扩大，同时电力电子变流技术也在不断推陈出新，为电力工业的高质量、高效率、安全稳定运行提供了支撑。
本课程设计旨在通过学生自主设计一个具有一定特点和实际应用价值的电力电子变流器电路，并完成项目实现和测试，进一步提高学生的实际操作技能和设计能力，培养学生综合素质和创新思维。
二、设计要求1.设计具有一定特点和应用价值的电力电子变流器电路。
2.完成电路的布局设计、元器件选择和参数计算，并进行电路仿真。
3.完成电路的原理图设计、PCB设计和电路焊接。
4.进行电路的调试、测试和性能评估，对电路性能进行分析。
5.撰写课程设计报告，包括设计思路、设计方案、电路实现、测试结果等内容。
三、设计步骤1. 场合选择本次课程设计场合为三相交流电源到直流负载的变流器，经过对需求分析、市场调查和技术评估，选择基于IGBT功率器件实现的单桥逆变器电路，作为变流器电力电子拓扑结构。
2. 电路参数计算根据场合需求以及实际电力电子器件的参考值，进行电路参数计算。
具体参数如下：•输入电压：380V，50Hz•输出电压：0~400V•输出电流：5A•功率因数：≥0.8•电路拓扑：单桥逆变器•控制方式：SPWM3. 电路仿真基于上述的电路参数进行电路仿真，主要包括信号处理、SPWM编码、输出三相逆变信号、输出三相电压负载、电路波形等仿真过程，进一步验证电路设计的可行性。
4. 电路设计基于完成的仿真结果，完成电路的原理图设计和PCB设计，并按照设计要求进行电路的焊接和调试。
设计中需要注意电路布局、线路连接、元器件选择和焊接品质等。
5. 电路测试完成电路设计和实现后，通过对电路性能进行测试和评估，包括空载测试、负载测试、功率因数测试等，对电路性能进行分析和总结，确保电路的正常工作和具有一定的应用价值。
电力电子电路分析与仿真实验报告
电力电子电路分析与仿真实验报告实验目的：1.理解电力电子电路的基本工作原理；2.熟悉电力电子电路的常用元件，如二极管、晶闸管等；3.学习使用仿真软件进行电力电子电路的模拟分析。
实验仪器与软件：1.电力电子实验箱；2.PC机；3. Multisim仿真软件。
实验步骤：1.搭建一个简单的单相半波整流电路，其中包括一个二极管、一个负载电阻和一个输入交流电源。
2. 打开Multisim仿真软件，选择电力电子电路仿真模块，并导入所搭建的电路图。
3.模拟设置输入交流电源的电压、频率等参数，并运行仿真。
4.观察仿真结果，记录输出直流电压、负载电流及负载电压的波形。
5.更改交流电源的电压、负载电阻的数值，并重新仿真，观察输出波形的变化。
6.搭建一个三相桥式整流电路，其中包括六个二极管和一个负载电阻。
7. 导入三相桥式整流电路图到Multisim仿真软件，并设置相关参数进行仿真。
8.观察输出直流电压、负载电流及负载电压的波形，并记录数据。
9.更改电源电压及负载电阻的数值，重新进行仿真分析。
实验结果与分析：在进行了以上实验步骤后，我们分别得到了单相半波整流电路和三相桥式整流电路的仿真结果。
通过观察输出波形和记录的数据，我们发现以下几个规律：1.在单相半波整流电路中，输出直流电压的平均值较输入交流电压的峰值小，且具有脉动。
负载电流和负载电压的波形与输入交流电压的波形相同，只是幅值减小。
2.在三相桥式整流电路中，输出直流电压的平均值较输入交流电压的峰值小，且同样存在脉动。
负载电流的波形是一个六段的锯齿波，而负载电压的波形是一个脉冲波。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电力电子电路的基本工作原理，并熟悉了常用的电力电子元件。
同时，通过使用Multisim仿真软件进行电路仿真分析，我们能够更直观地观察到电路各个参数的变化情况，提高了实验效率和准确性。
电力电子课程设计matlab仿真实验
一．课程设计目的（1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。
通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理；（2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理；（3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力；二．课程设计内容第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0（1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器）仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（内阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（内阻为0.001欧）、占空比40%。
仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。
图1-1占空比为40%的，降压后为12.12V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-2占空比为60%的，升压后为28.25V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3•图1-4升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。
它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理：①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。
②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得：由的关系，求出输出电压的平均值为：上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相；当D=0.5时，U0=Ud；当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换；当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。
实验报告-电力电子仿真实验
电力电子仿真实验实验报告院系：电气与电子工程学院班级：电气1309班学号： 17学生姓名：王睿哲指导教师：姚蜀军成绩：日期：2017年 1月2日目录实验一晶闸管仿真实验........................................ 错误!未定义书签。
实验二三相桥式全控整流电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验三电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验..................... 错误!未定义书签。
实验四单相交-直-交变频电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验五 VSC轻型直流输电系统仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验一晶闸管仿真实验实验目的掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。
理解晶闸管的特性。
实验设备：MATLAB/Simulink/PSB实验原理晶闸管测试电路如图1-1所示。
u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT 为晶闸管阳极与阴极间电压。
图1-1 晶闸管测试电路实验内容启动Matlab，建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。
图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、1-4、1-5所示。
图1-3 交流电压源模块参数图1-4 晶闸管模块参数图1-5 脉冲发生器模块参数固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V，周期与电源电压一致，为（即频率为50Hz），脉冲宽度为2（即º），初始相位（即控制角）设置为（即45º）。
串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如表1-1所示。
表1-1 RLC分支模块的参数设置元件串联RLC分支并联RLC分支类别电阻数值电感数值电容数值电阻数值电感数值电容数值单个电阻R0inf R inf0单个电感0L inf inf L0单个电容00C inf inf C 在本系统模型中，双击Series RLC Branch模块，设置参数如图1-6所示。
电力电子技术仿真实验
1.内部电阻，主要导通时起作用 2. 内 部 电 感 ， Ron 与 Lon 不 能 同 时为0。大多数应用Lon设为0 3.器件图中Vf ：模拟导通压降 4.电流下降时间（从最大值下降 到10%时的时间） 5.电流拖尾时间（电流从最大值 的10%下降到0的时间） 6.初始电流，通常选0 7.缓冲电路电阻 8.缓冲电路电感
➢ Matlab介绍
Matlab是一种直译式的高级语言，不需 要编译，较其他程序设计语言易学，它的学 习难点在于它有大量函数，这些Matlab函数 仅基本部分就有700多个，其中常用的就有 200~300个，掌握和记忆比较困难。
➢ Matlab介绍
Matlab的功能非常强大，可用于工业研 究与开发，线性代数、数值分析和科学计算 方面的教学与研究，电子学、控制理论和物 理学等工程和科学学科方面的教学与研究， 以及经济学、化学和生物学等计算问题的教 学与研究。
➢ Simulink常用子模块
可编程控制器
1.输出信号改变输出值的时间， 时 间 长 度 应 与 Amplitude 长 度 一致 2.输出信号的值
➢ Simulink操作
④ 设置仿真参数，进行仿真： 双击模块即可以设置相关参数，在模型窗口选 取菜单Simulation:Start,仿真开始，至设置的仿 真终止时间，仿真结束。仿真过程中要终止仿 真可以选择Stop。也可点击窗口中的 开始或 停止。
⑤ 输出仿真结果
➢ Simulink基本操作
➢ Simulink基本操作
3.模块的连接： 将光标箭头指向模块的输出端，变成“+”之后按鼠 标左键，拖拽“+”到另一个模块的输入端后松开鼠 标左头指示了信号的流向
➢ Simulink基本操作
4.模块参数设置：
电力电子仿真实验实训报告
一、实验目的本次电力电子仿真实验实训旨在通过MATLAB/Simulink软件，对电力电子电路进行仿真分析，加深对电力电子电路工作原理、性能特点以及设计方法的了解，提高实际工程应用能力。
二、实验环境1. 软件环境：MATLAB R2020b、Simulink R2020b2. 硬件环境：计算机三、实验内容本次实验主要涉及以下内容：1. 单相桥式整流电路仿真2. 三相桥式整流电路仿真3. 逆变器电路仿真4. 直流斩波电路仿真四、实验步骤1. 单相桥式整流电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建单相桥式整流电路模型，包括二极管、电源、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。
2. 三相桥式整流电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建三相桥式整流电路模型，包括二极管、电源、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。
3. 逆变器电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建逆变器电路模型，包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率因数等参数。
4. 直流斩波电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建直流斩波电路模型，包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。
五、实验结果与分析1. 单相桥式整流电路仿真结果通过仿真实验，我们得到了单相桥式整流电路的输出电压、电流、功率等参数。
《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。
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真..
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
《电力电子变流技术》新课程实践及教学装置的研制
设 备结构接近 ， 图 １ 如 所示。 师生可 以直观地看 到电路的整体布局 、元器件 的外形 结构及安装 形式 、 电路模块间 的联接关 系 ， 便地动手进 能方 行 实验 、 拆装训 练 、 障检 测与排 除 、 试等实 故 调 践教学活动。 ３系统 电路板结构设 汁 职业技术教育 以培养高级技 能型人才为办学方 向，因此配备合适 的实践教 学装 置在该课程 的 新型《 电力电子变流技术》 课程 实践教 学装 置 的设计 思路 是提供一个能灵活拆装组合 的基 教学 中显得特别重要 。 目 ，大多数 教学设 备生产厂家生产 的传 本硬件平 台 ， 前 除了能完成 基本实验实训课 题外 ， 图 ２ 系统 电 气控 制 流 程 图 统型《 电力 电子变流技术 》 课程 实践教学装 置主 还 可以作为调 试和故 障排 除等技能 训练设 备 。 也 本 过 要针对 验证 ｌ的实验而设计 ，而且 电路 中的大 同时 ， 可以作 为课 程设计和毕业设计 的硬件 性 ， 实践 教学装置除保 留了短路 保护 、 电压 生 还设 汁了过电流检测 部分元器件 固定在 面积小而封 闭 的面板背 面 ， 平 台 ， 生在老师的指导下设计制作专 门单元 保护等常规保护 电路外 ， 学 脉 学生 只能通 过面板 ［ ＝ 的电气符号进行连线 实验 电路 ， 利用本 实践 教学装置的硬件平 台 ， 完成电 电路 、脉 冲光耦 隔离 电路 、 冲检 测及报警 电 调试。本实践教学装置 除了电压表 、 路 。 和测试 ， 能方便 地观察元器件 的外 型及结构 ， 路 的组 装 、 不 ４ 过 流检测 电路 设计 ． １ 不利于学生对元器件 的识别 。 由于传统型《 电力 电流表 、 作按钮 、 操 整流变 压器外 ， 全部 电路安 过流检测 电路通过电流互感器检测 主回路 电子变流技术》课 程实践教学装置在结 构上存 装在柜内的一 块约 ９ ｘ ０ｍ ０９ ｃ 的绝缘板上 ， 为 称之 动 在以上观 点， 让学生进行拆装训 练 、 很难 故障检 系统电路板 。系统 电路板采用 可以灵活拆装 的 的 电流并转换 成电压信号 ，为过流保护和 自 将 控制提供所需信号 。 保护形式 为推逆变方式 ， 对 测与排除 、 综合调试等实践教学活动 ， 法满足 以电路 功能模块 为单元 的积木式 结构设 计 ， 无 可把能量回馈 电网。 过流检测电路 高等职业技术教育 的实践教 学要 求。为了克服 既相对独立又能方便 组合 的单元电路划分 为一 于感性负载 ， 传统型《 电力电子变流技术》 课程 实践教学装置 个功能模块 ， 由多个功 能模块 组成系统基 本 原理 图如 图 ３所示 。 再 基本硬件平 台设有继电控制模块 、 易 结构上局 限性 ， 我们研制 了新型 《 电力电子变流 硬件平 台。 同步 变压器 模块 、 护模块 、 保 技术 程实践教学装置 ， 目的是把 该课 程 的实 拆装 主电路模 块 、 脉冲变压器模块 、 流稳 直 验和技能训练有机 地结合 起来 ，它采用仿真 实 脉 冲检测 与报 警模 块 、 生产设备 的柜 体形 式 ， 用可以灵活拆装 的以 压 电源模块 、 电源模 块等八个功能模 块 ， 采 励磁 供 ］ 课程 实验与 电路 功能模块 为单 元的积木式系统 电路结构设 学生进行各 功能模块 的拆装训练 、 计， 设有多重保护 电路 和故 障检测报警 电路 ， 师 调试 。系统 电路板 上设有一个触发 电路板 安装 生可 以在接 近真实的生产环境 中方便 、 安全 地 区， 以根据课题 需要 装上专 门的触发 电路板 。 可 开展各个项 目的实践教学活动 ，使学生 的动 手 本 实践 教学 装置 设计 有 五块 专 门的触 发 电路 操作能力 、 析和处理实际问题 的能力 以及创 板 ， 为单结管触发 电路板 、 分 分别 三路分 立元件正 新能力得到充分 的锻炼 。 弦波 同步触 发 电路板 、六路分立元件锯 齿波 同 晶闸管门极触 发脉冲丢失直接影响到 主回 一 步触 发电路板 、Ｃ ４ Ｋ ０ 集成 电路六 路双脉冲触发 路的正常 ＿作 ， ， ｌ 因此 本装置设置 了脉冲检测 电 ： ２柜体结构设 计 新型《 电子变 流技术 》 电力 课程实践教学装 电路板 、Ｃ ８ ～ Ｔ ７７集成 电路六路 双脉 冲列触 发 电 路为故 障排 除提供 方便。 由于主 回路与控制 回 各 置是尺寸为 １３ｘ ０６０ ｍ柜式结构 ， ０ ｌ０ｘ ０ｍ ８ ０ 柜体 路板 。 每块触发 电路板 上都安装有接线端子 ， 触 路不能直接相 连 ， 晶闸管的阴极也不能连在 正面设有 三扇门（ 上方 门安装 电压表 、 电流表和 发电路板上的 电源 、 同步信号 、 冲输 出信号及 起 ， 脉 否则会造成主回路 短路。 所以必须采用光 操作按钮 ， 下方 为双开 门 ）柜体背 面设有 双开 其他控制信号均通过触发 电路板 接线端子与其 耦隔离 电路将 各晶闸管门极 的触发脉 冲通过光 ， 门 ，所有电路模块 、主电源的空气开 关和接触 它功能模块连接 ，可 以训练 学生对信号连接关 耦器件进行 光电隔离后 ，作为脉冲检测信 号送 器、 控制 回路的漏 电保护开关 、 踪示 波器均裸 系的正确判 断能力 。所有 的触发 电路板都设 置 给脉 冲检测 及报警 电路进行 检测和 报警处 理。 双 一些功 能模块还设 有故障设置点 ， 教 脉 冲光耦隔离 电路原理图如 图 ４ 所示 。 露安装在柜 内一块绝缘板 上 ，主回路 整流变压 有监测点 ， 供 ４ ． ２脉冲检测及报警电路设计 器安装在柜 内底部 ， 整个装置结 构与真实生产 师可 以方便 的设置故 障 ， 学生进行故 障分 析 和故 障排除 的实践 训练。系统电路板上设有 输 脉 冲检测及报警 电路对 脉冲光耦隔离电路 入腧 出接线端子 、 发及控制 电路 接线端子 ， 触 它 板输 出的六路脉冲信号进行监测 和判断 ，若有 们是系统基 本硬件平台与外部 电源 、负 载以及 脉 冲丢失 ， 则通过 Ｌ Ｄ发 光二极管 指示脉 冲丢 Ｅ 触发 电路板 的接 口，可以供学生进行各功能 模 失 的对应 晶闸管 ， 同时声光报警 电路报警 。 也可 块 间的连线训 练。各部分的连接关系及信号 流 以把报警信 号接 至触发及 控制 电路 接线端 子 ， 向如 图 ２所示 。
《电力电子技术仿真实验》指导书
【电力电子技术实验】指导书合肥师范学院电子信息工程学院实验一电力电子器件仿真过程：进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项。
进入所需的仿真环境，如图1.1所示。
点击File/New/Model新建一个仿真平台。
点击左边的器件分类，找到Simulink和SimPowerSystems，分别在他们的下拉选项中找到所需的器件，用鼠标左键点击所需的元件不放，然后直接拉到Model平台中。
图1.1实验一的具体过程：第一步：翻开仿真环境新建一个仿真平台，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。
元件名称提取路径触发脉冲Simulink/Sources/Pulse Generator电源Sim Power Systems/Electrical Sources/ DC Voltage Source接地端子Simulink/Sinks/Scope示波器Sim Power Systems/Elements/Ground信号分解器Simulink/Signal Routing/Demux电压表Sim Power Systems/Measurements/ Voltage Measurement电流表Sim Power Systems/Measurements/Current Measurement负载RLC Sim Power Systems/Elements/ Series RLC BranchGTO器件Sim Power Systems/Power Electronics/Gto 提取出来的器件模型如图1.2所示：图1.2第二步，元件的复制跟粘贴。
有时候相同的模块在仿真中需要屡次用到，这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴，可以用一个虚线框复制整个仿真模型。
还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+〞好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块，同时该模块名后会自动加“1〞，因为在同一仿真模型中，不允许出现两个名字相同的模块。
电力电子电路典型环节的MATLAB仿真毕业设计论文
可修改可编辑教学单位电子电气工程系学生学号200895014075编号DQ2012DQ075 本科毕业设计题目学生姓名专业名称指导教师2010年月日电力电子电路典型环节的MATLAB仿真摘要:本文主要研究了电力电子电路典型环节的MATLAB仿真，首先介绍了MATLAB软件及其图形仿真界面Simulink的基础应用知识，然后介绍了用于电力电子仿真的SimPowerSystems中的各种模块库，完成了对整流电路、斩波电路典型环节的建模与仿真，并且给出了仿真结果波形。
通过MATLAB/SIMULINK软件来建立各电路的仿真模型，并且对各个模块和系统内部的参数进行设置，例如仿真算法、电子器件的选择和电源幅值和频率等，最终实现电力电子系统在MATLAB中的仿真。
仿真结果和理论分析结果相一致，验证了仿真建模的有效性和正确性。
最后，本文对研究成果进行了总结，并提出了进一步改进建议。
关键词：Matlab/Simulink，仿真，整流电路，斩波电路Abstract:This paper mainly studies the MATLAB simulation of the typical session to the power electronic circuit, This article first introduces the MATLAB software and the application of knowledge based on graphical interface Simulink simulation, and then introduced the various modules of SimPowerSystems library for the power electronic simulation, also completed Modeling and Simulation to the typical session of rectifier circuit and Chopper circuit, and show the results of the simulation waveform.Established various electric circuits through MATLAB/SIMULINK software the simulation model, and set the establishment to each module and the interior parameter of system, for example simulation algorithm, electronic device choice and electrical source peak-to-peak value and frequency and so on, finally realized simulation that the electric power electronics alternating-current circuit in MATLAB. Simulation result and theoretical analysis result consistent, has confirmed the simulation modelling validity and the accuracy.Finally, this paper summarizes the research results and makes suggestions for further improvement.Keywords:Matlab/Simulink , Simulation, Rectifier circuit, Choppercircuit目录第1章概述 (5)1.1国内外研究概况 (5)1.2本课题的研究内容 (5)1.3本课题的研究目的与意义 (6)第2章MATLAB/SIMULIK基础知识 (7)2.1MATLAB介绍 (7)2.1.1 MATLAB主要组成部分 (7)2.1.2 MATLAB的系统开发环 (8)2.2SIMULINK仿真基础 (9)2.2.1 SIMULINK启动 (10)2.2.2 SIMULINK的模块库介绍 (11)2.2.3 电力系统模块库的介绍 (12)2.2.4 SIMULINK的仿真步骤 (13)第3章整流电路的SIMULINK仿真设计 (15)3.1单相桥式整流电路的仿真 (15)3.1.1 单相桥式全控整流电路的工作原理 (15)3.1.2 建立仿真模型 (15)3.1.3 设置模型参数 (17)3.1.4 模型仿真 (18)3.2三相桥式整流电路的仿真 (21)3.2.1 三相桥式全控整流电路的工作原理 (21)3.2.2 建立仿真模型 (22)3.2.3 设置模型参数 (23)第4章斩波电路的SIMULINK仿真设计 (26)4.1降压斩波电路的仿真 (26)4.1.1 降压变换器的工作原理 (26)4.1.2 建立仿真模型 (27)4.1.3 设置模型参数 (28)4.1.4 模型仿真 (28)4.2升压斩波电路的仿真 (30)4.2.1 升压变换器的工作原理 (30)4.2.2 建立仿真模型 (30)4.2.3 设置模型参数 (31)4.2.4 模型仿真 (32)第5章仿真调试 (34)5.1模型仿真应注意的问题 (34)5.1.1 模型建立和仿真参数的设置 (34)5.1.2 仿真运行和观测仿真结果 (35)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)第1章概述1.1 国内外研究概况电力电子技术综合了微电子、电路、自动控制等多学科知识，是电能变换与控制的核心技术，在工业、能源、交通、国防等各个领域发挥着越来越重要的作用。
优利德Saturnlab 电力电子模型开发与实训系统实验指导说明书
Saturnlab 电力电子模型开发与实训系统实验指导说明书一、概述1.1系统开发背景为了支持高校电力电子和半实物仿真的教学，优利德科技携手南京研旭特推出了功率级控制快速原型开发与实训系统，该系统可以满足电气工程、电力电子、自动化和控制科学等工科学科相关的教学与科研需求。
系统提供给学生从电路原理，电路构建，到Simunlnk模型设计以及仿真，直至最后实际功率电路验证等一整套学习过程。
这样学生可以首先了解理论层，然后通过离线仿真对理论层加深理解，进而再对实际硬件进行控制，获得真实的控制数据。
让学生更加清晰的了解理论、仿真与实际硬件控制的关系。
针对基础教学方面，本系统提供了基本的实验例程，可以完成《电力电子技术基础》、《电机与拖动基础》、《自动控制原理》等课程的相关基础实验。
实验例程从基础的电路原理介绍、Simulink搭建仿真模型、实际硬件控制等层次入手，由浅入深，循序渐进的指导学生。
针对进阶科研方面，本系统可以完成《电力电子系统建模与控制》、《新能源发电技术》、《电机拖动自控系统》等课程的相关实验。
相比基础性实验，进阶性实验着点于综合性控制，优化性控制，创新性控制等。
1.2 系统组成与功能系统硬件主要由直流电源、交流电源、直流负载、交直流功率计、高精度数字示波器、快速原型控制器（简称RCP）、桌面型电力电子模组（PEBB）、主电路拓扑及接口及PC机。
系统软件主要使用Matlab，组态监控软件。
图1.2.1 系统组成图图1.2.1为系统组成图，按图中所示说明逐一介绍：高精度数字荧光示波器：示波器主要用于测量硬件控制过程中各个节点数据，方便用户查看、分析控制结果。
电力电子功率模组：多功能桌面型电力电子功率转换平台，采用积木式搭建形式，将功率转换电路中的电感，电容，功率开关等器件方便的组合在一起，形成电力电子积木PEBB（PowerElectronics Building Block）。
目前主推Boost/BUCK+单相全桥两级拓扑,因为此类拓扑除了包含了常用的标准拓扑外，还具有工作条件易满足，操作更加安全等特点。
电力电子技术MATLAB仿真报告模板
《电气专业核心课综合课程设计》题目：基于MATLAB的电力电子技术仿真分析学校：院（系）：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：目录绪论………………………………………………………………………………………页码1.整流电路仿真………………………………………………………………………………页码 1.1单相半波可控整流系统………………………………………………………………页码 1.1.1晶闸管的仿真…………………………………………………………………页码 1.1.2单相半波可控整流电路的仿真………………………………………………页码 1.2晶闸管三相桥式整流系统的仿真…………………………………………………页码1.3相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的仿真………………………………页码2.斩波电路仿真………………………………………………………………………………页码 2.1降压斩波电路（Buck变换器）………………………………………………………页码 2.1.1可关断晶闸管（GTO）的仿真…………………………………………………页码 2.1.2 Buck变换器的仿真………………………………………………………页码 2.2升压斩波电路（Boost变换器）………………………………………………………页码2.2.1绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的仿真…………………………………………页码2.2.2 Boost变换器的仿真……………………………………………………………页码4.逆变电路仿真………………………………………………………………………………页码4.1晶闸管三相半波有源逆变器的仿真………………………………………………页码5.课程设计总结………………………………………………………………………………页码参考文献……………………………………………………………………………………页码电气专业核心课综合课程设计任务书一、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系统的建模与仿真；3. 可关断晶闸管的仿真模型及以可关断晶闸管元件组成的Buck变换器为例的仿真过程；4．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；5．相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的建模与仿真；6．晶闸管三相半波有源逆变器的建模与仿真。
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
电力电子技术matlab仿真实验报告
上海电机学院卢昌钰 BG0801 10号1.单相半波可控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=30°）接线图电阻性负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）有问题接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入与输出电压波形2.单相桥式全控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=60°）电阻性负载电路图搭建电阻负载输入电压和输出电压对比电阻负载直流电压和电流波形电阻负载时晶闸管T1的波形电流i2的曲线（2）电感性负载（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）阻感负载电路图搭建阻感负载电压输入与输出波形阻感负载输出电流id阻感负载输出电压ud阻感负载交变时的电流i2阻感负载交变时的电压u2阻感负载VT1的电压波形（3）电感性负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）电感性负载+续流二极管接线图输入和输出电压波形负载电流负载电压二次侧电流晶闸管两端电压3.单相桥式半空整流电路（1）电阻负载（R=1欧姆，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管VT1电压，二极管VD4电压，二极管VD4电流波形图4.三相半波可控整流电路电阻负载接线图（0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻30°）阻感负载接线图（30°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（阻感30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°）5．三相全控整流电路电阻负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°导通角）6 降压BUCK电路降压斩波电路（电流连续）接线图BUCK变换器电感电流连续时仿真波形BUCK变换器电感电流断续时仿真波形7 升压Boost电路升压Boost变换器仿真接线图升压Boost变换器连续工作升压Boost变换器断续工作8 单相全桥方波逆变电路单相全桥方波电阻负载逆变电路接线图电阻负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形单相全桥方波阻感负载逆变电路接线图阻感负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形9 三相方波逆变电路三相方波逆变电路接线图三相方波逆变电路仿真波形（感性无功=100Var）10单极性的PWM方式下的单相全桥逆变电路在下：输出电压，电流和直流侧电流波形。
电力电子技术仿真
PSpice
总结词
电路级仿真的经典工具
详细描述
PSpice是一款由MicroSim公司出品的电路仿真软件，可以用于模拟和分析电路 性能。它支持模拟电路、数字电路和混合电路的仿真，提供了丰富的元件库和 精确的模型，能够准确地预测电路的性能。
LTSpice
总结词
专为电力电子设计者打造的电路仿真软件
详细描述
基于PSpice的电机驱动系统仿真
总结词
PSpice是一种电路仿真软件，可以用于模拟 和分析电机驱动系统的性能。电机驱动系统 通常包括电力电子开关、电机、控制器和电 源等部分。
详细描述
在PSpice中，可以使用元件库和模型库来构 建电机驱动系统的模型，并对其性能进行仿 真和分析。通过调整控制策略和电源条件， 可以观察到电机转速和电流的变化情况，以 及系统的稳定性和效率等。此外，PSpice还 可以进行故障模拟和可靠性分析，为电机驱
通过仿真可以验证和优化开关电源的控制策略，提高其输出性能和 稳定性。
电机驱动的仿真
电机驱动系统的建模
01
电机驱动系统包括电机、控制器和传动机构等部分，可以使用
电路和力学模型对其进行模拟。
电机驱动的控制策略
02
通过仿真可以验证和优化电机驱动的控制策略，提高其性能和
稳定性。
电机驱动的故障模拟
03
通过仿真可以模拟电机驱动系统在故障情况下的表现，为故障
提高仿真精度与效率
01
02
03
精细化建模
采用更精细的模型来模拟 电力电子系统的行为，提 高仿真精度。
并行仿真技术
采用并行计算技术，将仿 真过程分解到多个处理器 上同时进行，提高仿真效 率。
硬件在环仿真
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。
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前言随着我国现代电力电子技术和软件技术的迅速发展，电力电子设计的要求越来越高。
本设计电力电子变流实验，结合flash软件技术的发展情况，编写有关的电力电子仿真实验。
主要阐述三相全控整流及有源逆变电路，单相桥式全控整流电路和三相半波可控整流电路的特性仿真，以及各个电路的实验仿真。
全设计共六章。
第1章绪论，讲述电力电子技术和仿真技术的发展及意义；第2章为有关的Flash制作软件的介绍；第3章为相关的基础知识；第4章为有关的实验仿真的介绍；第5章为本次设计的体会。
本设计编写得到了设计指导老师黄云龙和廖东进老师的大力支持和帮助，以及组员郭建和吴春的团结合作。
他们提供了大量资料和技术，一并表示感谢。
本设计编写力求实用，真实，相当的仿真系统力求简明和易操作。
电力电子变流技术的不断更新，加之编者水平有限，此设计不可能很完善，错漏和不妥在所难免，敬希有关读者批评指正。
第1章绪论现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。
在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。
当前,电力电子作为节能、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
本课题涉及的是电力电子变流技术的仿真设计与开发的设计。
目前，科学技术发展到20世纪末,系统仿真学科已经形成较为完善的体系。
仿真技术由于其有效性、可重复操作性、经济性和安全性的特点,日益显出其重要性和广泛应用性。
20世纪70年代以后,民用工业中连续过程仿真得到迅速发展,其中发展最快、应用最广的首属电力工业,而电力电子技术已经在电力系统中被广泛地运用了。
系统仿真就是在模型上进行试验的过。
按照真实系统的物理性质、几何尺寸等构造出系统的物理模型,并在该物理模型上进行试验,称为物理仿真。
把数学模型、物理模型,甚至实物联合在一起进行试验,称为数学-物理仿真,又称为半实物仿真。
计算机仿真包括三个要素:系统、模型、计算机。
联系这三个要素的有三个基本活动:对象数学模型建立、仿真模型建立、仿真试验。
其特点是它属于一种可控制的、无破坏性的、耗费小的、并允许多次重复的试验手段。
它以其高效、优质、低廉体现其强大的生命力和潜在的能力。
它是迄今为止最有效的经济的综合集成方法，是推动技术进步的战略技术。
我们在下面的叙述中将逐一对我们这次毕业设计的课题——电力电子变流实验的仿真设计与开发进行详细的介绍。
1.1电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1.1.1 整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。
大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.1.2 逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。
在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.1.3 变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。
据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。
新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
1.2 仿真模拟技术的发展1.2.1 仿真技术的特点仿真是对现象的仿效和模仿。
近来由于信息的复杂化和多样化，要求对各种真实再现的现象进行解释和分析就难以做到。
而仿真技术是以控制论、相似原理、系统技术和信息技术为基础，以计算机和专用物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合技术。
采用仿真技术具有良好的可控性、无破坏性、安全、不受气象条件和空域场地的限制，可多次重复，以及经济性等特点。
因此，仿真技术和方法在许多领域里受到重视，其应用方法和仿真语言的研究也迅速发展起来。
1.2.2 仿真技术的应用及发展仿真技术在科学研究，工程设计、建筑、自动控制领域，企业管理、人口动力学等方向有着极其重要的应用。
90年代，我国对新的先进仿真技术开展了研究，这主要有联网仿真、分布交互仿真、虚拟现实仿真、基于仿真的设计、定量与定性相结合的仿真、建模与仿真的重用和互操作性等等。
仿真的发展面临一个长期的发展过程。
50年代仿真是应用于自动控制领域，采用的是模拟计算机和面向方程的建模方法。
60年代仿真扩展到离散事件系统和社会经济等非工程领域。
70年代仿真应用于指挥人员、管理人员、驾驶员进行模拟培训。
80年代仿真算法及优化，仿真软件方面取得很大成就，开发出多种通用连续系统仿真语言，连续离散混合仿真语言，这些可在工作站及微机上进行运算。
我国还研制出数字仿真计算机，并向智能化新一代仿真计算机方面发展。
仿真技术发展可用图1加以概括。
从模拟仿真到模拟-数字仿真，这期间属于实时仿真，而从模拟-数字仿真到数字仿真属于非实时仿真。
由于当今计算机技术高速发展及普及，仿真技术发展到没有实物介入的非实时性的全数字仿真阶段，这种仿真称为计算机仿真或数字仿真。
我们要对一个系统或对象进行计算机仿真，首先必须把握对象的基本特征，抓住主要因素，引入必要能量，提出科学合理的抽象，选择合理的数学二次建模图1 仿真技术发展历程图2 仿真步骤1.3电力电子仿真模拟实验的意义近年来计算机仿真技术在电力电子技术行业得到了广泛的应用，促进了电力电子产品研究、开发水平的提高，改善了电力电子产品的性能，缩短了产品的创新周期。
电路与系统的计算机仿真在电力电子技术的应用研究和产品开发中占有重要的地位，它可以加深工程师对电路与系统工作原理的理解，加速电路的设计和理论的完善，它能帮助生产企业提高自身开发的水平，改善产品性能并能有效地缩短产品更新换代的周期。
通过仿真实验演示,大大改善了实验的生动性、灵活性和感官性，可以使实验手册上静止的原理图形产生动画效果,并产生相应的仿真运行曲线,将大篇幅的过程描述与复杂的运行曲线用FLASH表现出来,达到直观生动的实验效果。
第2章 FLASN动画2.1 Flash动画Flash是一种先进的交互式矢量多媒体开发技术，利用Flash技术制作的网页、动画等有着非常精彩的效果，它会打动每一位观众。
而在我们这次毕业设计中，Flash也主要用于制作动画效果图。
2.1.1 Flash 动画的优势动画是由一帧帧的静态图片所构成的，这些图片按照顺序在短时间内连续放映，就会产生运动、变化的视觉效果。
构成动画的静态图片可以是抽象的图案，也可以是写实性的形象绘画。
因此，动画是一种表现动态过程，阐明抽象原理的重要形式。
近年来，它被广泛应用于电视、电影等视觉媒体中。
动画可以阐明抽象的原理，可以展示各种利用摄像机不能或者很难拍摄到的镜头，可以体现出影片的趣味性，吸引人的注意力。
Flash是二维动画制作软件中的佼佼者。
使用Flash软件可以轻松从外部导入图像，也可以利用Flash的绘图工具面板，绘制所需的矢量图形。
利用Flash 软件还可以将所需的声音导入到影片中，并对声音的长短、强弱进行修改。
该软件制作的动画体积小、交互性强。
在Flash中还可以将制作完成的动画直接导出为AVI视频文件。
Flash MX中的“库”面板可以用来保存在影片中用到的所有图片、声音、视频等素材。
在Flash库中可以显示素材文件被使用的次数，这样就可以方便地观察到文件是否被使用。
对于那些没有在影片中用到的素材，就可以利用库面板删除掉。
例如，你可能导入了几段声音，但决定只使用其中的一段。
我们就可以通过库面板将其余的声音删掉。
Flash MX还添加了“共享库”面板。
我们在共享库中可以找到Flash MX自带的声音、按钮、影片剪辑等。
如果我们经常在影片中使用到一系列图形，就可以把它们放到自定义的、永久性的库中。
自定义的永久库会添加到共享库列表中，使用的方法与系统自带的库的方式是一样的。
创建自定义共享库的方法为：①创建一个Flash影片，在其中包含想放入共享库中的所有符号。
②将Flash文件复制到Flash应用程序文件夹下First Run子文件夹下的Libraries文件夹内。
这样，当我们打开Flash软件，选择主菜单下的窗口/共享库命令时，就可以看到被创建的自定义共享库了。
Flash MX添加了“影片探测器”面板。
利用该面板提供的层次结构树，我们可以很快掌握Flash影片的全貌。
它显示了每个场景、每个图层以及每个帧的内容。
利用该功能，我们可以很容易地搞清楚Flash源程序的结构，尤其是对于那些含有大量嵌套符号和动作符号的文件。
我们会从网络中下载大量的Flash 源文件，通过“影片探测器”面板，我们可以利用很短的时间，掌握文件的结构，通过分析文件的结构，学习到Flash动画的制作技术。
2.1.2 Flash动画的构成要素及制作技术2.1.2.1 Flash元件在Flash中构成动画的对象被称为元件。