基于MATLAB的电力电子电路建模仿真方法的研究_潘湘高
电力电子的Matlab仿真技术54569
电力电子技术的Matlab仿真
b) Initial step size（初始步长参数）：一般建议用“auto”默认值即可。
4) 仿真精度的定义（对于变步长模式）
a) Relative tolerance（相对误差）：它是指误差相对于状态的值，是一 个百分比，缺省值为1e-3，表示状态的计算值要精确到0.1%。
b) Absolute tolerance（绝对误差）：表示误差值的门限，或者是说在状 态值为零的情况下，可以接受的误差。如果它被设成了auto，那么 simulink为每一个状态设置初始绝对误差为1e-6。
MATLAB主工具箱 符号数学工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系统工具箱 信号处理工具箱 图象处理工具箱 通讯工具箱 系统辨识工具箱 神经元网络工具箱 金融工具箱
许多学科，在 MATLAB中都有专 用工具箱，现已有 几十个工具箱，但 MATLAB语言的扩 展开发还远远没有 结束，各学科的相 互促进，将使得 MATLAB更加强大
具有高层绘图功能——二维、三维绘图； 具有底层绘图功能——句柄绘图； 使用plot函数可随时将计算结果可视化，图形可修饰和控制
4 图形化程序编制功能
动态系统进行建模、仿真和分析的软件包 用结构图编程，而不用程序编程 只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功能
电力电子技术的Matlab仿真
5 丰富的MATLAB工具箱
基于MATLAB的_电力电子技术_仿真实验的研究
基于MA TLAB的“电力电子技术”仿真实验的研究王娜 厉善亨 申岳（上海海事大学科学研究院上海 200135）摘 要：电力电子技术是主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各种变流电路和变流装置，运用这些变流装置完成对电能的变换和控制。
近年来，随着功率变流技术的迅猛发展，经过变流技术处理的电能在整个国民经济的用电量中所占比例越来越大。
为了方便地对这些变流电路进行仿真，采用了MATLAB的Simulink库。
同时，还采用VISUAL BASIC语言将电力电子变流电路的波形与MATLAB仿真界面进行链接，以便更简洁地、直观地，甚至是在无人指导的情况下，让学习者独立地完成电力电子变流电路的仿真实验。
关键词：电力电子 MATLAB 仿真 VB中图分类号：TN34 文献标识码：A 文章编号：1003-4862 (2008) 06-0341-04"Power Electronics" Simulation on MATLABWang Na; Li Shanheng； Shen Yue（Science and Study College，Shanghai Maritime University，Shanghai 200135，China）Abstract：Power electronics technology focuses on the various power electronic devices , the various converter circuit and converter devices composed of these power electronic devices as well. It makes use of these power electronic devices to complete the transfer and control of the power. In recent years, with the rapid development of the power conversion technology, the processing power through converter technology is at larger and larger proportion in the entire national economy of the electricity consumption. In order to facilitate the flow of these variable circuit simulation, making use of the SIMULINK Library in MATLAB. At the same time, making use of VB, we connect power electronic converter circuit waveform with MATLAB simulation interface to complete an independent power electronic converter circuit simulation by oneself simply and intuitively, even in the absence of guidance the circumstances.Keywords：power electronics; MATLAB; simulation; VB“电力电子技术”是自动化专业的一门重要的课程，也是一门实践性很强的课程，有大量的波形需要分析、计算。
基于Matlab／GUI的电力电子技术应用仿真实验设计
基于Matlab／GUI的电力电子技术应用仿真实验设计【摘要】针对“电力电子技术应用”的教学与实验特点，弥补硬件实验条件的不足，利用Matlab GUID界面设计工具与M文件编程结合，建立GUI界面，设计了电力电子技术应用仿真实验系统。
该系统可修改实验参数，图形化显示实验结果，便于操作，形象生动，可应用于课堂或实验教学，加深学生对课程的理解。
【关键词】电力电子技术；GUI；M文件；仿真实验电力电子技术应用是电气自动化专业的一门重要的专业基础课程，它以电力电子器件为基础，应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现电能的高效能变换和控制[1]。
该课程实践性、综合性和工程性很强，但是，由于教学学时不足和实验设备的短缺等原因，造成了进行教学实验的困难。
另外，目前的电力电子技术实验台在设计过程中还有许多不尽完善的地方，学生实验复杂，还容易出错，实验设备损坏率较高，因此，需要设计一种可以在课堂上使用的电力电子技术仿真实验系统，在抽象的理论教学的同时给予学生生动的实验演示，让学生实时地观察到参数改变对电路的影响。
MATLAB软件因其强大的科学计算和图形处理功能，已广泛应用于科研和工程领域。
它提供了用户图形界面开发程序GUIDE，支持可视化编辑，并根据用户设计的GUI布局，自动生成M文件的框架，用户使用这一框架编制自己的应用程序[2]。
这种编程方式直接方便，容易上手。
本文设计的电力电子技术仿真实验系统是一种建立在MATLAB平台上的具有图形用户界面的软件，它将理论知识与传统的模拟实验结合在一起，可大大的提高课堂教学效果，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力[3]。
1.仿真实验的设计本仿真实验采用模块化设计思想，共分为两大模块：电力电子器件部分和电力电子变换电路部分。
电力电子器件部分包括常用的半控型器件晶闸管和四种全控型器件；电力电子变换部分包括五大变换电路，各变换电路又分设具体的变换电路。
仿真实验的总体框架如图1所示。
基于MATLAB的电力系统新型元件的仿真建模及分析
基于MATLAB的电力系统新型元件的仿真建模及分析汤亚芳，施怀瑾，杨赢(贵州工业大学电工学院，贵州贵阳550003)摘要：提出了利用MATLAB来建立用户自定义模型的两种方法，并用方法二建立了新型静止无功补偿器(ASVG)的仿真模型。
对一个含有ASVG勺简单的电力系统进行了仿真分析，取得了满意的仿真结果。
关键词：电力系统；仿真；建模；MATLAB新型静止无功补偿器(ASVG)中图分类号：TM743 TM761 文献标识码：A0引言电力系统动态仿真已成为电力系统研究、规划、运行、设计等各个方面不可缺的工具，特别是电力系统新技术的开发研究、新装置设计、参数确定更是需要仿真来进行确认。
目前常用的电力系统的仿真软件有EMTPNETOMACPSASP等。
1998年Mathworks公司推出MATLAB Version 5.2 ，它增加的power system block(PSB) 是针对电力系统而设计的仿真软件模块，它的元件模型比较多，功能也比较全面，目前许多电力系统的研究工作已开始用它作为仿真分析软件，见文献］4］、: 5］。
MATLAB具有较强的开放性，用户可以利用它设计全新的元件(包括元件的图形显示、所需参数、内部算法等)。
2000年MATLAB Version 5.3 推出，PSB得到了一定的完善，本文主要介绍利用MATLAB Version 5.3 来建立新型静止无功补偿器(Advantage static var generator:ASVG)的仿真模型，并对一个含有ASVG的电力系统进行了仿真研究，同时指出了在利用MATLABS行电力系统仿真时应注意的问题。
1在MATLAB^建立电力系统新元件模型的方法在MATLAB^建立电力系统新元件模型可归纳为以下两种方法：(1) 物理建模方法：利用MATLA田SB中固有元件模型(如电阻、电感、，电力电子器件等)构建新元件的物理模型。
模型构建完毕后，可以直接利用Create subsystem "建立模块，并利用Edit mask' 对该模块进行参数设定、模型图形显示的编辑。
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
基于MATLAB的建模与仿真 电力电子电机建模
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基于MATLAB的建模与仿真 第3章 基于 的建模与仿真
(3) 编程及调试方便 从形式上看， 程序文件是一个纯文本文件， 从形式上看，MATLAB程序文件是一个纯文本文件，扩展 程序文件是一个纯文本文件 名为m，用任何字处理软件都可以对它进行编写和修改， 名为 ，用任何字处理软件都可以对它进行编写和修改， 因此 程序易调试，人机交互性强。 程序易调试，人机交互性强。 另外， 还具有比较健全的调试系统， 另外，MATLAB还具有比较健全的调试系统，调试方便、 还具有比较健全的调试系统 调试方便、 简单。 简单。
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基于MATLAB的建模与仿真 第3章 基于 的建模与仿真
(2) 语言简单 MATLAB允许用户以数学形式的语言编写软件程序， 比 允许用户以数学形式的语言编写软件程序， 允许用户以数学形式的语言编写软件程序 BASIC、FORTRAN、C语言更接近书写计算公式的思维方式。 语言更接近书写计算公式的思维方式。 、 、 语言更接近书写计算公式的思维方式 它的操作和功能函数指令 就是平时计算机和数学书上的一些简 单的英文单词。由于它是用 语言开发的 语言开发的， 单的英文单词。由于它是用C语言开发的，它的不多的几个程序 流控制语句同C语言差别甚微 极易被初学者掌握。 语言差别甚微， 流控制语句同 语言差别甚微，极易被初学者掌握。 MATLAB 语言的帮助（ 语言的帮助（Help）系统也是相当强大的， 用户可以方便地在 ）系统也是相当强大的， 线查询各种信息。 线查询各种信息。 另外， 还专门为初学者提供了intro、tour、demo 另外，MATLAB还专门为初学者提供了 还专门为初学者提供了 、 、 等命令，用户可以从中得到感兴趣的例子和解释。 等命令，用户可以从中得到感兴趣的例子和解释。
同步发电机三相短路故障仿真分析
同步发电机三相短路故障仿真分析摘要：电力系统中，发电机主要采用同步发电机，现代社会中使用的交流电，几乎全部由同步电机产生。
因此，同步电机对生产生活具有十分重要的意义。
本文采用MATLAB 建立同步电机仿真模型，对同步电机三相短路故障进行仿真分析，以便在同步电机运行尽量避免发生故障或在发生故障时能及时作出相应处理措施。
关键词：MATLAB 同步电机短路正序负序1前言同步电机是电力系统的电能供给设施，是电力系统中最重要和最复杂的设备，它的运行状态直接决定电力系统的安全与稳定。
在电力系统运行过程中，如果同步电机发生突然短路，则短路的暂态过程所产生的的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对同步电机本身和整个电力系统都可能产生严重的影响，因此，对同步电机的运行进行仿真及研究就显得尤为重要。
2发电机短路故障理论分析同步发电机的电磁暂态过程是一个很复杂的过程，为此假设同步发电机是理想机，即：(1)电机转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称，定子三相绕组也完全对称，在空间上相差为120°。
(2)定子电流在气隙上产生正弦分布的磁势，转子绕组和定子绕组之间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布。
(3)定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子绕组的电感。
此外，还假设：(1)在暂态过程期间同步发电机保持同步转速不变。
(2)发生短路后励磁电压始终保持不变。
(3)短路发生在电机的出线端口。
突然短路后，定子各相绕组出现的电流，可以根据各相绕组必须维持在短路瞬间的磁链不变的条件来确定。
为此，首先必须研究定子各相绕组磁链的变化规律。
假定短路前电机处于空载状态，短路前空载稳态运行时,转子以的转速旋转，主磁通交链定子abc绕组，即三相绕组的磁通如下式：在t=0(短路时刻)瞬间，各绕组的磁链初值为：由于绕组中的磁链不突变，若忽略电阻，则磁链守恒，绕组中的磁链将保持以上值。
3 仿真模型的建立设计一个只由发电机供电的简单电力网，该系统由一额定功率为500MW，额定电压为156KV的发电机和一负载构成。
基于MATLAB的“电力电子技术”课程仿真教学研究
想的正弦波输出电压从而可获得比较理一、引言电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，在国民经济各个部门中都是相关的，应用最为广泛的是在工农业生产中。
可以说，一切领域都要用到电源设备，凡是涉及电子和电工技术的。
逆变电路是该电源的关键电路，其功能是实现DC/AC的功能变换，即在逆变电路的控制下把直流电源转换成SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。
采用IGBT作为开关器件，IGBT是自关断器件，用它做开关元件构成的SPWM逆变器，可使装置的体积小，斩波频率高，控制灵活、调节性能好、成本低。
SPWM逆变器，简单的说，是控制逆变器开关器件的通断顺序和时间规律，在逆变器输出等幅、宽度可调的矩形波。
二、逆变电源概述和逆变电源的发展联系在一起的是电力电子器件的发展，逆变电源的发展是电力电子器件的发展带动的。
目前逆变器的核心部分就是逆变器和其控制部分，虽然在控制方法上已经趋于成熟，但是其控制方法实现起来还是有一定的困难。
因此，对逆变电源的控制和逆变器进行深入研究具有很大的现实意义。
早期的逆变电源，只需要保证其输出不断电，稳压、稳频即可。
然而，现在的逆变电源除了这些要求以外，还必须是绿色环保的、高性能的逆变电源。
必须满足：输入功率因数高，输出阻抗低；暂态响应快速，稳态精度高；高稳定性，高效率，高可靠性；网络功能完善；智能化；电磁干扰低。
在传统的逆变电源中采用模拟电路控制，但模拟控制存在许多固有的缺点：（1）采用大量分散元件和电路板，硬件成本偏高，系统可靠性下降；（2）人工调试器件，导致生产效率降低及控制系统一致性差；（3）器件老化及热漂移问题，导致逆变电源输出性能下降，甚至导致输出失败；三、SPWM调制技术SPWM是实现逆变器输出交流电压调节、减小输出电压谐波的一种控制方法。
利用SPWM控制构成的逆变器调节性能好，速度快，可使调节过程中频率和电压相配合，以获得好的动态性能，输出电压波形接近正弦波。
基于Matlab的“电力电子技术”课程仿真教学研究
一
、
Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 的 Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 模 块 介绍
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 是 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 环境 中用于动 态仿真 的软件包 ， 支持 连 续、 离 散及两者混合的线性和非线性系统的仿真。 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 可有 效辅助 电力电子课 程 的教学工作 ， 使学生直 观看 到电路参数化
涉及到大 量的电路 分析， 是 一 门与实践联 系 比较紧 密的课程 ，
其 电路 图多 ， 波形多， 很多学生认 为难 度很大 ， 不易掌握 。 传 统
的板 书教学及 目前 的多媒体 教学都不能够有 效解决 这一问题 ， 因为电路的参 数＿旦发生了变化 ， 其工作状态紧随其进行变化 ， 输 出波形 也会 变化。 采 用多媒 体教学 给学生演示 的一般 为几 种
关键词 ： Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ； 电力电子 ； 仿真教 学
作者简介： 张新建 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 男， 河南正阳人 ， 华中科技 大学文华学院电气与电子工程 系， 讲 师； 范娟 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 女， 湖北黄 冈人 ， 华
中科技 大学文华学院电气与电子工程 系。 讲师。（ 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
程 画出如图２ 所示的Ｂ ｕ ｃ ｋ 电路工作波形尤 为重要。 ｃ ｃ Ｍ工作模 式 是Ｂ ｕ ｃ ｋ 电路教 学 中要讨 论 的第 一种工作 模
交互 式计算 软件 ， 现 已被Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 评为国际公认 的最优秀的科技应 用软件， 是 国内外很多高校本科 生必修 的课程之一， 也是 目前最 流行 的计算 机仿真 软件 ， 这为 “ 电力 电子技术 ” 课程 的教学提 供
基于 MATLAB 的电力电子电路建模仿真方法的研究
收稿日期:2002-11-11第20卷 第5期计 算 机 仿 真2003年5月文章编号:1006-9348(2003)05-0113-02基于MATLAB 的电力电子电路建模仿真方法的研究潘湘高(常德师范学院电气工程系,湖南常德415003)摘要:通过三相桥式可控整流电路实例讨论了利用MATLAB SIM ULINK 对电力电子电路进行建模仿真的方法,并给出了仿真结果波形,证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。
利用该方法还能对非常复杂的电路、电力电子变流系统、电力拖动自动控制系统进行建模仿真。
系统的建模和实际系统的设计过程非常的相似,用户不用进行编程,也无需推导电路、系统的数学模型,就可以很快地得到系统的仿真结果,通过对仿真结果分析就可以将系统结构进行改进或将有关参数进行修改使系统达到要求的结果和性能,这样就可以极大地加快系统的分析或设计过程。
关键词:电力电子电路;建模;仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:B1 前言在电力电子电路如变流装置的设计过程中,需要对设计出来的初步方案(电路)及有关元件参数选择是否合理,效果如何进行验证。
如果通过实验来检验,就要将设计的系统用元件安装出来再进行调试和试验,不能满足要求时,要更换元件甚至要重新设计、安装、调试,往往要反复多次才能得到满意的结果。
这样将耗费大量的人力和物力,且使设计效率低下,耗资大,周期长。
图1 电力系统工具箱模块库采用计算机进行仿真试验,则可大大地节约开支,提高设计效率,缩短设计周期。
但是用其它计算机高级语言(如C 语言,BASIC 语言或仿真语言)编程实现,对电力变流电路来说,由于大功率开关器件开关转换电流换相动态过程十分复杂,过渡过程一个接一个,一个未完,新的一个又开始了。
要分析输出电压、电流(带感性负载时)波形,特别是象大功率开关管关断时承受的尖峰电压大小形状,即阻容保护电路的保护效果如何,就要建立等效电路的数学模型。
电力电子的 MATLAB 仿真
电力电子的 MATLAB 仿真计算机控制技术课程设计资料2010年 4月电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用形很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。
掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。
仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
第一章 MATLAB基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1．1 MATLAB介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1．2 MATLAB的安装与启动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1．3 MATLAB环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 第二章 MATLAB/Simulink/Power System工具箱简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2．1 Simulink工具箱简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2．2 Power System 工具箱简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 2．3 Simulink/Power System的模型窗口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 2．4 Simulink/Power System模块的基本操作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17 第三章电力电子电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21 实训一单相半波可控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21 实训二单相桥式半控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29 实训三单相桥式全控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35 实训四单相桥式全控有源逆变电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42 实训五单相交流调压电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45 实训六降压斩波电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48 实训七升压斩波电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51 实训八升降压斩波电路实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54 实训九三相半波不可控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57 实训十三相半波可控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59 实训十一三相桥式全控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67 实训十二三相半波可控整流电路有源逆变电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72 实训十三三相桥式有源逆变电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75第 1章 MATLAB基础1.1 MATLAB介绍MATLAB是一种科学计算软件。
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。
三相桥式全控整流电路课程设计
第一章三相全控整流电路简介在电力系统中，电压和电流应是完好的正弦波．但是在实际的电力系统中，由于非线性负载的影响，实际的电网电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电力输配电系统及附近的其它电气设备带来许多问题，因而就有必要采取措施限制其对电网和其它设备的影响。
随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，大量的非线性负载被引入电网，导致了日趋严重的谐波污染．电网谐波污染的根本原因在于电力电子装置的开关工作方式，引起网侧电流、电压波形的严重畸变．目前，随着功率半导体器件研制与生产水平的不断提高，各种新型电力电子变流装置不断涌现，特别是用于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善，为工业领域节能和改善生产工艺提供了十分广阔的应用前景．相关资料表明，电力电子装置生产量在未来的十年中将以每年不低于10％的速度递增，同时，由这类装置所产生的高谐谐波约占总谐波源的70％以上。
为了抑制电力电子装置产生的谐波，其中的一种方法就是对整流器本身进行改进，使其尽量不产生谐波，且电流和电压同相位．这种整流器称为高功率因数变流器或高功率因数整流器．高功率因数变流器主要采用PWM整流技术，一般需要使用自关断器件。
对电流型整流器，可直接对各个电力半导休器件的通断进行PWM调制，使输入电流成为撸近正弦且与电源电压同相的PWM波形，从而得到接近1的功率因数。
对电压型整流器，需要将整流器通过电抗器与电源相连。
只要对整流器各开关器件施以适当的PWM控制，就可以对整流器网侧交流电流的大小和相位进行控制，不仅可实现交流电流接近正弦波，而且可使交流电流的相位与电源电压同相，即系统的功率因数总是掺近于1。
本设计主要对与PWM整流器相关的功率开关器件、主电路拓扑结构和控制方式等进行详细说明，在此基础上时PWM整流技术的发展方向加以探讨。
第二章主电路原理及其工作特点2.1 主电路原理主电路原理图如图2-1所示，将图中上方阴极连接在一起的3个晶闸管称为共阴极组；图中下方阳极连接在一起的3个晶闸管称为共阳极组。
基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验系统设计
基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验系统设计刘晓红青岛农业大学机电工程学院，山东青岛（266109）E-mail：lxh964@摘要：《电力电子技术》是一门实践性很强的专业课，而电力电子技术实验课程是其必不可少的有机组成部分，该实验，综合性和专业性都很强。
为改善该门课的实验条件和教学效果,本文提出了一种基于MATLAB的虚拟实验系统的设计思想，设计了相应的仿真平台，该虚拟实验系统既可用于教师的课堂教学和实验模拟，又可作为学生自学的辅助工具，同时可以继续完成成为远程或网络实验平台。
关键词：电力电子技术，虚拟实验，MATLAB1.引言《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业和其它相关专业的专业基础课程之一，是一门实践性很强的课程[1]，在教学过程中常需借助大量的波形来分析各种电路的工作状态、能量转换过程，在课堂教学活动组织过程中，常常需要大量的时间画图，不仅影响了教学进度，同时学生也常感到教学内容枯燥无味，教学效果不佳。
此外，作为其后续课程电力电子技术实验，所涉及的实验项目不仅要求学生对所学理论知识很熟悉，还要有一定的综合分析能力，此外，目前的电力电子技术实验台在设计过程中还有许多不尽完善的地方，学生实验复杂，还容易出错，实验设备损坏率较高，因此，为了提高电力电子技术教学效果，.激发学生的学习的兴趣，降低实验成本，本文基于MATLAB设计了一套虚拟实验系统，本系统可用于《电力电子技术》课程的课堂教学演示、实验辅助教学、也可作为学生课后自学的辅助工具。
2.虚拟实验的总体结构设计在电力电子技术教学过程中，各种电路在不同条件下的输出电压、电流波形的测试和分析是核心，因此本虚拟实验系统设计时着重考虑了这一点，一、可以在虚拟实验系统中对具体的实验电路以及电路中的各种参数进行设置，并得出不同的仿真波形；二、具体的实验波形可以通过数字示波器存储，在MATLAB中处理并存储，可供学生调出参考。
本虚拟实验系统设计完成后即可挂在服务器上，并通过MATLABWebServer配置服务器，即可实现网内用户登陆访问[2]。
基于MATLAB的仿真技术在电力电子技术实验中的应用
基于MATLAB的仿真技术在电力电子技术实验中的应用韩杨杨【摘要】电力电子技术作为一门专业核心课程,重要性不言而喻.引入MATLAB仿真技术可解决很多传统实验教学存在的问题,提高学生的实践、创新能力.以单相半波可控整流电路为例介绍仿真实验教学过程.结果表明,仿真实验增强了学生的学习兴趣,加深了学生对电路工作原理的理解,培养了学生的综合分析、设计能力,对之后的课程设计和毕业设计等有很大帮助.仿真实验教学效果良好,教学质量也有显著提升.【期刊名称】《赤峰学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(034)008【总页数】3页(P163-165)【关键词】电力电子技术;MATLAB仿真;实验教学【作者】韩杨杨【作者单位】武夷学院机电工程学院, 福建武夷山 354300【正文语种】中文【中图分类】G642.4231 引言“电力电子技术”是很多高校电气工程及其自动化专业的一门重要专业课程，是电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的，可以看成是弱电控制强电的技术[1].电力电子技术应用范围十分广泛，从一般工业、交通运输、电力系统到家用电器、各种电源，以及新能源、可再生能源中都有应用[2].该课程主要研究各种电力电子器件的结构和应用特性，以及四大电力变换电路的电路结构、工作原理等，具有很强的理论性、实践性和应用性[3].虽然电力电子技术课程实践地位重要，但许多新建本科院校实验室建设跟不上，配套设备不够完善，还有一些院校实验器材老化、设备陈旧等问题突出.其中一些实验属于强电实验，具有一定危险性[4]，老师在讲解实验原理并演示操作流程后仍会有部分学生接线或操作等方面出现问题，可能造成对元器件和实验设备的损坏[5].因此，仿真技术应用于该课程实践教学中就显得特别必要了.2 MATLAB在实验教学中的应用电子、电气方面的仿真软件很多，综合考虑软件功能、学生能力以及与其它课程的兼容性等因素，选用MATLAB/SIMULINK完成仿真实验教学.SIMULINK的SimPowerSystems库中提供了常用的电力电子器件模块、各种整流、逆变电路模块等[6]，使用它们搭建电力电子电路模型并进行仿真十分方便.利用MATLAB进行仿真实验，学生不仅可以完成规定的实验内容，还可以充分发挥主动性，自行设计实验电路，模拟故障诊断，提高分析和解决问题的能力.另外，对于电气工程专业学生来说，很多设计由于各方面限制而无法做出实物，一些研究工作只能通过仿真来完成[7].学生对MATLAB仿真软件的良好掌握以及分析、设计、综合能力提高，对电力电子技术课程设计以及之后的毕业设计都是很有帮助的.3 应用实例现以笔者所在院校为例，详细阐述MATLAB/SIMULINK在电力电子技术实验教学中的应用过程.学院定位为应用型本科院校，特别注重学生创新、实践能力的培养，因此很多课程实践部分单独成课且课时较多，如“电力电子技术实验”为独立课程，1学分，24学时，实验项目数为7—8个，而实验设备台数有限且有部分损坏或存在故障，指导教师任务非常繁重，工作量十分巨大.在这种情况下，把部分实验改成仿真实验是很切实可行的办法，而且仿真软件的学习对学生的分析、设计等实践能力也有提升作用[8].仿真实验教学中，首先让学生了解实验目的、内容，之后讲解实验电路及原理，最后演示具体实验方法操作，还可以根据学生情况适当增加思考题、附加题.以第一个实验单相半波可控整流电路为例，实验目的是掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及阻感负载时的工作原理；了解阻感负载情况下加续流二极管的作用；基本实验内容为单相半波可控整流电路在各种负载情况下的MATLAB仿真（包括元件的选择、仿真电路接法及各模块参数的设置等）.实验电路及工作原理可参考理论课教材，基本电路及波形如图1所示.其中图1(a)为电阻负载的电路及波形，图1(b)为阻感负载的电路及其波形，图1(c)为阻感负载有续流二极管的电路及波形.分析可知，电阻负载时的输出电压ud与输出电流id成正比，输出电压平均值Ud=0.45U2(1+cosα)/2；阻感负载时，由于电感的作用使得电流id不能突变，还使得晶闸管的关断时刻延迟，所以ud波形出现负的部分，其平均值Ud下降（与电阻负载时相比）；阻感负载有续流二极管时，u2正半周时，与没有加续流二极管时的波形相同.当u2过零变负，续流二极管开始导通使得ud＝0，这时u2为负，晶闸管承受反压而关断，因而ud未出现负值，电流id由于电感作用而保持连续.若电感值足够大，可使id连续，且波形接近一条水平线.图1 单相半波可控整流电路及波形(a)电阻负载的电路及波形 (b)阻感负载的电路及波形(c)阻感负载有续流二极管的电路及波形仿真实验方法，电阻负载的单相半波可控整流电路仿真步骤：3.1 搭建仿真电路模型首先运行MATLAB，进入SINMULINK后创建新的模型，在打开的页面中绘制电路的仿真图，如图2所示.图2 带电阻负载的单相半波可控整流电路仿真图3.2 设置模块参数在需要设置参数的模块上双击，会出现参数设置对话框.其中：晶闸管模块采用默认参数，串联RCL支路R＝2Ω（L＝0H，C＝inf）.交流电压源参数设置如图3所示：图3 交流电压源参数设置脉冲发生器参数设置（α＝30°），如图4所示：图4 脉冲发生器参数设置（α＝30°）3.3 设置仿真参数在仿真参数设置对话框（点击“Simulation”菜单下的“Configuration paramete s”）中，选择 ode23tb算法，开始仿真时间设置为0.0，停止仿真时间设置为0.1.3.4 仿真单击工具栏中的仿真按钮开始仿真.仿真结束后，打开示波器可以观察仿真输出结果，如图5所示（其中图5(a)是触发角α＝60°时对应的波形，图5(b)是触发角α＝90°时对应的波形）.五个波形从上到下依次为：触发信号、晶闸管上流过的电流、晶闸管上承受的电压、输出电压Ud、（二次侧）输入电压U2.结果和图1(a)中的波形进行比较，调整触发角α的大小，要求得到α＝0°、30°、60°及90°的输出波形，观察并记录之.图5 电阻负载的单相半波可控整流电路仿真波形(a)α＝60°时的仿真波形(b)α＝90°时的仿真波形阻感负载的单相半波可控整流电路的仿真方法与带电阻负载时基本相同.只需将RLC串联分支参数改为阻感负载.在本例中，设置电阻R=2,L=0.01H,电容为inf.仿真完成后，示波器波形如图6所示（其中图6(a)是触发角α＝30°时对应的波形，图6(b)是触发角α＝90°时对应的波形）.六个波形从上到下依次为：触发信号、晶闸管上流过的电流、晶闸管上承受的电压、输出电压Ud、输出电流Id、（二次侧）输入电压U2.结果和图1(b)中的波形进行比较，改变触发角α大小，要求得到α＝0°、30°、60°及90°对应的输出波形，观察并记录之.图6 阻感负载的单相半波可控整流电路仿真波形(a)α＝30°时的仿真波形(b)α＝90°时的仿真波形把阻感负载时的仿真电路加上续流二极管，设置好参数，α取不同值，进行仿真，仿真电路如图7所示.图7 阻感负载有续流二极管的单相半波可控整流电路仿真图仿真完成后，观察示波器波形，如图8所示（其中图8(a)是L＝0.01H（α＝30°）时对应的波形，图 8(b)是 L＝0.1H（α＝60°）时对应的波形），结果与图 1(c)中的波形进行比较，理解续流二极管的作用.改变触发角α及电感L大小，要求得到不同L值下，α＝0°、30°、60°及90°对应的输出波形，分别记录之.4 结语图8 阻感负载有续流二极管的单相半波可控整流电路仿真波形(a)α＝30°、L=0.01H 时的仿真波形(b)α＝60°、L=0.1H 时的仿真波形根据应用型本科院校的教学要求，考虑学院实际情况并结合课程自身特点，将仿真技术引入到电力电子技术实验教学中.经过一段时间的观察和了解，发现通过仿真实验学生对电路工作原理的理解加深了，学习更加积极，采用这种模式可以激发学生对该课程的兴趣，变被动为主动，提高学习效率，也可以减少因实验设备等问题对教学效果的影响，教学质量也有很大提升.借助MATLAB仿真软件进行电路分析和研究，可以更好地培养学生综合、创新能力，为下一阶段的课程设计和毕业设计等打下良好基础.【相关文献】〔1〕谭阳,徐静.电力电子技术课程理实一体化教学研究和探讨 [J].重庆电力高等专科学校学报,2017,22(04):1-3.〔2〕王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009.6.〔3〕刘海波,朱艺锋,艾永乐.基于 Matlab的电力电子技术实验演示系统设计[J].实验室科学,2017,20(3):68-71.〔4〕罗瑞鸿.基于Matlab电气仿真技术的电力电子实验教学探索[J].电子制作,2017(3)：57-58. 〔5〕汪先兵,王祥傲.应用型本科院校电力电子技术实验教学模式的探索[J].滁州学院学报,2017,19(5):128-126.〔6〕王晶,翁国庆,张有兵.电力系统的 MATLAB/SIMULINK仿真与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.138.〔7〕艾青,李时东.仿真技术在电力电子技术实践教学中的应用[J].科技与创新,2017(22):47-49. 〔8〕林莹,袁雷,魏克银.基于 MATLAB/SimPower-Systems工具箱的“电力电子技术”课程教学实践[J].工业和信息化教育,2017(8):70-74.。
优秀毕业论文——基于matlab的电力电子技术仿真实验设计
The MATLAB is Corporation promotes by American Math Works uses in the numerical calculus and the graphic processing science computation software system is honored as “on the giant shoulder's tool” the MATLAB early time mainly to use in control system's simulation, passed through expands unceasingly already became contains the correspondence electrical engineering optimization control and so on many domains the science computation software, might use in the power electronics circuit and theelectric drive control system's simulation.
武汉科技大学中南分校
本科毕业设计(论文)
题 目：基于matlab的电力电子
技术仿真实验设计
学 院：信息工程学院
开题报告基于Matlab的逆变器建模与仿真
本设计主要对有源逆变电路进行讨论,并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink对有源逆变电路进行建模,并对仿真结果进行了分析,既避免了繁琐的绘图和计算过程,又尝试得到了一种直观、快捷分析有源逆变电路的新方法。目的
我的毕业设计的课题是《基于Matlab的直流—交流变换器建模与仿真》，其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固电力电子技术及其相关知识，并学会利用所学的知识能，在设计过程中能综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握Matlab的使用方法;能对逆变原理进校较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。
我设计的实验系统，其电力电子电路的Simulink仿真建模流程如图l所示
数学建模阶段：将实际对象的动态特性用微分方程、传递函数、状态方程或结构图等方式描述出来。模型转换阶段：Matlab环境下选择仿真算法将数学模型转化成能被计算机接受的离散化模型，即仿真模型。用户可以采用鼠标点击或拖放模块图标的方法来建模。通过图形用户界面(GuI)，用户可以像用铅笔在纸上画图一样画模型图。建立模型后，设定每个模块参数。运行仿真阶段：在Simulink环境下设置仿真参数，包括仿真时间、仿真步长、解算器算法类型等。采取快速仿真算法或离散相似法，既能达到实时仿真的目的，又能满足一定的精度要求。分析仿真结果：使用Scope8(示波器)或者其它的显示模块，可以观察仿真结果。并且能在仿真运行过程中随时改变参数，观察其变化情况。仿真的结果可以放在Matlab的工作空间(workspace)中，以待用户做进一步的分析处理。
7.洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.北京：机械工业出版社，2007.
8.贺益康，潘再平.电力电子技术基础.浙江：浙江大学出版社，2003.
基于matlab的电力电子仿真设计报告(Word最新版)
基于matlab的电力电子仿真设计报告通过整理的基于matlab的电力电子仿真设计报告相关文档，渴望对大家有所扶植，感谢观看！课程设计(综合试验)报告( 2021-- 2021 年度第 1 学期) 名称：电力电子技术课程设计院系：电气与电子工程学院班级：电气班学号：学生姓名：指导老师：设计周数：20--21周成绩：日期：2021年1月13日摘要和关键词摘要：随着电力电子技术的不断发展，可控整流电路在直流电动机限制、可变直流电源、高压直流输电等方面得到广泛应用。
本文建立了基于MATLAB软件中simulink中powersystem模块编写的单相半波可控整流电路、单相全控桥式整流电路、三相全控桥式整流电路、升降压斩波、三相桥式SPWM逆变电路的仿真模型，以下给出了仿真实例与仿真结果。
验证了模型的正确性，并呈现了simulink 仿真具有的快捷、机敏、便利、直观等优点。
从而为电力电子电路的教学及设计供应了有效工具。
关键词: 整流电路; 电力电子; MATLAB; simulink；仿真目录课程设计的任务************************************ 2 前言********************************************** 2 报告正文（几个电力电子电路仿真实例）************** 2 课程设计总结或结论******************************** 21 参考文献***************************************** 22 一、课程设计的任务（一）建立单相半波可控整流电路仿真模型：1、对教材P43图2-1、P44图2-2和P46图2-4进行验证（沟通电压有效值为220伏）。
2、变更直流侧负载电阻与电感值，视察各波形的变更。
3、变更晶闸管触发角，视察各波形的变更。
（二）建立单相全控桥式整流电路仿真模型：1、对教材P47图2-5、P48图2-6进行验证（假设三相沟通线电压有效值为380伏）。
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收稿日期:2002-11-11 第20卷 第5期计 算 机 仿 真2003年5月 文章编号:1006-9348(2003)05-0113-02基于MATLAB 的电力电子电路建模仿真方法的研究潘湘高(常德师范学院电气工程系,湖南常德415003)摘要:通过三相桥式可控整流电路实例讨论了利用MATLAB SIMULINK 对电力电子电路进行建模仿真的方法,并给出了仿真结果波形,证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。
利用该方法还能对非常复杂的电路、电力电子变流系统、电力拖动自动控制系统进行建模仿真。
系统的建模和实际系统的设计过程非常的相似,用户不用进行编程,也无需推导电路、系统的数学模型,就可以很快地得到系统的仿真结果,通过对仿真结果分析就可以将系统结构进行改进或将有关参数进行修改使系统达到要求的结果和性能,这样就可以极大地加快系统的分析或设计过程。
关键词:电力电子电路;建模;仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:B1 前言在电力电子电路如变流装置的设计过程中,需要对设计出来的初步方案(电路)及有关元件参数选择是否合理,效果如何进行验证。
如果通过实验来检验,就要将设计的系统用元件安装出来再进行调试和试验,不能满足要求时,要更换元件甚至要重新设计、安装、调试,往往要反复多次才能得到满意的结果。
这样将耗费大量的人力和物力,且使设计效率低下,耗资大,周期长。
图1 电力系统工具箱模块库采用计算机进行仿真试验,则可大大地节约开支,提高设计效率,缩短设计周期。
但是用其它计算机高级语言(如C 语言,BASIC 语言或仿真语言)编程实现,对电力变流电路来说,由于大功率开关器件开关转换电流换相动态过程十分复杂,过渡过程一个接一个,一个未完,新的一个又开始了。
要分析输出电压、电流(带感性负载时)波形,特别是象大功率开关管关断时承受的尖峰电压大小形状,即阻容保护电路的保护效果如何,就要建立等效电路的数学模型。
而这样的数学模型是很复杂的,即使建立起来了,用计算机编程实现得到真实的仿真结果也需要花大量的时间精力来编程和调试。
然而采用MATLAB /SIMULINK 可视化,图形化仿真环境来对电力电子电路进行建模仿真则可使之变得直观,简单易行,高效快捷,真实准确。
本文以三相桥式可控整流电路为例介绍了利用MAT -LAB /SIMULINK 建立电力电子电路仿真模型并进行仿真的方法,给出了仿真结果波形。
2 SIMULINK 中电力系统工具箱和仿真元件简介可视化图形仿真功能是在SIMULINK 环境下进行的。
进入MATLAB 系统后打开模块库浏览窗口,用鼠标左键双击其中的Power System Blocks 即可弹出电力系统工具箱模块库,如图1所示。
它包括连接元件库(Connectors ),电源库(Electrical Sources ),基本元件库(Elements ),其它元件库(Extra Library ),电机元件库(Machines ),测量元件库(Measurements )和电力电子元件库(Power Electronics )。
这些模块库包含了大多数常用电力系统元件的模块。
利用这些库模块及其它库模块,用户可方便、直观地建立各种系统模型并进行仿真。
3 三相桥式可控整流系统仿真模型的建立打开新建模型窗口,将所需元件模块从模块库中拖入新建模型窗口并改名,设定有关参数后将各模块连接组成仿真模型,如图2所示。
3.1 相交流电源A 、B 、C 设定为220V ,50Hz ,相位互差120°;3.2 La 、Lb 、Lc 为三相电源等效电感,设定为5mH ;3.3 晶闸管三相可控整流桥模型参数设定为晶闸管通态电—113—图2 三相桥式可控整流系统仿真模型阻(Thyristor on -state resistance )0.01Ψ,通态电感(Thyristor on -state inductance )10μH ,阻容保护回路电阻(Snubberresistance )2K Ψ,电容(Snubber capacitance )4.7μF ;3.4 三相可控整流桥触发脉冲产生模块设定为双窄脉冲方式(Double pulsing ),脉冲宽度为10°;3.5 建立同步电压信号测量转换模块并封装成子系统TB ;3.6 R —L 负载模块参数设定为220V ,50Hz ,1000W ,1000Var ;3.7 建立输出电压vl ,共阴极组三个晶闸管电流id 及晶闸管电压Uak 检测显示模块。
4 仿真运行及仿真结果波形分析图3 共阴极组三个晶闸管AK 之间的电压波形先双击图2中Step 模块设定触发角(alpha de )为30°,再点击图2下拉菜单仿真(Simu -lation )按钮,选择仿真参数(Simulation pa -rameters )命令设定有关仿真参数。
设定停止时间(Stop time )为0.08秒,仿真算法选择可变步长(Variable step )积分算法函数ode23s (Runge -Kutta 法),其它参数选项可用默认值。
然后点击图2启动仿真按钮(黑三角形)即开始进行仿真,双击各个显示模块就能显示其信号波形。
图3为共阴极组三个晶闸管AK 之间的电压Uak (V )波形,每个晶闸管30°承受正向电压,导通120°其余时间承受反向电压。
图4为共阴极组三个晶闸管的电流i 的波形,可清楚地看出电流换相过程。
图5为输出电流id (A )和输出电压vl (V )的波形,可清楚地看出电流由0增加到稳态值的过程,电流大图4 共阴极组三个晶闸管的电流波形小对晶闸管换流过程的影响。
改变各个参数设定再进行仿真就可得到不同参数时的仿真波形,从而分析各个参数对系统的影响,这样就为系统设计参数的确定图5 输出电流(A )和输出电压(V )波形提供了科学方便的手段。
改变各个参数的设定直到得到满意的结果为止。
5 结论从上述系统仿真结果波形可以看出,利用MATLAB /SIMULINK 对系统建模及仿真的结果(波形)具有真实性和极高的可信度。
利用该方法还能对非常复杂的电路、电力电子变流系统、电力拖动自动控制系统进行建模仿真。
系统的建模和实际系统的设计过程非常的相似,用户不用进行编程,也无需推导电路、系统的数学模型,就可以很快得到系统的仿真结果。
通过对仿真结果分析就可以将系统结构进行改进或将有关参数进行修改使系统达到要求的结果和性能,这样就大大加快了系统的分析或设计过程。
参考文献:[1] 黄文梅等.系统分析与仿真———MATL AB 语言及应用.长沙:国防科技大学出版社,1999.[2] 薛定宇.反馈控制系统设计与分析———MA TL AB 语言应用.北京:清华大学出版社,2000.[3] 范影乐等.MATL AB 仿真应用详解.北京:人民邮电出版社,2001.作者简介潘湘高(1963.3-),男(汉族),湖南平江人,副高职称,在读硕士,主要从事自动化技术,计算机控制的研究和教学工作,发表各种论文多篇。
(下转第117页)—114—结果的描述,多采用关系模型。
在大型的综合信息系统中不仅要具有集成管理海量的空间数据以及属性数据的功能,而且要基于图文数据提供日常办公与文档处理的功能,包括依据来自OAS的文档数据(如业务审批流转数据),根据应用实时更新相应数据,包括更新空间数据和属性数据。
例如随着OAS中审批流程的进行,通过审批流程后的数据在被存入到OAS归档数据库中的同时,可能产生新数据或者更改相应的空间数据和属性数据。
为了实现GIS数据与文档数据之间建立对应关系,采取如下方法:通过在空间数据的属性表及文档的域中设定公共标识关联项,便可以利用公共标识项将其关联的图文记录挂接起来,实现图文数据的动态联接。
4 结束语当今国内外OAS与GIS的发展逐渐成熟,但如何将OAS 与GIS跨平台的结合现在国内还没有成功的案例。
我们认为将来的发展趋势应该向跨平台方向发展,这将成为一个热点课题。
因为开发商不情愿抛弃前期的巨大投入,将原来的成熟的产品大刀阔斧的改动,所以愿意研究通过中间件来实现OA与GIS跨平台的集成。
本文结合中间件技术,提出一种新的OAS与GIS集成模式,并且基于当前流行的软件Lotus Domino/Notes和MAPGIS,对实现这种集成模型进行了初步探讨。
这对构建高效的“图文一体化”大型综合信息系统的研究具有特别的意义。
当然,为了适应集成技术、OAS和GIS 系统等高新技术的日新月异的发展,这种集成模式及其实现本身也在不断完善之中。
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杨 伦(1957-),男(汉族),湖北人,教授,研究方向:3S集成应用技术。
郭 艳(1974-),女(汉族),江西赣州人,硕士研究生,研究方向:OA、M IS、集成技术。
The Research of OAS and GIS S ystem Integration Based on MiddlewareLIU Fu-jiang,YANG Lun,GUO Yan(China University of Geosciences,Wuhan Hubei430074,China)ABSTRACT:This article summarizes and compares current t wo models of integration with Office Automation System(OAS)and Geographic Information System(GIS),and introduces another method:how to use Middleware to carry out the integration of different platform,OAS and GIS.Then we analyze their advantages and disadvantages.At last we give an example of realization.KEY WORDS:Middleware;System Integration;Office Automation System;Geographic Information System(上接第114页)Research to Approach of Modeling and Simulating thePower Electronics Circuit Based on MATLABPAN Xiang-gao(Department of Electrical Engineering,Chan gde Normal University,Changde Hunan415003,China) ABSTRACT:With the help of the example of a3-phase brid ge thyristor rectifying circuit,an approach of modeling and simulating the Power Electronics Circuit by using MATLAB SIMULINK was discussed and the results and waveforms introduced proved the advantages of simplicity, vis ual,high efficiency,great speed,reality and accuracy.This approach can also be used to model and simulate some very complicated cir-cuits,power electronics conversion circuits,electric driven automatic control systems etc.The process to model system is similar to that of de-signing it,so needn't knowing the mathematics model and needn't programming it,users can quickly find out and analyze the res ults from si mulation,then the construction of the system can be improved or some parameters in it can be modified as to meet the demanded results and performances.By which,the process of analyzing and designin g a system ca be greatly fasten.KEY WORDS:Power electronics circuit;Modeling;Simulation—117—。