基于MATLAB的变流器设计与仿真

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基于MATLAB的_电力电子技术_仿真实验的研究

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。

应用Matlab仿真单相PWM整流器的一种简单方法

应用Matlab仿真单相PWM整流器的一种简单方法

1引言在高功率因数PWM 整流器的设计中,通常需要对控制策略进行仿真。

常用的电力电子仿真工具中,Pspice,Saber 仿真时间长,产生大量的中间数据,占用资源多,会引起不收敛问题,适合于电路级仿真[1]。

而Matlab 以描述功率变换的状态方程为基础,有了状态方程,电路很容易用Matlab 中的Simulink 里的函数模块来表述,而且各种控制算法容易实现,而不必应用实际的元器件模型,减小了仿真运算的难度。

由于PWM 型功率变换器是一类强非线性(电子开关器件在一个周期中既工作在饱和区又工作在截止区)或断续(即按时间分段线性,在几个时间段内电路都是线性的,但拓扑结构不同)或时变(电子开关器件导通时的电阻很小,截止时的电阻很大)的电路[3]。

因此,变换器电路动态特性的解析分析方法较复杂,阻碍了这类变换器系统的动态分析与设计的顺利进行。

而把状态空间平均法应用于功率变换器的建模,是一种简单有效的研究方法。

当变流器运行于连续导电模式,并忽略其开关过程,即认为开关动作是瞬时完成的,这样,一个工作于连续导电模式下的PWM 变流器可以用两个线性非时变电路来表示。

它们与一个周期中的两种开关状态相对应,设其状态空间方程分别为1)在时间间隔DT (0≤t ≤t 0):=A 1X2)在时间间隔(1-D )T (t 0≤t ≤T ):=A 2X式中T 为PWM 开关周期,D 是其占空比,X 为状态向量,A 1,A 2为系统矩阵,将上述两个开关模型综合为一个平均模型为=[DA 1+(1-D )A 2]X2单相PWM 整流器的数学模型单相PWM 整流器主电路如图1所示。

忽略电感中的等效电阻,在仿真中用理想开关S 来代替实际器件,并把与开关器件并联的快恢复二极管的作用融入到理想开关中,当其中之一导通时,即认为该理想开关导通。

用以下方式来定义开关函数:S m =1(S m ′=0)上桥臂理想开关导通,下桥臂理想开关关断S m =0(S m ′=1)上桥臂理想开关关断,下桥臂理想开关导通。

基于Matlab/Simulink的并网型变流器教学仿真

基于Matlab/Simulink的并网型变流器教学仿真

索的问题 。许多高校在 “电力 电子技术”课程 教学 中将计算机仿真引入课堂 ,可 以弥补单纯课堂理论 教学 的不 足 。
Matlab是 一 种高性 能 的数值 计算 和可 视化 数 学 软件 ,被誉 为 “巨 人 肩 上 的 工 具 ”_3 J,是 面 向科 学 与
工程 的优 秀 、高 效 的科 学计 算 应 用 软 件 。在 电力 电 子装 置仿 真 中 ,Matlab一方 面可 提 供 面 向系 统 传递 函数 、基 于控 制 系 统 工 具 箱 的仿 真 方 法 ,另 一 方 面 ,在 其 PSB(Power System Blockset)工 具 箱 ,包 含 许 多 电 力 电子 器 件 (GTO、IGBT、DIODE、MOSFET 等 )以及 电 感 、电容 、电 阻 等 无 源 器 件 的模 型 。将 Simulink和 PSB共 同使 用 可 完 成 连 续 控 制 系 统 系 统 、离 散控 制系 统 、电力 系统 、电能 变换 、电机 控制 等
件进行分析 。仿真分析 与演示 丰富了教学 内容 ,加深学生对 PWM逆变 电路 内容 的理解和掌握 ,使教学 内容具体化 ,提高教学质量 。
关键词 :Matlab/Simulink;三相 PWM整流器 ;仿真教学
中图分类号 :TM133
文献标识码 :A
文章编号 :1008-0686(2017)02- 0143- 04
Abstract:Grid—connected convertor is an essential part of Power Electronics Teachnology course. It can be widely used in new energy d generation system ,frequency conversion driving system ,active power filter,reactive power compensation equipments.In this paper,the control strategies of three phase PW M conver ter and phase locked loop are described. M athem atical m odel,sim ulation and SO on are elaborated.The results of sim ulation and analysis en— rich the teaching content,deepen students understanding of PW M rectif ier,and improve the teaching quality. Keywords:matlab/simulink;three phase PW M rectifier;simulation training

基于Matlab/SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析

基于Matlab/SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析

基于Matlab/SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台,对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析,进而建立相应的仿真模型,经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真,对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。

在对仿真结果分析的基础上,不断优化仿真参数,使其最大化再现实际物理过程,并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。

标签:SIMULINK;PWM;电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。

实验电路中,前端为不可控整流、后端为开关型逆变器,此结构形式应用最为广泛。

逆变器的控制采用PWM方式。

对这个实验有所掌握的话,对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。

因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快,直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件,调制频率高,与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快,电动机转矩平稳脉动小,有很大优越性,因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。

2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式,其中主电路由四个MOSFET(VT1~VT4)构成H桥。

Ub1~Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大,再送到MOSFET相应的栅极,用以控制MOSFET的通断。

在双极性的控制方式中,VT1和VT4的栅极由一路信号驱动,VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动,它们成对导通。

控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小,若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问,输出电压的平均值为正,VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间,则输出电压的平均值为负,所以可以用于直流电动机的可逆运行。

3 计算机仿真实验(1)桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。

根据所要仿真的电路,在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。

matlab在电力电子变流系统中的仿真与应用

matlab在电力电子变流系统中的仿真与应用

第一章 MATLAB简介1.1.MATLAB的概况1.1.1 MATLAB介绍MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。

除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。

MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN 等语言完相同的事情简捷得多.当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.1.1.2 MATLAB产生的历史背景在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序库,LINPACK是解线性方程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平.到70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler,在给学生讲授线性代数课程时,想教学生使用 EISPACK和LINPACK程序库,但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间,于是他开始自己动手,利用业余时间为学生编写EISPACK 和LINPACK的接口程序.Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB,该名为矩阵(matrix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合.在以后的数年里,MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传.1983年春天,Cleve Moler到Standford大学讲学,MATLAB深深地吸引了工程师 John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景.同年,他和 Cleve Moler,Steve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版.这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能.1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MATLAB推向市场,并继续进行 MATLAB的研究和开发.在当今30多个数学类科技应用软件中,就软件数学处理的原始内核而言,可分为两大类.一类是数值计算型软件,如 MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软件长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,Mathematica,Maple 等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精确解,其缺点是处理大量数据时效率较低.MathWorks公司顺应多功能需求之潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上,又率先在专业水平上开拓了其符号计算,文字处理,可视化建模和实时控制能力,开发了适合多学科,多部门要求的新一代科技应用软件 MATLAB.经过多年的国际竞争,MATLAB以经占据了数值软件市场的主导地位.在MATLAB进入市场前,国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。

基于MATLAB的变流器设计与仿真

基于MATLAB的变流器设计与仿真

淮北师范大学2012届学士学位论文基于MATLAB的变流器设计与仿真学院、专业研究方向学生姓名学号指导教师姓名指导教师职称2012年04月10日于MATLAB的变流器设计与仿真李红玲淮北师范大学物理与电子信息学院 235000摘要作为变流器之一的三相桥式全控整流电路,越来越在电力电子技术中发挥重要作用。

本文在研究全控整流电路理论的基础上,采用MATLAB的可视化仿真工具Simulink来建立三相桥式整流电路的仿真模型。

对其输出电压、相位控制角以及负载特性等等进行了动态仿真与研究,仿真结果表明建模的正确性,并证明了该建模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点。

另外通过与三相桥式半控整流电路的对比研究,更突出了它的优越性能。

关键词Matlab/Simulink;三相桥式全控整流;三相桥式半控整流The Design and Simulation of Converter Based on MatlabLihonglingSchool of Physics and Electronic Information, Huai Bei Normal University, Anhui Huaibei, 235000Abstract Three-phase bridge full-controlled rectifier plays a stronger role day by day in electric power and electron as one of the current transformers. This paper mainly talks about building the models adopt the visual Simulink tool of Matlab based on the theory of the full-controlled rectifier.We dynamically research and simulate its output voltage , phase angle and load characteristic ,and the result suggest that this mathematical Modeling is feasible and right ,on the other side it also approves that this mathematical Modeling is fast, flexible, convenient and visualized. Meanwhile it also stands out its superior performance though the comparison with t hree-phase bridge semi-controlled rectifier.key words Matlab/Simulink;Three-phase bridge full-controlled rectifier; Three-phase bridge semi-controlled rectifier目次2 三相桥式全控整流电路的原理 (1)2.1三相桥式全控整流电路的电路结构 (1)2.2三相桥式全控整流电路的工作原理 (1)2.3三相桥式全控整流电路的工作特点 (3)3 MATLAB/SIMULINK软件仿真设计 (4)3.1整流桥基本模型 (4)3.2仿真电路图设计 (5)3.2.1选取仿真模块 (5)3.2.2连接仿真总图 (5)3.2.3设置仿真参数 (6)3.3仿真结果及分析 (6)3.3.1纯电阻负载情况 (6)3.3.2阻感负载情况 (10)3.3.3纯电阻负载与阻感负载的区别 (15)4 三相桥式全控整流电路与半控整流电路 (15)4.1三相桥式半控整流电路结构 (15)4.2三相半控整流电路与全空整流电路 (16)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1引言20世纪70年代以后,主电路多采用整流二极管和晶闸管组成。

基于MATLAB的风力发电系统单相整流/逆变电路仿真研究

基于MATLAB的风力发电系统单相整流/逆变电路仿真研究

长沙 4 1 0 0 1 4 )
要: 介 绍 了风 力发 电的能量 转换 , 风 力发 电机 的发展 , 以及 并 网换 流 器。搭 建 了基 于 MA T L A B / S i m u l i n k的单
相 整 流/ 逆 变电路仿 真模 型 , 并 对该模 型进 行仿 真 , 仿 真 结 果表 明 , 搭 建 的单相 整 理/ 逆 变 电路 能较 好 的模 拟 风 力
<电气开关》 ( 2 0 1 4 . N o . 2 )
3 3
文章 编 号 : 1 0 0 4— 2 8 9 X( 2 0 1 4 ) 0 2— 0 0 3 3—0 3
基于 M A T L A B的风 力发 电系统单 相整流/ 逆变 电路仿真研 究
李伟栋
( 中南勘 测设计研 究院 , 湖南
Abs t r a c t : T h e p a p e r p r e s e n t s t h e e n e r g y c o n v e mi o n o f wi n d p o w e r g e n e r a t i o n, d e v e l o p me n t o f w i n d p o we r g e n e r a t o r a n d
v e r t e r p e fo r r ma n c e .
Ke y wo r ds: w i n d p o w e r g e n e r a t o r ; c 0 mmu t a t i n g / c o n t r a n t c i r c u i t ; c o n v e r t e r ; MAT L AB / S i mu l i n k
Ci r c u i t o f Wi n d Po we r Ge n e r a t i o n S y s t e m

一种基于Matlab的可逆变流器仿真模型

一种基于Matlab的可逆变流器仿真模型

一种基于Matlab的可逆变流器仿真模型
郑颍楠;冯江涛;邬伟扬;刘彦民
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2000(034)002
【摘要】基于可逆变流器的结构和工作原理,建立一种基于Matlab的变流器仿真模型.最后以Malab与Pspice的仿真结果进行对比,对所建立的仿真模型作了验证.【总页数】2页(P47-48)
【作者】郑颍楠;冯江涛;邬伟扬;刘彦民
【作者单位】燕山大学,秦皇岛,066004;燕山大学,秦皇岛,066004;燕山大学,秦皇岛,066004;燕山大学,秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.用C语言和MATLAB构造PWM控制仿真模型的一种方法 [J], 董玮;秦忆
2.一种基于Matlab逻辑无环流直流可逆调速系统仿真 [J], 陈中;朱代忠
3.基于Matlab/Simulink的并网型变流器教学仿真 [J], 刘斌;贺德强;徐辰华;林小峰;李先旺
4.基于MATLAB/RTW自动代码生成的电能质量治理并网变流器研究 [J], 李丹;张乐强;孙莉娟
5.一种基于Matlab的光伏电池阵列仿真模型 [J], 吴锋;吕二争;张同生
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ZCS半桥式DC_DC变流器状态空间法建模及Matlab仿真分析

ZCS半桥式DC_DC变流器状态空间法建模及Matlab仿真分析

(1) 拓扑 1 : 在此阶段 , D1 导通 , D2 导通 ,电容 C6 充电 ,由
于导通的可控硅有 1~1. 5 V 的压降 ,导通的二极管有 0. 7 V
的压降 ,故将导通的可控硅 D1 用一个 uD1 = 1 V 的电压源替
Hale Waihona Puke 代 ,而将导通的二极管 D2 用一个 uD2 = 0. 7 V的电压源替代 ,得
ZCS 半桥式 DCΠDC 变流器状态空间法建模及 Matlab 仿真分析

单潮龙 , 马伟明 , 王铁军 , 张俊洪
(海军工程大学 电气工程系 , 湖北 武汉 430033)
摘 要 : 分析了一种 ZCS 半桥式 DCΠDC 变流器时域工作特性. 通过研究其工作各阶段的特性建立了其状态 空间模型 ,采用 Matlab 语言进行编程仿真 ,得到其输出电压时域仿真波 ,与实测吻合 ,证明了所建状态空间模 型的正确性 ,得到变流器工作的一些有用结论 ,有助于指导下一步变流器的传导干扰分析和抑制. 关键词 : 零电流转换可控硅谐振变流器 ; DCΠDC ; Matlab 仿真 ; 状态空间模型 中图分类号 : TM714 文献标识码 : A
0 0 0 0 0. 7 EΠR1
拓扑 4 i =1 j=2 k =2
00
M
d iL1 dt
+
M
d iL2 dt
+
L3
d iL3 dt
=-
uC6 - 0. 7
C6
d uC6 dt
= iL3 -
uC6 R5
C1 iL2
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基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真毕业设计

基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真毕业设计

毕业论文(设计)说明书课题名称:基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真学生姓名:学号:学院:机械电气工程学院专业、年级:电气工程及其自动化指导教师:职称:毕业论文(设计)起止时间: 2011.03-2011.06目录毕业论文\设计说明书 (4)第1章前言 (6)1.1MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义 (6)1.2本课题的研究内容 (6)1.3本课题的研究意义 (6)第2章 MATLAB/SIMULIK基础知识 (8)2.1MATLAB介绍 (8)2.1.1 MA TLAB的主要组成部分 (8)2.1.2 MA TLAB的系统开发环境 (9)2.2SIMULINK仿真基础 (10)2.2.1 SIMULINK启动 (10)2.2.2 SIMULINK的模块库介绍 (10)2.2.3 电力系统模块库的介绍 (11)2.2.4 SIMULINK简单模型的建立 (11)2.2.5 SIMULINK功能模块的处理 (12)2.2.6 SIMULINK线的处理 (13)2.2.7 SIMULINK仿真的运行 (13)第3章单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (17)3.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (17)3.1.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理 (17)3.1.2.单相桥式全控整流及有源逆变电路的仿真模型 (18)3.2仿真模型使用模块的参数设置 (19)3.3模型仿真及仿真结果 (20)第4章三相半波整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (22)4.1三相半波整流及有源逆变电路(阻感性负载)的原理和仿真模型。

(22)4.1.1.三相半波整流及有源逆变电路的原理 (22)4.1.2三相半波整流及有源逆变电路的仿真模型 (23)4.2仿真模型使用模块的参数设置 (23)4.3模型仿真及仿真结果 (25)第5章三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (26)5.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (26)5.1.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理 (26)5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型 (27)5.2仿真模型使用模块的参数设置 (28)5.3模型仿真及仿真结果 (29)第6章正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB仿真 (30)6.1正弦波脉宽调制逆变器的原理和仿真模型 (30)6.1.1正弦波脉宽调制逆变器的原理 (30)6.1.2正弦波脉宽调制逆变器的仿真模型 (36)6.2仿真模型使用模块的参数设置 (37)6.3模型仿真及仿真结果 (39)第7章滞环控制三相电流跟踪型逆变器的MATLAB仿真 (42)7.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理和仿真模型 (42)7.1.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理 (42)7.1.2滞环控制三相电流跟踪型逆变器的仿真模型 (44)7.2仿真模型使用模块的参数设置 (44)7.3模型仿真及仿真结果 (46)第8章结论 (49)致谢 (50)主要参考文献 (51)毕业论文\设计说明书中文摘要直流-交流(DC-AC)变换电路,又称为逆变器(inverter),能够将直流电能转换为交流电能。

基于MATLAB的并联Buck_均流仿真 

基于MATLAB的并联Buck_均流仿真 

基于MATLAB的并联Buck均流仿真张莹文(洛阳师范学院物理与电子信息学院)摘 要: Buck是电源设计中常见的拓扑结构,使用多个Buck模块并联供电时会存在均流问题。

本文基于MATLAB设计一款并联Buck变换器,并基于串电阻法和平均电流法两种均流控制策略进行仿真分析。

首先提出并联电源模块的均流问题并对并联Buck变换器及均流控制策略进行简介,然后基于MATLAB搭建并联Buck电源模块的仿真模型,分别就串电阻法和平均电流法两种均流策略对并联Buck模块进行均流控制仿真,最后通过仿真结果的对比分析,发现并联Buck采用平均电流法时其均流效果更好。

关键词: Buck;并联; MATLAB;均流0 引言军工、工业、科研等领域的设备对电源的要求越来越高,电源模块正朝着大功率和大电流方向不断跨越,通过利用多个模块并联供电,还可以有效的减少电容、电感、变压器的尺寸,以及抑制干扰改善系统性能[1]。

在多个模块并联供电中,由于多个模块的外特性不同,每个模块分担电流也不同。

这会导致外特性差的模块可靠性降低。

并联运行技术中均流控制是研究的重点之一,即对负载电流的平均分配[2-4]。

通过利用均流控制策略来控制电源模块电流的均匀分配,实现稳定可靠的冗余系统[5, 6]。

本文针对开关电源Buck变换器进行并联均流控制策略的设计,采用双Buck并联电路,基于此进行串电阻法和平均电流法的并联均流控制策略的Buck变换器进行电路设计。

1 并联Buck变换器及均流控制策略简介如图1所示为两个降压斩波电路并联供电的原理图,图中包括两个MOSFET管分别是V1、 V2,两个储能电感分别是L1、 L2,两个续流二极管分别是VD1、VD2,一个滤波电容C和负载电阻R。

该电路在一个开关周期内共有4种模态[7, 8]。

目前常见的均流控制策略包括串电阻法、主从均流法、最大电流法和平均电流法等。

本文将对串电阻法和平均电流法进行设计与比较。

基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真

基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真

Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2013, 1, 39-44 /10.12677/aepe.2013.12007Published Online June 2013 (/journal/aepe.html) The Simulation of HVDC Transmission System Based onMATLABYuanshuo FengSchool of Electrical and Electronic Engineering, Shandong University of Technology, ZiboEmail:************************Received: Mar.19th, 2013; revised: Apr. 11th, 2013; accepted: Apr. 28th, 2013Copyright © 2013 Yuanshuo Feng. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre-stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.Abstract: HVDC (High V oltage Direct Current) transmission takes an increasingly important position in the long dis-tance and high-power transmission project, for its large power of transmission, low cost and good performance advan-tages of control. The research of high voltage dc transmission system has important significance. The principle of high- voltage direct current (HVDC) transmission system is introduced briefly. Then a simulation model of HVDC system using Matlab/Simulink is established. We can observe the dynamic performance of the high voltage dc transmission system accurately.Keywords: HVDC; Matlab/Simulink; Simulation基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真冯媛硕山东理工大学电气与电子工程学院,淄博Email:************************收稿日期:2013年3月19日;修回日期:2013年4月11日;录用日期:2013年4月28日摘要:高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点,在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位,对于高压直流输电系统的研究有重要意义。

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

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。

基于MATLAB的三相变压器仿真建模与特性分析

基于MATLAB的三相变压器仿真建模与特性分析

变 压 器 是 电力 系 统 的 重 要 组 成 部 分 .它 的 电磁 特 性 影 响 着 整个 电力 系统 的性 能 和 正 常 运行 变压 器铁 心饱 和 状 态 的 研 究 是 变 压 器 分 析 故 障 的 关 键 .因 此 考 虑 铁 心 饱 和 特 性 的变 压 器仿 真模 型 的建立 与特 性分 析十分 必要 .并 给 变压 器设 计 以 及 变压 器继 电保 护装 置提 供可靠 的参 考依 据 .具有 重 要意 义 。
一 、 二 次 绕 组 磁 链 的 端 电压 方 程 为 :


“1 l 1托 1 1 1
1 d





1 de2




“2 2 r2 Βιβλιοθήκη 2 r2 - _ 主 磁链 非饱 和值 表 达 式 为 :
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一 三 相 变 压 器 数 学 建 模 、
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基于matlab 的可逆变流器的仿真研究

基于matlab 的可逆变流器的仿真研究

叙 词 可 变 器 仿 膜彗‘电 系 模 库 20) 二 - :逆流 真 气 统 块 成11 } 06
1 引言
对功率变换电路的仿真一般都是用 P i 软件,而卿, sc p e
软件的使用极为复杂,设计者需要大量的编程设计,同时由于 基于元件 的详细物理模型,特别是对于具有双闭环 的控制 电 路,需要花费大量的仿真时间
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仿真, 仿真的 要比p. 速度 s-快。而且, i 在仿真过程中, 可以
随时观察仿真的结果,调整和优化元件的参数, 达到事半功倍
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真中用到的元件拖到工作窗口中, 然后释放,再对其进行元件 参数的设定,然后连线即可进行仿真,使用简单。电力系统工
文献[1 4提供了一种对功率电路写出数学表达式,然后用 S un 建立仿真模型的实例, ilk ni 用于系统的开环仿真。但该模型
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作*简介
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利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真

利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真

四.课程设计项目名称:利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真(一).课题分析:(包括软件介绍)1.课题设计原理:Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。

用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(M文件)后再一起运行。

新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的,因此语法特征与C++语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。

使之更利于非计算机专业的科技人员使用。

而且这种语言可移植性好、可拓展性极强,这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。

2.设计的任务:利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真参考《MATLAB电机仿真精华50例》(1)、进行变压器空载运行仿真设计(必选)(2)、进行变压器负载运行仿真设计(3)、进行直流电动机的转矩特性仿真设计(4)、进行直流电动机的机械特性仿真设计(5)、进行直流电动机的起动仿真设计(6)、进行直流电动机的调速仿真设计(必选)(7)、进行直流电动机的制动仿真设计(8)、进行三相异步电动机的机械特性仿真设计(9)、进行三相异步电动机的起动仿真设计(10)、进行三相异步电动机的调速仿真设计(11)、进行三相异步电动机的反转仿真设计(12)、进行三相异步电动机的制动仿真设计3.设计的要求:(1).基本要求:(1)完成变压器空载运行仿真设计(2)完成直流电动机的机械特性仿真设计(3)完成直流电动机的起动仿真设计(4)完成直流电动机的调速仿真设计(5)完成直流电动机的制动仿真设计(6)完成三相异步电动机的机械特性仿真设计(7)完成三相异步电动机的起动仿真设计(8)完成三相异步电动机的调速仿真设计(9)完成三相异步电动机的反转仿真设计(10)完成三相异步电动机的制动仿真设计(11)完成直流电动机的反转仿真设计4.技术要求:(1)程序设计完整(2)程序运行正确5.拓展部分:(1)进行三相异步电动机的起动仿真设计(2)进行三相异步电动机的反转仿真设计(3)进行三相异步电动机的调速仿真设计(二).设计电路图及分析1.变压器空载运行仿真设计2.直流电动机的调速仿真设计他励3. 直流电动机的调速仿真设计串励-7.4-7.2-7wm-4.8-4.78-4.76x 10-3ra-4.8-4.78-4.76x 10-3If9.659.79.759.89.859.99.951011.1x 10-4Te4. 直流电动机的调速仿真设计并励5.变压器负载运行仿真设计-4.5-4wm-1.698-1.697-1.696ra-4.1666-4.1666-4.1665-4.1665x 10-3If9.659.79.759.89.859.99.9510789x 10-3Te6.三相异步电动机的起动仿真设计0204060801000.0290.030.0310.0320.0330.0340.035-0.15-0.1-0.05-2000200-2000200400-0.200.20.40.600.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1-50050Te。

优秀毕业论文——基于matlab的电力电子技术仿真实验设计

优秀毕业论文——基于matlab的电力电子技术仿真实验设计
(2)改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测,今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用,即工业和民用的各种机电设备中,有95%与电力电子产业有关,特别是,电力电子技术是弱电控制强电的媒体,是机电设备与计算机之间的重要接口,它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件,成为发挥计算机作用的保证和基础。
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

开题报告基于Matlab的逆变器建模与仿真
(2)研究意义
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.
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淮北师范大学2012届学士学位论文基于MATLAB的变流器设计与仿真学院、专业研究方向学生姓名学号指导教师姓名指导教师职称2012年04月10日于MATLAB的变流器设计与仿真李红玲淮北师范大学物理与电子信息学院 235000摘要作为变流器之一的三相桥式全控整流电路,越来越在电力电子技术中发挥重要作用。

本文在研究全控整流电路理论的基础上,采用MATLAB的可视化仿真工具Simulink来建立三相桥式整流电路的仿真模型。

对其输出电压、相位控制角以及负载特性等等进行了动态仿真与研究,仿真结果表明建模的正确性,并证明了该建模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点。

另外通过与三相桥式半控整流电路的对比研究,更突出了它的优越性能。

关键词Matlab/Simulink;三相桥式全控整流;三相桥式半控整流The Design and Simulation of Converter Based on MatlabLihonglingSchool of Physics and Electronic Information, Huai Bei Normal University, Anhui Huaibei, 235000Abstract Three-phase bridge full-controlled rectifier plays a stronger role day by day in electric power and electron as one of the current transformers. This paper mainly talks about building the models adopt the visual Simulink tool of Matlab based on the theory of the full-controlled rectifier.We dynamically research and simulate its output voltage , phase angle and load characteristic ,and the result suggest that this mathematical Modeling is feasible and right ,on the other side it also approves that this mathematical Modeling is fast, flexible, convenient and visualized. Meanwhile it also stands out its superior performance though the comparison with t hree-phase bridge semi-controlled rectifier.key words Matlab/Simulink;Three-phase bridge full-controlled rectifier; Three-phase bridge semi-controlled rectifier目次1引言............................................... V I 2 三相桥式全控整流电路的原理 (1)2.1三相桥式全控整流电路的电路结构 (1)2.2三相桥式全控整流电路的工作原理 (1)2.3三相桥式全控整流电路的工作特点 (3)3 MATLAB/SIMULINK软件仿真设计 (4)3.1整流桥基本模型 (4)3.2仿真电路图设计 (5)3.2.1选取仿真模块 (5)3.2.2连接仿真总图 (5)3.2.3设置仿真参数 (6)3.3仿真结果及分析 (6)3.3.1纯电阻负载情况 (6)3.3.2阻感负载情况 (10)3.3.3纯电阻负载与阻感负载的区别 (15)4 三相桥式全控整流电路与半控整流电路 (15)4.1三相桥式半控整流电路结构 (15)4.2三相半控整流电路与全空整流电路 (16)结论 (18)参考文献 (19)附录A (19)致谢 (20)1引言20世纪70年代以后,主电路多采用整流二极管和晶闸管组成。

整流电路的种类广泛:有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等等。

三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的整流电路,三桥式全控整流电路系统通过变压器与电网相连,经过变压器的耦合,使晶闸管得到一个合适的输入电压,从而能够导通并运行。

与三相半波可控整流电路相比,三相桥式全控整流电路的整流输出电压提高一倍,输出电压的脉动较小,变压器的利用率高而且没有直流磁化问题,另外其控制快速性较好,吟哦在大容量负载供电及其他方面应用叫广泛。

尤其是三相桥式全控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路,不仅应用于一般工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。

鉴于三相桥式全控整流电路的重要功能及广泛应用,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数,不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。

2 三相桥式全控整流电路的原理2.1 三相桥式全控整流电路的电路结构如下图图1所示,可以看出三相桥式全控整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、电感和反电动势共同组成。

习惯上称阴极连接在一起的三个晶闸管VT1、VT3、VT5为共阴极;阳极连接在一起的三个晶闸管VT2、VT4、VT6为共阳极。

即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为 VT2、VT4、VT6,它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路,各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。

另外,因为此电路要求带反电动势负载,且要负载连续,要求反电动势E=60V,负载电阻R=10Ω,电感L 为无穷大。

6个晶闸管的导通顺序依次为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。

图1三相桥式全控整流电路的原理图2.2 三相桥式全控整流电路的工作原理对于三相桥式全控整流电路来说,触发脉冲按照VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的顺序,相位差依次相差60度,所以共阴极组的脉冲就依次相差120度,共阳极组的脉冲也依次相差120度。

同一相的上下两个桥臂脉冲相差180度,ud一周期内脉动6次,而且波形都一样,故称为6脉冲整流电路,可以采用宽脉冲或者是双脉冲触发以保证同时有两个晶闸管导通,晶闸管承受的电压波形与三相半波时的相同,最值也相同。

当晶闸管的触发角α=0时,就相当于我们把晶闸管当做二极管来看。

那么对于共阴极的三个晶闸管来说,阳极所接的交流电压值最高的一个就会导通;而对于共阳极的三个晶闸管来说,则是阴极所接的交流电压值最低的一个就会导通。

所以,对于三相桥式整流电路,任意时刻共阳极组合共阴极组均各有一个晶闸管处于导通状态吧,它所给予的负载上的电压为某一个线电压。

如下图图2所示,α=0时,各晶闸管均在自然换相点处换相。

又由途中变压器相电压与线电压波形的对应关系可以看出,各个自然换相点既是相电压的交点,又是线电压的交点。

因此我们在分析Ud的波形时既可以依据相电压分析,也可以依据线电压分析。

图2整流输出电压波形首先从相电压的角度来看,以变压器二次侧的终点为参考点n,当共阴极组的晶闸管导通时,整流输出电压Ud1为相电压的正半周的包络;当共阳极组的晶闸管导通时,整流输出电压Ud2为相电压的负半周的包络。

从整体来看,总的整流输出电压值为Ud=Ud1-Ud2,它是正半周包络与负半周包络的差值,对应在相当于的波形上,也就是线电压在正半周的包络。

其次从线电压的角度看,由于共阴极组中处于导通状态的晶闸管对应的最大的相电压,而共阳极组中处于导通状态的晶闸管对应的是最小的相电压,整个整流输出电压Ud为两值之差,是线电压中最大的一个,故流输出电压Ud的波形即为线电压在正半周的包络。

下面来看晶闸管的工作情况,由于负载所接的电感值无限大,会对变化的电流具有抵抗作用,因此使得负载电流几乎为一条直线。

另外我们将波形的一个周期分为6段,每段π/3,则6个晶闸管的导通顺序依次为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6,且每段导通的晶闸管及输出整流电压的值如下表表1所示。

表1 三相桥式整流电路电阻负载α=0时晶闸时的工作情况2.3 三相桥式全控整流电路的工作特点其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通,构成电流通路,因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通,必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于π/3的宽脉冲。

宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲;每隔π/3换相一次,换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行,但只在同一组别中换相。

接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6;共阴极组T1,T3,T5的脉冲依次相差2π/3;同一相的上下两个桥臂,即VT1和VT4,VT3和VT6,VT5和VT2的脉冲相差π,给分析带来了方便。

3 Matlab/Simulink软件仿真设计3.1 整流桥基本模型如下图图3所示左侧为三相桥式电路的通用桥臂模块(Universal Bridge),其中A,B,C三个端子三相交流电源的相电压输入端子;Pulses为触发脉冲的输入端子,如果是选电力二极管,则没有此端子;+端子为整流桥的输出端子;-端子则为整流桥的输入端子,另外+、-端子在建模时应该构成回路。

右侧为6脉冲同步触发器(Synchronized 6-Pulse Generator),成整流桥可以实现交流电压到直流电压的转换,六个pulse generator产生整流桥的触发脉冲,且依次分给1~6号晶闸管触发脉冲。

图3通用桥臂与6-脉冲触发器下图为6-脉冲触发器的应用模型图4 6-脉冲触发器应用模型3.2 仿真电路图设计3.2.1选取仿真模块根据三相桥式全控整流电路的原理,可以利用Simulink内的模块建立仿真模型:我们在PowerSystems下的Elements子栏下选择Ground接地3个,Sriess RLC Branch 1个,作为RLC负载;在SimPowerSystems下的Electrical Sources 子栏中选择AC交流电源3个,一个DC直流电源作为反电动势;在SimPowerSystems 下的Measurements子栏中选择Current Measurement 3作为电流信号的输出,Voltage Measurements 4,作为电压信号的输出;在SimPowerSystems下的Power Electronics 子栏选择Universal Bridge,即整流电路的三相桥臂;在SimPowerSystems下的Control Block子栏选择Synchronized 6-Pulse Generator 作为控制脉冲发生器。

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