1电力电子电路仿真解析
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。
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。
电力电子电路仿真-MATLAB和PSpice应用.pptx
6.6 电力电子电路的PSpice仿真
6.6.2基本分析举例及仿真波形的处理
例6-1：二极管半波整流电路仿真（仿真参数为瞬态分析print step:1us, run to time:100ms。使用元件分别为：Vsin、Dbreak、Cbreak、
Rbreak ） 练习打印及保存波形
6.6 电力电子电路的PSpice仿真
仿真结果
6.6 电力电子电路的PSpice仿真
波形显示窗口内各标示的含义
6.6 电力电子电路的PSpice仿真
打印或保存波形结果 ：
首先要在PSpice窗口调整好输出波形，然后选 Window\Copy to Clipboard...选项，设置选项， 这里可以保持原来Probe显示的本来颜色，也可 以把背景反白，也可以将所有颜色变为黑白色， 点选后按”OK”按钮键即可将目前工作窗口内的 波形送至剪贴板内，可将波形图直接粘贴到文 档中，也可用图形处理程序再行处理后使用。
6.4 PSpice文件
6.4.3 .OUT .DAT文件 .OUT内容包含有电路的网络连接描述、PSPice指令与选
项、仿真结果、仿真过程中所产生的错误信息。另外经设 置，它也可包含有一些仿真后的输出结果。 .DAT为仿真完后的输出结果，主要是供Probe程序来观测 仿真结果之用。 6.4.4 .PRB .STL .STM .INC文件 . PRB自动记录最后一次的屏幕波形，用户也可以自行设 置存档。 使用激励源编辑程序(Stimulus Editor)来作信号时，.STL 文件内放置这些信号数据。如果使用模型编辑程序 （Model editor)的Model Text View产生文字式输入信号描
364.00us
366.00us
“电力电子电路分析与仿真实验”课程建设
ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｒ ｅ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍ ｅ ｅ ｔ ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ｄ ｅ ｍａ ｎ ｄ ｏ ｆ ｒ ｔ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｌ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ Ｄ Ｉ Ｏ
关键词 ： 电力 电子 电路分析与仿真 ； 课程建设 ； 工程教育
中图分类号 ： Ｔ Ｍ９ ２ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ － ０ ６ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ３ ７ ０３ －
Ｃｏ ｕｒ ｓ ｅ Ｃｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ｏ ｎ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ
Ｌ Ｉ Ｗｅ ｎ － ｊ ｕ ａ ｎ， Ｙ ＡＮ Ｇ Ｄ ｏ ｎ ｇ — ｙ ａ ｎ ｇ ，Ｚ ＨｏＵ Ｍｅ ｉ — ｌ ａ ｎ ，Ｚ ＨｏＵ Ｙｏ ｎ ｇ － ｑ ｉ ｎ， Ｇ Ａｏ Ｈａ ｎ － ｙ ｉ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ＆Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ８ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
法 Ｊ ， 所 以课程 内容 的选 取 要 突 出 电力 电 子 技术 的
电力电子实验报告——单相桥式半控整流电路仿真
仲恺农业工程学院实验报告自动化（院、系）自动化专业121 班组电力电子实验课学号201210344105 姓名彭森荣日期2014年11月20日教师评定实验一：单相桥式半控整流电路仿真一、实验目的：1.通过实验了解单项桥式半控整流电路的工作原理；2.通过仿真发现在没有续流二极管时发生失控的波形图，并分析；3.初步熟悉multisim 13软件的使用。
二、实验器材：实验PC机、multisim 13电路仿真软件等。
三、实验原理：单项桥式半控整流电路中，假设负载的电感很大，且电路已工作在稳态的时候。
在输入交流正弦电压u2，晶闸管在α处的上升沿进行触发，两个不同的触发信号使得两个晶闸管在不同时刻触发。
在u2的正半周，触发信号给VD1进行触发，此时VD2关断，与D4形成通路，构成正向导通桥式电路，这个阶段，若忽略器件的通态电压，那么输出的电压变为0，不会出现负数的情况；同样，当在u2的负半周时，当触发信号到达的时候，VD2被触发而开通，VD1关断，与D3形成通路，构成反向导通桥式电路，这个阶段中，同样假设忽略器件的通态，那么当U2过零边正时，输出电压又变为零。
两次触发使得电流大方向并不发生改变，从而使得输出的电流和电压都是在坐标轴的上方，即数值均不为负数，因此达到了整流的效果。
本实验在进行仿真的时候，没有用到续流二极管（其作用是防止在实际运用的1 / 52 / 5 时候发生失控）进行续流，而是用开关对晶闸管VD2进行间接控制，以便看到失控时的仿真效果。
四、 实验步骤与内容：1. 按照原理的实验图在multisim 中进行操作，如图（1）所示；2. 对脉冲信号源V2，V3进行数据的修改，其中V2修改如图（2）所示，V （3）的修改如图（3）所示；3. 修改电感L 的数据和电阻R 的阻值，不断测试数据是否合适仿真，并把电流器和电压器的阻值分别改为11.246Ω和113.82M Ω；4. 把输入的信号源的相角值由0改为36°，以观察此时的波形图；5. 电子元件的数据修改完成后，点击开始仿真，并打图（1） 图（2）图（3）3 / 5开示波器观察示波的波形，适当时候把开关打开，再观察波形；6. 形成报告，分析结果。
电力电子技术 仿真实验 实验一 单相桥式全控整流电路
《电力电子技术》仿真实验实验一单相桥式全控整流电路说明：1、为选修《电力电子技术》的工科本科生编写的实验指导书；2、课前安排了一节Matlab、Simulink入门课，让同学们仿真了单相桥式不可控整流电路；3、本指导书适用于新版本Matlab。
实验一单相桥式全控整流电路一、实验目的1、掌握单相桥式全控整流电路的工作原理；2、掌握单相桥式全控整流电路的仿真方法；3、了解不同类型负载输出波形的差异。
二、实验环境及器件仿真软件：Simulink所用器件如下表1所示（以Matlab2019b版本为例）。
表1 实验器件三、实验原理（a ）电阻负载（b ）阻感负载图1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路是常用的单相整流电路之一，主电路由两对桥臂构成，晶闸管VT 1和VT 4组成一对桥臂，VT 2和VT 3组成另一对桥臂。
认为输入电压u2正半周时上端电压为正。
1、电阻负载如图1（a ）所示，以一个电流周期为例，在正半周时某一时刻t ，触发VT 1和VT 4可导通流过电流，若交流电周期为T ，则VT 1和VT 4在T/2时刻，电压过零变负时关断。
在T/2+t 时刻触发VT 2和VT 3可以导通，VT 2和VT 3在T 时刻电压过零变正时关断。
整流电压的平均值为：2211cos sin d()0.92d U t t U πααωωπ+==⎰ 其中α为时刻t 对应的电角度，U 2为输入交流电的电压幅值，α的变化范围为0~180°。
2、电感电阻负载如图1（b ）所示，VT 1和VT 4导通后，电压过零变负时，由于电感的作用，仍有电流流过VT 1和VT 4，VT 1和VT 4不会关断，直到在T/2+t 时刻触发VT 2和VT 3导通，反向电压使VT 1和VT 4关断。
同理，VT 2和VT 3导通后，电压过零变正时不会关断，直到VT 1和VT 4导通时承受反向电压关断。
整流电压的平均值为：d 221sin d()0.9cos U t t U παωωαπ+==⎰其中α为时刻t 对应的电角度，U 2为输入交流电的电压幅值，L 极大时，α的变化范围为0~90°。
电力电子实验报告
实验一：单相半波可控整流电路的仿真一、实验名称：单相半波可控整流电路的仿真二、实验原理：在大功率的电力电子电路中广泛采用可控整流电路对输出电压进行控制和调整，以满足各种功率较大的用电器对电源的要求。
可控整流电路最常用的控制器件是晶闸管，因为晶闸管性能可靠、价格低廉、控制电路简单。
整流电路按负载的不同可以分为带电阻负载和带阻感负载两种情况。
在生产实践中，更常见的是后者，即既有电感又有电阻，若负载中感抗ωL>>电阻R时，负载主要呈现为电感，成为电感负载。
三、仿真电路图各项参数为：图中V3 为220V, 50Hz 的正弦交流电源，X1 为晶闸管，V2 为晶闸管的触发脉冲信号源。
触发脉冲的幅度为-10V（对门、阴极间而言是＋10V），脉冲宽度为0.lms，上升、下降时间均为1us，周期等于输入电源V3 的周期(20ms)。
电组R=2Ω，电感L取6.5mH。
四、波形图分析：电压波形图：现象：电压有跳变！上面是电阻电压，下面是电感电压。
相加大概为110V 左右，实验时占空比是50%，正好是110V。
电压突变是晶闸管由断态转向触发时所致。
电感两端的电压电流波形图：现象：上面是电感电流，下面是电感电压。
电压跳变是电流过0点时，晶闸管由断态触发开通时，由于电感L作用使电流不能突变。
电感很大的时候会没有跳变或跳变很小。
电阻电压电流波形图：结论：有跳变，电流从正向负跳变时候跳变要剧烈一点。
五、心得体会：通过本次实验基本上学会了此软件的基本用法。
同时仿真了单相半波可控整流电路，验证了晶闸管的作用及观察到其对电路的影响。
实验二：三相半波可控整流电路的仿真刘峻玮222007322042015 工程技术学院自动化1班一、实验名称：三相半波可控整流电路的仿真二、实验原理：当整流负载容量很大时，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电流，其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相电路可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路以及双反星形可控整流电路等等，均可在三相半波的基础上分析。
电力电子Simulink仿真——整流电路
电⼒电⼦Simulink仿真——整流电路1. 单相可控整流电路1.1 单相半波课本P44晶闸管处于断态时，电路中⽆电流，负载电阻两端电压为零，u2全部施加在VT两端。
如在u2正半周晶闸管承受正向阳极电压期间给VT门极加触发脉冲，则VT开通。
式3-1：{U_d} = \frac{{\sqrt 2 {U_2}}}{{2\pi }}(1 + \cos \alpha )模型：输⼊电压：100V峰值，50Hz；触发：45°，5%；晶闸管压降：0.8V；负载电阻：5Ω。
得到输出如下：按照公式计算输出电压平均值为27.2V，实际输出电压均值26.9V，这是由晶闸管的导通压降引起的。
阻感负载：课本P45到u2由正变负的过零处，电流id已经处在减⼩的过程中，但尚未降到零，因此VT保持通态。
此后，电感L中储存的能量逐渐释放，直⾄id过零点处晶闸管关断并⽴即承受反压。
电阻5Ω，电感0.02H，输出波形如下。
续流⼆极管：课本P46与没有续流⼆极管时的情况相⽐，在u2正半周时两者的⼯作情况是⼀样的；当u2过零变负时，VDR导通，ud为零。
此时负的u2通过VDR向VT施加反压使其关断，L中储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流。
为观察电流连续的情况，将L改为0.05H，同时添加了⼆极管，如下图所⽰。
波形：1.2 单相桥式全控课本P47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。
在u2正半周，若给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流经VT1、R 和VT4流动。
在u2负半周，VT2和VT3导通。
式3-9：{U_d} = \frac{{\sqrt 2 {U_2}}}{\pi }(1 + \cos \alpha )模型：按照公式计算输出电压平均值为54.3V，实际输出电压均值52.6V，这是由晶闸管的导通压降引起的。
阻感负载：课本P49加⼊0.05H电感。
电力电子电路缓冲器研究与仿真
电力电子电路缓冲器研究与仿真研究背景电力电子技术在电力系统中起着重要的作用，其应用已经涉及到许多领域。
电力电子电路缓冲器作为电力电子技术的重要组成部分之一，在电力电子电路中具有重要的功能和意义。
随着电力电子技术的不断发展和进步，电力电子电路缓冲器的研究也变得越来越重要。
电力电子电路缓冲器可以提供对电力电子器件的控制和保护，能够调节电力电子器件的功率输出，提高系统的稳定性和可靠性。
电力电子电路缓冲器在电力系统中的应用广泛，包括逆变器、变频器、电力调节器等。
它们能够实现能量的转换和传输，提高能源效率，减少能源浪费，对推动电力系统的发展和改善电力质量具有重要意义。
因此，对电力电子电路缓冲器进行深入研究和仿真分析，能够为电力系统的稳定运行和性能优化提供重要支持和指导，对电力电子技术的发展具有重要意义。
电力电子电路缓冲器有多种类型，包括电阻缓冲器、电容缓冲器和电感缓冲器等。
下面将介绍它们的原理、特点和应用场景。
电阻缓冲器电阻缓冲器是一种常见的电力电子电路缓冲器。
它使用电阻元件来减小电流的变化率，从而减少因突变电流引起的电压波动。
电阻缓冲器可以有效地保护电路中的其他元件免受过大的电流冲击。
它的原理简单，适用于各种电路，特别是在需要稳定电压输出的场景中常被使用。
电容缓冲器电容缓冲器是另一种常见的电力电子电路缓冲器。
它利用电容元件的充放电特性来平滑电压波动，降低峰值电压，并延长短暂电流脉冲的时间。
电容缓冲器适用于需要稳定电压输出的场景，尤其是在对电流响应时间要求较高的电路中。
电感缓冲器电感缓冲器使用电感元件来抵抗电流的变化率，从而减少电压的变化。
它通过电感的储能和释能来实现电流的平滑过渡，减少电路中的电压波动。
电感缓冲器在保护电路中的其他元件免受电压峰值和电流突变的影响方面具有良好的效果。
它常被应用于需要高度稳定性和电流保护的电路中。
以上是不同类型的电力电子电路缓冲器的简要介绍，它们都在特定的应用场景中发挥着重要的作用。
电力电子仿真实验报告
电力电子仿真实验报告电力电子仿真实验报告概述：电力电子是现代电力系统中的重要组成部分，其在电能转换、调节和控制方面发挥着关键作用。
为了更好地理解电力电子的工作原理和性能特点，本次实验通过电力电子仿真实验平台进行了一系列电路的仿真实验，以探索电力电子在电力系统中的应用。
实验一：单相半桥逆变器单相半桥逆变器是一种常见的电力电子设备，可以将直流电压转换为交流电压。
本实验中，通过仿真平台搭建了一个单相半桥逆变器电路，并进行了性能测试。
通过改变输入直流电压和负载电阻，观察逆变器的输出波形和效率变化。
实验结果表明，逆变器的输出波形呈现出交流正弦波，并且随着输入电压和负载电阻的变化，逆变器的效率也相应变化。
实验二：三相全桥整流器三相全桥整流器是一种常用的电力电子设备，可以将三相交流电转换为直流电。
本实验中，通过仿真平台搭建了一个三相全桥整流器电路，并进行了性能测试。
通过改变输入交流电压的幅值和频率，观察整流器的输出直流电压和纹波变化。
实验结果表明，整流器的输出直流电压稳定，纹波较小，且随着输入电压的增加，输出直流电压也相应增加。
实验三：PWM调制技术PWM调制技术是电力电子中常用的调节技术，通过改变脉冲宽度来实现对输出电压的调节。
本实验中，通过仿真平台搭建了一个PWM调制电路，并进行了性能测试。
通过改变调制信号的频率和占空比，观察PWM调制电路的输出波形和频谱变化。
实验结果表明，PWM调制电路能够产生稳定的输出波形，并且通过调节占空比可以实现对输出电压的精确调节。
实验四：电力电子应用案例电力电子在现代电力系统中有着广泛的应用，例如变频器、充电器、逆变器等。
本实验中，选择了一个典型的电力电子应用案例进行仿真实验。
通过搭建相应的电路和参数设置，观察电力电子设备在实际应用中的性能表现。
实验结果表明，电力电子设备能够实现电能的高效转换和精确控制，为现代电力系统的稳定运行提供了重要支持。
结论：通过电力电子仿真实验，我们深入了解了电力电子的工作原理和性能特点。
电力电子作业三相桥式全控整流电路的仿真
三相桥式全控整流电路的仿真摘要三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有非常重要的作用。
本文在研究全控整流电路理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,对三相电源电压、电流以及负载特性进行了动态仿真与研究，并且对三相电源电流以及负载电流、电压进行分析。
仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术课程实验提供了一种较好的辅助工具。
关键词:Matlab；整流电路；动态仿真；建模一、电路图及工作原理图1.1 三相桥式全控整流电路原理图在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。
由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。
很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半。
为了分析方便，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管VT1和VT4接a相，晶闸管VT3和VT6接b相，晶闸管VT5和VT2接c相。
晶闸管VT1、VT3、VT5组成共阴极组，而晶闸管VT2、VT4、VT6组成共阳极组。
为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律，分析输出波形的变化规则，下面研究几个特殊控制角，先分析α=0的情况，也就是在自然换相点触发换相时的情况。
图1.1是电路接线图。
为了分析方便起见，把一个周期等分6段。
在第（1）段期间，a相电压最高，而共阴极组的晶闸管VT1被触发导通，b相电位最低，所以供阳极组的晶闸管VT6被触发导通。
这时电流由a相经VT1流向负载，再经VT6流入b相。
变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。
加在负载上的整流电压为ud=ua-ub=uab经过60°后进入第(2)段时期。
这时a相电位仍然最高，晶闸管VTl继续导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管VT2，电流即从b相换到c相，VT6承受反向电压而关断。
《电力电子电路的计算机仿真》训练报告(doc 22页)
《电力电子电路的计算机仿真》训练报告(doc 22页)《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师2011年12 月日摘要PWM控制技术是逆变电路中应用最为广泛的技术，现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆变电路。
为了对PWM型逆变电路进行分析，首先建立了逆变器控制所需的电路模型，采用IGBT作为开关器件，并对单相桥式电压型逆变电路和PWM控制电路的工作原理进行了分析，运用MATLAB中的SIMULINK 对电路进行了仿真，给出了最终仿真波形。
关键字：双极性模式pwm逆变电路matlaB仿真目录摘要 1 一逆变电路相关概述 3 二主电路工作原理说明8 三主电路设计的详细过程10 四仿真模型的建立及各模块参数设置11 五仿真结果分析15 六总结18 七参考文献19 八体会20一概述1.1MATLAB的介绍MATLAB (Matrix Laboratory)为美国Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的数值分析和计算软件，其功能不断扩充，版本不断升级，1992年推出划时代的4.0版，1993年推出了可以配合Microsoft Windous使用的微机版，95年4.2版，97年5.0版，99年5.3版，5.X版无论是界面还是内容都有长足的进展，其帮助信息采用超文本格式和PDF格式，可以方便的浏览。
至2001年6月推出6.1版，2002年6月推出6.5版，继而推出6.5.1版, 2004年7月MATLAB7和Simulink6.0被推出，目前的最新版本为7.1版。
MATLAB将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起，为用户提供了一个强有力的科学及工程问题的分析计算和程序设计工具，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，是具有全部语言功能和特征的新一代软件开发平台。
MATLAB 已发展成为适合众多学科，多种工作平台、功能强大的大型软件。
电力电子仿真实验
《电力电子技术》仿真实验报告姓名: 学号：班级:专业: 电气工程及其自动化成绩:任课教师:实验一单相桥式全控整流仿真实验一．实验目的1．通过Matlab软件对单相桥式整流电路中阻性负载电路在不同的触发角情况下的工作特性进行分析。
2．掌握单相桥式全控整流电路原理以及阻性负载的工作特性；能够对仿真结果进行电路分析。
二．实验设备1．计算机一台；2．MATLAB软件三．实验内容1.单相桥式整流电路基本原理(1)晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周期承受电压u2，得到触发脉冲导通，当u2过零时关断；(2)VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周期承受电压-u2，得到触发脉冲导通，当u2过零点时关断。
2.仿真模型介绍模型参数设置交流电源参数脉冲信号发生器参数Pulse Generator的参数Pulse Generator1的参数示波器参数示波器五个通道信号依次是：通道晶闸管电流I a,晶闸管电压U a,电源电流i2,通过负载电流I d，负载两端的电压U d；电阻R=1Ω。
3.仿真波形分析触发角α=0。
时仿真波形触发角α=30。
时仿真波形触发角α=60。
时仿真波形触发角α=90。
时仿真波形在电源电压正半波（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VT1和VT4，晶闸管VT1和VT4开始导通，形成负载电流i d负载上有输出电压和电流。
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。
在电源电压负半波（π~2π）区间，晶闸管TV1和VT4承受反向电压而处于关断状态，晶闸管VT2和VT3承受正向电压，脉冲UG在ωt=α处触发，晶闸管VT2,VT3开始导通，形成负载电流i d,负载上有输出电压和电流。
四．思考题（思考题，可根据思考程度，自行添加。
红字部分，自行删除）1.增大触发角，对输出电压平均值有什么影响？Ud=0.9U2（（1+cosα）/2）当α=0时，Ud=0.9U2当α=180时，Ud=0所以触发角越大，输出平均电压越小。
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PSpice的电力电子电路仿真
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 115【关键词】电力电子 计算机技术 变压器电力电子系统通常是由开关装置、模拟电路、数字电路等电力电子器件构成的非线性数模混合系统，其中每个部分所遵守的物理法则各不相同，给设计和分析工作带来了一定的难度，因此必须要在设计前，展开仿真实验，建立虚拟电路模型，展开计算，得出接近实际的电路结果，从而有效节省开发的成本和时间，节省设计人员精力，从而更加集中投入的设计电路。
1 PSpice的基本构成和模拟功能1.1 基本构成PSpice 软件是一种电力电子电路仿真模拟软件，主要承担着在设计电路硬件的过程中，模拟设计电路的工作。
PSpice 软件主要由六个基本模块构成，包括了：电路原理图编辑程序、电路仿真程序、激励源编辑程序、模型参数提取程序、元件模型参数库、输出结果绘图程序。
通过综合运用这六个模块，完成对电路中参数的设置，就能够保证电子电路的设计结果最优。
1.2 模拟功能在PSpice 软件的模拟功能可以分为两种，一种是模拟直流电路功能，一种是模拟电路直流小信号传输函数功能。
前者是指，PSpice 软件在模拟过程中会根据电路的直流工作点，计算出当电容开路中，计算电路的节点；后者是指PSpice 软件可以在计算电数的过程中同时确定直流小信号的工作输出电路以及直流转移基于PSpice 的电力电子电路仿真文/崔朔 易炳旭 董有强性曲线的结果，同时还能够确定小信号的相关基础数据，包括模型参数、几何线形、分析频域以及噪声，从而实现对电路整体细节上的仿真工作。
2 建模分类和仿真过程2.1 电路建模分类在进行具体的仿真之前还需要建立虚拟的电路模型，而在建立电路模型之前，首先要综合考虑计算机技术仿真的具体需求之后，在展开具体的建模工作。
建模要在固定的电压电流的温度范围内，确定相关器件的参数物理量，根据具体的分析过程，对电路模型进行进一步的优化，保证器件方案的最优化。
电力电子技术-单相三相桥式可控整流电路仿真实验
3. 实验报告内容 （1）分析图4.1 所示三相桥式可控整流电路的工作原理。 （2）按照实验步骤的要求，记录有关波形和观测数值，分析并得出结 论。
思考题： 1）在相同的电源电压下和负载下，比较三相桥式整流电路与单相桥式 整流电路输出电压的高低差异，试分析造成该差异的原因。 2）在相同的阻感负载下，比较三相桥式整流电路与单相桥式整流电路 输出电流的脉动幅度大小的差别，试分析造成该差异的原因。
滞后相位＝ α × 0.02 (α为触发角，单位为角度） 360
交流－直流变换器(6)
脉冲发生器2(ug2)：周期（period, s）＝0.02 ； 脉冲宽度（pulse width, % of period）＝2; 滞后相位（phase delay, s）=0.01; (α=0˚)
滞后相位＝0.01+ α × 0.02 (α为触发角，单位为角度）
图4.1
交流－直流变换器(6)
2. 实验步骤 1）打开文件“EXP4_r3.mdl”，自动进入simulink仿真界面，在编辑器窗 口中显示如图4.2 所示的三相桥式可控整流电路的模型。
交流－直流变换器(6)
图4.2 三相桥式可控整流电路的模型
交流－直流变换器(6)
2）了解图4.2电路模型中各元件上需设定的参数
的值。将不同控制角时得到
的Ud1和Id1与理论计算的结
果相比较，并根据实测的数
据画出电阻负载时移相控制
特性曲线
Ud = f1(α )
α=0˚
交流－直流变换器(6)
注意：α变化时只需改变 脉冲发生器中滞后相位的设 定值。要保证脉冲发生器1和 4的设定相同，2和3的设定相 同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1.3 仿真 系统仿真是建立系统、过程、现象和环境的模型（物理模 型、数学模型或其他逻辑模型），在一段时间内对模型进行操作，应 用于系统的测试、分析或训练。
计算机仿真3要素和3个基本活动 模型建立是通过对实际系统的观测或检测，在忽略次要因素及不可检 测变量的基础上，用物理或数学的方法进行描述，从而获得实际系统 的简化近似模型 仿真模型反映了系统模型（简化模型）同仿真器或计算机之间的关系， 它应能为仿真器或计算机所接受，并能进行运行 仿真实验是指对模型的运行
第 1章 绪 论
归纳为：
计算机（数字）仿真是在计算机上，建立形式化的数学模型，然后 按一定的实验方案，通过数值计算的方法展开系统的模型来获得系统 的（动态）行为，从而研究系统的过程。 计算机仿真涉及两步重要的工作： ①必须建立系统的模型； ②要在计算机上对模型进行数值计算。如加以区分，前者称为建模， 而后者可以称为展模。
仿真是基于模型的活动，首先要针对实际系统建立其模型。 然后在上述模型的基础上进行仿真建模。
下一步程序设计即将仿真模型用计算机能执行的程序来描述。 最后要对仿真输出进行分析。
第 1章 绪 论
1.4 计算机仿真技术在电力电子系统中的应用
电力电子技术的现状：
电力电子技术应用范围不断扩大 复杂的非线性数模混合系统 成本增加 设计和分析均带来了巨大的困难 安全性、经济性及进行实验研究的可能性等在现场实验中往往不易做到。
从以下一些方面描述了“仿真”的概念：
对象：仿真针对的对象是系统，包括客观存在的系统与设计中的 系统。 目的：获得系统的动态行为。这是仿真的直接目的。由此而分析 系统、设计系统或进行决策是仿真活动的间接目的。 方法：通过展开系统的模型来获得系统的行为或特性。使用模型 是仿真活动的一个重要特征：这表明获得系统的行为不是 直接对系统进行操作，而是对系统的模型进行操作。为此 首先要建立系统的模型。 方法的实现：应用数值计算的方法来展开模型，获得模型在一定 输入下的输出。这是仿真与其他基于模型分析方法的主要 区别。 设施：计算机。数值计算是在计算机上进行的。
电力电子电路仿真 －MATLAB和PSpice应用
第 1章 绪 论
计算机仿真是建立需研究系统的模型，进而在计算机上对模型进行实 验研究的过程 计算机仿真方法是以计算机仿真为手段，通过在计算机上运行模型来 再现系统的运动过程，从而认识系统规律的一种研究方法 计算机仿真技术是以计算机科学、系统科学、控制理论和应用领域有 关的专业技术为基础，以计算机为工具，利用系统模型对实际的或设 想的系统进行分析与研究的一门新兴技术。现代计算机仿真技术综合 集成了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自 动控制等多个高新技术领域的知识，是系统分析与研究的重要手段。 计算机仿真技术具有良好的可控性、无破坏性、安全、可靠、不受外 界条件的限制、可多次重复、高效和经济性等特点 计算机仿真技术经历了模拟计算机仿真、混合计算机仿真、专用数字 计算机仿真、通用数字计算机仿真等阶段，目前已进入基于网络的分 布仿真阶段
第 1章 绪 论
1.3.2 计算机仿真方法的特点
（1）模型参数任意调整 （2）系统模型快速求解 （3）运算结果准确可靠 （4）仿真的结果形象直观
1.3.3 计算机仿真方法的作用 （1）优化系统设计 （2）降低实验成本 （3）减少失败风险 （4）提高预测能力
第 1章 绪 论
1.3.4 计算机仿真的步骤
第 1章 绪 论
1.1.2 模型 在科学方法论中，把模型界定为人们为了特定的研究 目的而对认识对象所做的简化描述
模型方法是通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法 可以把模型看作是原型物质的或观念上（如数学的）的类似物 模型分为实物模型和抽象模型两大类 1. 建模活动 模型作为系统的原型在研究时的“替身”，在选择模 型时，要以便于达到研究的目的为前提
第 1章 绪 论
1.1 仿真的基本概念（3个基本概念）
1.1.1 系统 定义为具有一定功能，按某种规律相互联系又相互作 用着的对象之间的有机组合 任何系统的研究都需要关注3个方面的内容，即实体、属性和活动：
实体 组成系统的具体对象； 属性 实体所具有的每一项有效特性（状态和参数）； 活动 系统内对象随时间推移而发生的状态变化。
模型的描述经常可以采用下述一些原则：
（1）相似性 （2）切题性 （3）吻合性 （4）可辨识性 （5）简单化 （6）综合精度
第 1章 绪 论
2. 模型描述的层次 模型可以在不同的抽象层次上来描述一个系统 ： （1）行为层次 （2）状态结构层次 （3）分解结构层次 3. 数学模型 数学模型是根据物理概念、变化规律、测试结果和经验 总结，用数学表达式、逻辑表达式、特性曲线、实验数据等来描述某 一系统的表现形式。数学模型一般是数学方程组。
计算机仿真中采用的模型是数学模型 本质是关于现实世界一小部分和几个方面抽象的数学“映像” 系统的属性用变量表示，而系统的活动则用相互关联的变量间的数学 函数关系式来描述 不可能对系统作完全真实的描述，而只能根据研究目的对它作某种近 似简化的描述
第 1章 绪 论
系统 模型建立 仿真试验 模型 仿真模型建立 计算机
微分方程的数字解法、离散相似法是数字仿真的基础。
第 1章 绪 论1.Biblioteka 仿真的分类模型 物理仿真
数学仿真 半实物仿真
计算机类型 模拟计算机仿真
数字计算机仿真 数字模拟混合仿真
时钟比例关系 实时仿真
亚实时仿真 超实时仿真
系统模型的特性 连续系统仿真
离散事件系统仿真
第 1章 绪 论
1.3 计算机仿真
第 1章 绪 论
电子电路设计自动化（Electronic Design Automation, EDA） 已经渗入 到电子电路设计的各个领域，例如原理图设计、逻辑或模拟电路仿真、 优化设计、最坏条件分析、印刷电路板设计等 电力电子电路的EDA工具也得到了长足的发展。 此类工具大体包括： ①传统的电子电路设计软件。通过引入新的电力电子器件模型可将软件 的应用领域扩展到电力电子系统的设计之中，例如为我国电路设计人 员所熟知的PSpice； ②专用领域仿真软件。例如在控制系统仿真软件MATLAB中加入以理想 开关模型为代表的电力电子器件模型，从而使软件在原有研究领域中 面对采用电力电子装置的问题时仍可进行有效的仿真； ③开发新的电力电子系统专用仿真软件。例如以开关电源设计为目的的 SIMPLIS、PSIM等。