电力电子技术仿真课程设计

《电力电子技术课程实习》

目录

课程实习目的 (2)

实习要求 (2)

实习一单相半波可控整流电路仿真 (3)

实习二三相半波可控整流电路仿真 (9)

实习三三相桥式全控整流电路仿真 (15)

实习四三相桥式有源逆变电路仿真 (21)

课程实习总结 (24)

工厂实习总结 (25)

电力电子技术电路仿真

一、课程实习目的

本课程实习包括两部分，一部分为建模与仿真实习，一部分为参观实习通过建模与仿真实习，使学生能够对“电力电子技术”教材中的主要电子电路进行建模与仿真，基本掌握电路的原理及参数设定和调整方法，提高学生分析问题和解决问题的能力；通过参观实习增加学生的感性认识，了解现场主要设备的用途和电气线路的作用、原理和电气性能。在实习的过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学的理论知识分析和研究实际生产过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位打下一定的

基础。

二、实习要求：

通过一周实习使学生对课程所学内容有一个连贯性，综合性的认识，通过实习可以加深对理论的理解，培养和提高学生独立动手能力和分析解决问题的能力。具体的说，学生在完成指定的实习任务后，应具备以下能力：

(1)熟悉MATLAB的Simulink和SimPowerSystem模块库使用

(2)熟练掌握基本电力电子电路的仿真方法

(3)掌握电力电子变流装置触发、主电路及驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路。

(4)能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实习中遇到的问题。

(5)能够综合实验数据，解释现象，编写实习报告。

实习一单相半波可控整流电路仿真

一、电路原理图

单相半波可控整流电路。电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成。改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。

二、建立仿真模型

1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。

2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成单相半波整流电路的元器件有交流电源、晶闸管、RLC负载。

3．将电路元器件模块按单相整流的原理图连接起来组成仿真电路。

三、设置模型参数

设置模型参数时保证仿真准确和顺利的重要一步。有些参数由仿真任务决定，如电压、电流等，有些参数是需要通过仿真来确定的。设置模型参数可以双击模块图标，弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。在本例中，参数设置如下：

1．交流电源：电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°。

2．晶闸管：晶闸管直接使用了模型的默认参数，也可以另外设置。

3．触发脉冲：幅值10，脉宽10，周期0.02s。

4．负载：电阻2欧。

四、模型仿真

在模型开始仿真前还必须首先设置仿真参数。在菜单中选择Simulation，在下拉菜单中选择Simulation parameters，在弹出的对话框中设置的项目很多。主要有开始时间、终止时间、仿真类型等。

在参数设置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若要中途停止仿真可以选择Stop。

在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。在需要观察的点上放置示波器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形。

（一）电阻性负载仿真波形

（二）电阻电感负载接续流二极管时的仿真

如果要研究电感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。设R的值为2Ω，L的值为0.01H，在负载并接二极管

并接二极管

五、仿真波形分析

通过公式：

可知，通过控制触发角的相位，即可改变输出电压的大小。

在电阻负载的波形中：输出电压和电流波形相同。由于是电阻负载，所以对电流的阻碍小，

没有续流的作用，所以Ud电压不可能出现负值。

在阻感负载有续流二极管的波形中：由于电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。所以Ud有负值的情况，但当加上续流二极管时，当u2过零变负时，VDR 导通，ud为零，VT承受反压关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，这时Ud=0，所以也不存在为负值的情况。但输出电流为连续的近似恒定值。

实习二三相半波可控整流电路仿真

一、三相半波可控整流电路原理图

三相半波可控整流电路原理图

三相半波可控整流电路原理图

二、建立仿真模型

1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。

3．将电路元器件模块按三相半波可控整流电路原理图连接起来组成仿真电路如下图所示。

三、设置模型参数

双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。仿真参数的设置如下：

1．交流电源。电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°，

2．晶闸管。晶闸管直接使用了模型的默认参数，也可以另外设置，

3．负载RLC。根据负载要求设置。

4．晶闸管的触发电路。本实习晶闸管的触发采用简单的脉冲发生器来产生。控制角以脉冲的延迟时间来表示，

（1）纯电阻