《电力电子电机控制系统仿真技术》洪乃刚第章 PPT
合集下载
相关主题
- 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)。
R0.5
ud / V, id / A
400 300 200 100
0 -100 -200 -300 -400
0
ud id
0.02
0.04
0.06 t/s
0.08
0.1
0.12
R 0.5 L 10 mh
ud / V, id / A
300 200 100
0 -100 -200 -300
0
ud id
Scope 7
iak Scope 1
vak Scope 2
i +
Current M e a su re m e n t
Seri es RLC Branch
In
Mean
Mean Value
Id Scope 5
id Scope 3
+ v
Vol tage M e a su re m e n t1
Ud
In
Mean
-400 0
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
3.4.2单相桥式整流电路仿真 一 单相桥式整流电路模型
+
us
v
-
ab
us
Cl ock
t
g +
A
B
Uni versal Bri dge
i +
Current M easurem ent
Seri es RLC Branch
id
+ v
六种开关可以选 择，即二极管、 晶闸管、GTO、 MOSFET、IGBT 和理想开关
通用桥晶闸管类器件电路结构 通用桥可关断类器件电路结构
3.3 驱动模块
3.3.1 同步六脉冲发生器（Synchronized 6-Pulse Generator）
三相桥式整流 电路有两种触发方 式，即宽脉冲触发 和双脉冲触发，两 种触发方式可以在 对话框中选择。双 击三相桥模块，弹 出对话框，在对话 框中选中double pulse，则为双脉冲 触发，否则为宽脉 冲触发方式。同时 在框中还可以设定 脉冲的宽度和重复 频率。
0.02
0.03 t/s
0.04
0.05
0.06
2.电感负载 L=10mh
60
2.电感负载 L=10mh
120
ud / V id / A
ud / V id / A
400 200
0 -200 -400
0
400 200
0
ud id
0.01
0.02
0.03 t/s
0.04
0.05
0.06
ud id
-200
导通电阻 Ron 导通电感 Lon
寄生二极管电阻 Rd
寄生二极管正向 电压Vf 初始电流 Ic
缓冲电阻 Rs 缓冲电容 Cs
单位 欧姆 Ω 亨利 H 欧姆 Ω
伏V
安培 A 欧姆 Ω 法拉 F
3.1.5 绝缘栅双极型晶体管模型
（IGBT）
IGBT参数
单 位 备注
导通电阻 Ron
欧姆 带反并 Ω 联二
第3章 电力电子模块和
变流电路仿真
MATLAB电力电子器件模型使用的是简化 的宏模型，它只要求元器件的外特性与实际 器件特性基本相符 。
开关特性是电力电子器件的主要特性，
不同电力电子器件模型的区别主要在开关逻
辑不同，开关逻辑决定了各种器件的开关特徵。 模型中的电阻Ron和直流电压源Vf分别用来反 映电力电子器件的导通电阻和导通时的门槛电 压。串联电感限制了器件开关过程中的电流升 降速度，模拟器件导通或关断时的动态过程。 MATLAB电力电子器件模型一般都没有考虑器 件关断时的漏电流 。
3.1.3 可关断晶闸管模型（GTO）
可关断晶闸管 参数名
导通电阻 Ron
内部电感 Lon
正向电压Vf
电流10%下降 时间 Tf
电流拖尾时间 Tt
初始电流 Ic
缓冲电阻 Rs
缓冲电容 Cs
单位
欧姆 Ω 亨利 H
伏V 秒s
秒s
安培 A 欧姆 Ω 法拉 F
3.1.4电力场效应管模型（MOSFET）
MOSFET参数
导通电感 Lon 亨利 H
正向电压 Vf
伏特 V
极管 模型 仅有
电流10％下降时 秒 S 导通
间 Tf 电流拖尾时间 Tt
初始电流 Ic
秒S 安培 A
电阻、 缓冲 电阻 和缓
缓冲电阻 Rs
欧姆 Ω
冲电 容
缓冲电容 Cs 法拉 F
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
3.2通用桥式电路模块
3.3.2 PWM脉冲发生器 （PWM Generator）
可以为GTO、MOSFET、 IGBT等自关断器件组 成的一相、二相和三相 桥式变流 电路提供驱动信号
晶闸管整流电路仿真
一 单相半波整流电路仿真
g
m
a
来自百度文库
k
VT
De m u x
+
us
v
-
Vol tage M e a su re m e n t
仿真参数 仿真时间：0～0.2 s，仿真算法：ode45。
例3.1 用图3.30模型观察单相半波整流电路在电 阻和纯感负载时的工作情况。
1. 电阻负载 2. 控制角
60
ur,Ud / V,ir / A
400 300 200 100
0 -100 -200 -300 -400
0
ur
ir Ud
0.01
电力电子器件模型必须连接在电路中使用，
也就是要有电流的回路，但是器件的驱动仅仅 是取决于门极信号的有无，没有电压型和电流 型驱动的区别，也不需要形成驱动的回路。
3.1 电力电子器件模型 3.1.1 二极管模型
二极管参数 单位
导通电阻 Ron
电感
Lon 正向电压 Vf
欧姆 Ω
亨利 H
伏特 V
初始电流 Ic 安培 A
ud
ab1
30 Constant
0 Constant1
T erm i nator
alpha_deg
AB
BC
puls es
CA
Bloc k
6-Pul se Generator
Dem ux1
Mux
U S22 V ,0f5H 0 z
例3.2 观察单相桥式整流电路工作情况
电源电压
U S 220 V f 50 Hz
缓冲电阻 缓冲电容
Rs 欧姆 Ω
Cs 法拉 F
3.1.2
晶闸管模型
晶闸管参数名 单 位 导通电阻 Ron 欧姆 Ω
备注
内部电感 Lon 亨利 H
正向电压 Vf 伏特 V
擎住电流 I1 关断时间 tq
安培 A 普通模型
秒s
没有
初始电流 Ic 安培 A 缓冲电阻 Rs 欧姆 Ω 缓冲电容 Cs 法拉 F
0.02
0.04
Mean Value1
Scope 6
urud Scope 4
t
Cl ock
Scope
alpha Constant
0 Constant1
T ermi nator
alpha_deg
AB
BC
puls es
CA
Bloc k
6-Pul se Generator
De m u x1
单相半波整流模块参数表3.10
Scope 8
ud / V, id / A
400 300 200 100
0 -100 -200 -300 -400
0
ud id
0.02
0.04
0.06 t/s
0.08
0.1
0.12
R 0.5 L 10 mh
ud / V, id / A
300 200 100
0 -100 -200 -300
0
ud id
Scope 7
iak Scope 1
vak Scope 2
i +
Current M e a su re m e n t
Seri es RLC Branch
In
Mean
Mean Value
Id Scope 5
id Scope 3
+ v
Vol tage M e a su re m e n t1
Ud
In
Mean
-400 0
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
3.4.2单相桥式整流电路仿真 一 单相桥式整流电路模型
+
us
v
-
ab
us
Cl ock
t
g +
A
B
Uni versal Bri dge
i +
Current M easurem ent
Seri es RLC Branch
id
+ v
六种开关可以选 择，即二极管、 晶闸管、GTO、 MOSFET、IGBT 和理想开关
通用桥晶闸管类器件电路结构 通用桥可关断类器件电路结构
3.3 驱动模块
3.3.1 同步六脉冲发生器（Synchronized 6-Pulse Generator）
三相桥式整流 电路有两种触发方 式，即宽脉冲触发 和双脉冲触发，两 种触发方式可以在 对话框中选择。双 击三相桥模块，弹 出对话框，在对话 框中选中double pulse，则为双脉冲 触发，否则为宽脉 冲触发方式。同时 在框中还可以设定 脉冲的宽度和重复 频率。
0.02
0.03 t/s
0.04
0.05
0.06
2.电感负载 L=10mh
60
2.电感负载 L=10mh
120
ud / V id / A
ud / V id / A
400 200
0 -200 -400
0
400 200
0
ud id
0.01
0.02
0.03 t/s
0.04
0.05
0.06
ud id
-200
导通电阻 Ron 导通电感 Lon
寄生二极管电阻 Rd
寄生二极管正向 电压Vf 初始电流 Ic
缓冲电阻 Rs 缓冲电容 Cs
单位 欧姆 Ω 亨利 H 欧姆 Ω
伏V
安培 A 欧姆 Ω 法拉 F
3.1.5 绝缘栅双极型晶体管模型
（IGBT）
IGBT参数
单 位 备注
导通电阻 Ron
欧姆 带反并 Ω 联二
第3章 电力电子模块和
变流电路仿真
MATLAB电力电子器件模型使用的是简化 的宏模型，它只要求元器件的外特性与实际 器件特性基本相符 。
开关特性是电力电子器件的主要特性，
不同电力电子器件模型的区别主要在开关逻
辑不同，开关逻辑决定了各种器件的开关特徵。 模型中的电阻Ron和直流电压源Vf分别用来反 映电力电子器件的导通电阻和导通时的门槛电 压。串联电感限制了器件开关过程中的电流升 降速度，模拟器件导通或关断时的动态过程。 MATLAB电力电子器件模型一般都没有考虑器 件关断时的漏电流 。
3.1.3 可关断晶闸管模型（GTO）
可关断晶闸管 参数名
导通电阻 Ron
内部电感 Lon
正向电压Vf
电流10%下降 时间 Tf
电流拖尾时间 Tt
初始电流 Ic
缓冲电阻 Rs
缓冲电容 Cs
单位
欧姆 Ω 亨利 H
伏V 秒s
秒s
安培 A 欧姆 Ω 法拉 F
3.1.4电力场效应管模型（MOSFET）
MOSFET参数
导通电感 Lon 亨利 H
正向电压 Vf
伏特 V
极管 模型 仅有
电流10％下降时 秒 S 导通
间 Tf 电流拖尾时间 Tt
初始电流 Ic
秒S 安培 A
电阻、 缓冲 电阻 和缓
缓冲电阻 Rs
欧姆 Ω
冲电 容
缓冲电容 Cs 法拉 F
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
3.2通用桥式电路模块
3.3.2 PWM脉冲发生器 （PWM Generator）
可以为GTO、MOSFET、 IGBT等自关断器件组 成的一相、二相和三相 桥式变流 电路提供驱动信号
晶闸管整流电路仿真
一 单相半波整流电路仿真
g
m
a
来自百度文库
k
VT
De m u x
+
us
v
-
Vol tage M e a su re m e n t
仿真参数 仿真时间：0～0.2 s，仿真算法：ode45。
例3.1 用图3.30模型观察单相半波整流电路在电 阻和纯感负载时的工作情况。
1. 电阻负载 2. 控制角
60
ur,Ud / V,ir / A
400 300 200 100
0 -100 -200 -300 -400
0
ur
ir Ud
0.01
电力电子器件模型必须连接在电路中使用，
也就是要有电流的回路，但是器件的驱动仅仅 是取决于门极信号的有无，没有电压型和电流 型驱动的区别，也不需要形成驱动的回路。
3.1 电力电子器件模型 3.1.1 二极管模型
二极管参数 单位
导通电阻 Ron
电感
Lon 正向电压 Vf
欧姆 Ω
亨利 H
伏特 V
初始电流 Ic 安培 A
ud
ab1
30 Constant
0 Constant1
T erm i nator
alpha_deg
AB
BC
puls es
CA
Bloc k
6-Pul se Generator
Dem ux1
Mux
U S22 V ,0f5H 0 z
例3.2 观察单相桥式整流电路工作情况
电源电压
U S 220 V f 50 Hz
缓冲电阻 缓冲电容
Rs 欧姆 Ω
Cs 法拉 F
3.1.2
晶闸管模型
晶闸管参数名 单 位 导通电阻 Ron 欧姆 Ω
备注
内部电感 Lon 亨利 H
正向电压 Vf 伏特 V
擎住电流 I1 关断时间 tq
安培 A 普通模型
秒s
没有
初始电流 Ic 安培 A 缓冲电阻 Rs 欧姆 Ω 缓冲电容 Cs 法拉 F
0.02
0.04
Mean Value1
Scope 6
urud Scope 4
t
Cl ock
Scope
alpha Constant
0 Constant1
T ermi nator
alpha_deg
AB
BC
puls es
CA
Bloc k
6-Pul se Generator
De m u x1
单相半波整流模块参数表3.10
Scope 8