电力电子与MATLAB应用技术综述.ppt

MATLAB应用技术;3电力电子与MATLAB应用技术 ;3.1 电力电子器件与MATLAB;2．电力二极管在MATLAB中实现;电力二极管仿真模型: 由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直流电压源Vf和一个开关串联组成。 ;电力二极管元件内电阻;3. 电力二极管元件的仿真举例;3.1.2晶闸管;3．晶闸管在MATLAB中的实现;晶闸管仿真模型： 由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直流电压源Vf和一个开关串联组成。 开关受逻辑信号控制，该逻辑信号由电压Vak、电流Iak和门极触发信号g决定。;晶闸管元件参数设置 ;4.晶闸管仿真举例;α=0°单相半波整流桥仿真结果 ;反并联续流二极管 ;3.1.3 可关断晶闸管;3. GTO在MATLAB中的实现;GTO模型由电阻Ron电感Lon、直流电压源Vf和开关串联组成，该开关受一个逻辑信号控制，该逻辑信号又由GTO的电压Vak、电流Iak和门极触发信号（g）决定。;参数设置 ;5.可关断晶闸管元件的建模和仿真应用实例; α=30°GTO单相半波整流器仿真结果 ;3.1.4 绝缘栅双极型晶体管;3．IGBT在MATLAB中的实现;由电阻Ron、电感Lon和直流电压源Vf与逻辑信号（g0或g=0）控制的开关串联电路组成。 ;IGBT的参数设置 ;假设L值很大，C值也很大 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1ton。 V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为（Uo-E）I1toff。 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等， EI1ton＝（Uo-E）I1toff 化简得： T/toff ? 1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。也称之为boost变换器。;Boost变换器仿真结果 ;3.2晶闸管三相桥式整流器及其仿真;3.2.2晶闸管三相桥式整流器的仿真模型;（1）整流桥模型;通用桥臂模块（Universal Bridge） ;通用桥臂模块参数设置;（2）同步脉冲触发器;;6脉冲同步触发器参数设置;alpha_deg为30°时，双6脉冲同步触发器的输入输出信号;（3）其他模块;仿真算法选择ode23s算法,仿真时间为0～0.05 秒，其他参数为默认值。在负载选择R＝1欧、L＝1mH，反电动势V＝－5V时进行仿真。 ;3.3基于PWM技术逆变器及其仿真;将图a的正弦波分成N个???此相连的脉冲序列所组成的波形，这些脉冲宽度相等，为π/N，但幅值不等，各脉冲幅值按正弦规律变化。;PWM脉冲产生：;O;3.3.1 PWM技术逆变器原理;ur正半周，V1保持通，V2保持断。 当uruc时使V4断，V3通，uo=0 。 当uruc时使V4通，V3断，uo=Ud 。 ur负半周，V1保持断，V2保持通 当uruc时使V3通，V4断，uo=－Ud。 当 uruc时使V3断，V4通， uo=0。 ;双极性PWM控制方式（单相桥逆变）;3.3.2基于PWM技术逆变器仿真;（1）逆变器模型;（2）PWM发生器;Signal（s）：当选择为调制信号内部产生模式时，无需连接此端子；当选择为调制信号外部产生模式时，此端子需要连接用户定义的调制信号。 Pulses：根据选择主电路桥臂形式，定制产生2，4，6，12路PWM脉冲。见 P92 表3-2。;PWM发生器参数设置 ;（3）电源模型;（5）仿真设置与结果输出 参照模型图进行电气连线完成模型的建立，仿真算法选择ode15s算法，仿真时间为0～0.05秒，其他参数为默认值。 ;3.4交流调压器及应用仿真;2.电阻电感性负载的交流调压器;3.晶闸管交流调压器的仿真;主要模块参数设置： 交流峰值电压为100V、初相位为0、频率为50HZ； 晶闸管参数进行设置：Ron=0.001Ω；Lon=0H；Vf=0；Rs=20Ω；Cs=4e-6F，RC缓冲电路Lon=0.01H； 负载RLC分支，电阻性负载时，R=2Ω，L=0H，C =inf； 脉冲发生器：Pulse 和Pulse1模块中的脉冲周期为0.02s,脉冲宽度设置为脉宽的确10%，脉冲高度为12，脉冲移相角通过“相位角延迟”对话框进行设置。;4.晶闸管单相交流调压电路的仿真结果 仿真算法选择为ode23tb算法，仿真时间设置为0-0.03s，开始仿真。给出了移相控制角等于60°和120°时带电阻负载和电感负载时，负载上的电流、电压波形以及触发脉冲波形。 ;3.5直流斩波器及应用仿真;2.降压式（Buck）变换器的建模和仿真;选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设置为0