电力电子技术应用实例的MATLAB仿真.doc

目 录 摘 要 1 关键词 1 1.引言 1 2.单相半波可控整流电路 1 2.1实验目的 1 2.2实验原理 1 2.3实验仿真 2 3.单相桥式全控整流电路 8 3.1实验目的 8 3.2实验原理 8 3.3实验仿真 9 4.三相半波可控整流电路 10 4.1实验目的 10 4.2实验原理 11 4.3实验仿真 12 5. 三相半波有源逆变电路 14 5.1实验目的 14 5.2实验原理 14 5.3实验仿真 15 6.三相桥式半控整流电路 17 6.1 实验目的 17 6.2实验原理 17 `6.3 实验仿真 17 7.小 结 19 致 谢 19 电力电子技术应用实例的MATLAB仿真 摘 要 本文是用MATLAB/SIMULINK实现电力电子有关电路的计算机仿真的毕业设计。论文给出了单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相半波有源逆变电路、三相桥式全控整流电路的实验原理图、 MATLAB系统模型图、及仿真结果图。实验过程和结果都表明：MATLAB在电力电子有关电路计算机仿真上的应用是十分广泛的。尤其是电力系统工具箱－Power System Blockset（PSB）MATLAB SIMULINK PSB 电力电子相关电路 1.引言 MATLAB是由Math Works公司出版发行的数学计算软件，为了准确建立系统模型和进行仿真分析，Math Works在MATLAB中提供了系统模型图形输入与仿真工具一SIMULINK。其有两个明显功能：仿真与连接，即通过鼠标在模型窗口画出所系统的模型，然后可直接对系统仿真。这种做法使一个复杂系统模型建立和仿真变得十分容易。[4][2] 在1998年，MathWoIks推出了电力系统仿真的电力系统工具箱－Power System Blockset（PSB）。其中包括了电路仿真所需的各种元件模型，包括有电源模块、基础电路模块、电力电子模块、电机模块、连线器模块、检测模块以及附加功率模块等七种模块库。每个模块库中包含各种基本元件模型，如电源模块中有直流电压、电流源，交流电压源、电流源，受控电压源、电流源等五种电源模型。电力电子模块库包含了理想开关元件、晶闸管、功率场效应管、可关断晶闸管等多种功率开关元件模型；电机模块库中包含了各种电机模型。如异步电动机、同步电动机、磁同步电动机等。只需将模块中的元件拖到SIMULINK窗口中，通过参数设置对话框设置参数就可以实现电路和电力系统的仿真了。=0.45 (1+)/2.[1] 式中，为变压器二次侧相电压，为晶闸管出发控制角。 单相半波可控整流器原理图 对电感性负载，当流过电感的电流变化时，电感两端产生感应电势，感应电势对负载电流的变化有阻止作用，使得负载电流不能突变。当电流增大时，电感吸收能量储存，电感的感应电势阻止电流增大；当电流减少时，电感释放出能量，感应电势阻止电流的减少，输出电压，电流有相位差。 通过改变触发角的大小，直流输出电压的波形发生变化，负载上的输出电压平均值发生变化。当=，由于晶闸管只在电源电压正半波（～）为极性不变但瞬时值会变化 的脉动直流。所以称半波整流。 2.2.1触发延迟角与导通角 触发延迟角也称触发角或延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到刚导通时之间的点角度。导通角是指晶闸管在一周期内处于通态的电角度。出电压单相半波可控整流器在电阻性负载情况下，控制角与导通角的关系为 +=180[1] 2.2.2移相与移相范围 移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角的大小。 移相范围是指触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范围。单相半波可控整流器电阻性负载时的移相范围是0～。 2.3计算机仿真实验 2.3.1带电阻性负载的仿真实验 启动MATLAB，进入SINMULINK后新建文档，绘制单相半波可控整流器结构模型图，如图所示。双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。 晶闸管元件参数设置[3] 可关断晶闸管元件的参数设置对话框 双击晶闸管模块，元件参数设置对话框如下。 晶闸管元件内电阻，单位为。 晶闸管元件内电感，单位为。注意，电感不能设置为0。 晶闸管元件的正向管压降,单位为。 电流下降到10%的时间，单位为秒（s）。 电流拖尾时间，单位为秒（s）。 初始电流，单位为，与晶闸管元件初始电流的设置相同。通常将设置为0 。 缓冲电阻，单位为，为了在模型中消除 缓冲电路，可将参数设置为inf。 缓冲电容，单位为，为了在模型中消除 缓冲电路，可将缓冲电容设置为0。为了得到纯电阻，可将电容C参数设置为inf。 仿真含有可关断晶闸管的电路时，必须使用刚性积分算法。通常使用ode23tb或ode15s