课程设计报告--电力电子课程设计.docVIP

华北电力大学 课程设计报告 题目：电力电子课程设计 学生姓名： 院系：电气与电子工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 指导教师： 日期：2011年1月13日  摘要和关键词 本次电力电子课程设计是通过使用Matlab中的simulink针对典型的AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC变换和实际的电力电子装置应用系统，建立相应的模型，进行详细的仿真分析与研究。 关键词：Simulink （简单介绍该报告的内容） 目录 课程设计的任务 1.要求 针对典型的AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC变换和实际的电力电子装置应用系统，建立相应的模型，进行详细的仿真分析与研究，使学生掌握电力电子系统的仿真方法。 2． 具体内容 （一）建立单相半波可控整流电路仿真模型： 1、对教材P43图2-1、P44图2-2和P46图2-4进行验证（假设交流电压有效值为220伏）。 2、改变直流侧负载电阻与电感值，观察各波形的变化。 3、改变晶闸管触发角，观察各波形的变化。 （二）建立单相全控桥式整流电路仿真模型： 1、对教材P47图2-5、P48图2-6进行验证（假设三相交流线电压有效值为380伏）。 2、改变直流侧负载电阻与电感值，观察各波形的变化。 3、改变晶闸管触发角，观察各波形的变化。 （三）建立P54图2-17所示的三相全控桥式整流电路仿真模型，假设三相交流线电压有效值为380伏，直流侧负载电阻为1欧姆，电感为20mH。改变交流侧电感（0.001~0.1mH）、晶闸管触发角，观察交流电压、直流电压与交流电流的波形。 （四）建立P106图3-4所示的升降压斩波电路仿真模型，假设，，开关频率。改变占空比，观察电感上电压、电流波形的变化情况。 （五）在P153图6-7所示的三相桥式SPWM逆变电路中，假设，三相负载电阻，负载电感，开关频率。并假设三相负载中含有电源，U相电源电压(50V为峰值，频率为50Hz，相位为，三相互差)。 若每相电流有效值为35A，请确定幅值调制率的取值（定义为正弦波调制信号峰值与三角波载波信号峰值的比值，逆变电路输出相电压有效值）。 若取为0.8，每相电流有效值为35A，则直流侧电压应取何值？ 画出、与的波形。 （六）学习Demos中的SVC（静止无功补偿器）、STATCOM和UPFC（Facts模块）的示例。任选其一，观察系统的响应，分析其实现的原理，了解电力电子在电力系统中的作。 前言 电力电子课程设计的目的是通过该实践环节使学生了解电力电子系统计算机仿真的基本原理与方法，掌握电力电子仿真软件的使用，加深对电力电子基本内容的理解与典型应用的认识。 报告正文 单相半波可控整流电路仿真 1.1带电阻负载的工作情况 主电路图 仿真波形 a=30° a=60 在晶闸管处于断态时，电路总无电流，负载两端电压为0, u2的电压全部加在晶闸管两端。如在正半周晶闸管承受正向阳极电压期间的wt时刻给晶闸管门级加触发脉冲，则晶闸管开通，改变触发时刻，则电压电流波形随之改变。 a=60度时刻晶闸管导通，忽略晶闸管同台压降，直流输出电压瞬时值与u2相等，波形如上图。 直流输出电压平均值 调整触发角的大小，可以控制Ud的大小，a越大，Ud越小。 改变电阻大小，电阻越大，直流侧电流有效值越小。 1.2带阻感负载的工作情况 主电路图 触发角a=30° a=60° 由于电感的存在，流过负载的电流不能突变。延迟了晶闸管的管段时刻，使得ud的波形出现负的部分，与带电阻负载时相比，其平均值Ud下降。 改变触发角大小，a越大，Ud有效值越小。 1.3单相半波可控电路并联二极管 主电路图 波形a=30° 与没有续流二极管相比，在u2正半周期时两者工作情况相同，当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，此时为负的u2通过VDR向晶闸管施加反向电压使其关断。在续流期间，ud中不再出现负的部分，这与电阻负载时基本相同。 2.三相桥式全控整流电路 波形图 交流侧电感L=0.1mH 交流侧电感为L=0.01mH 说明： 由于交流侧有电感存在对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，换相过程不能瞬时完成，而会持续一段时间。电感越大，换相重叠角越大。 振荡产生的原因： 由于晶闸管内部存在snubber电路，与交流侧电感形成RLC振荡电路。在换相过程中形成振荡。可通过调节交流侧电感参数来削减振荡现象。 a=30° 仿真过程中需要注意的问题： 触发信号占空比的设置： 晶闸管1的占空比要设置为大于16.7%的值，其他晶闸管设为5%即可，因为每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路。 若VT触发信号占空比全部设为5%，负载电压波形在每个VT的触发时刻，都会形成瞬时冲激电压，但是又瞬时消失。分析其原因，由于占空比过小，无法形成负载回路，晶闸